Kilde: Wikimedia commons.

Fornybarsamfunnet trenger energilagring


Produksjon av fornybar energi er vel og bra, men hva gjør vi om ingen trenger energien her og nå?

I forsøket på å oppnå en bærekraftig energiproduksjon, foregår det en storstilt utbygging av energiverk knyttet til miljøvennlige kilder som sol og vind. I forhold til tradisjonelle energikilder, har vi lite kontroll på når været ligger til rette for produksjon av sol- og vindkraft. Dermed er energien generelt ikke tilgjengelig når vi trenger den, og produksjonsoverskudd må mellomlagres. Til tross for at energilagring har fått relativt lite oppmerksomhet, kan lagring i stor skala komme til å bli vel så utfordrende som produksjon.

Tilgangen på fornybar energi varierer på tre tidsskalaer: Daglig ved at solen går opp og ned, daglig til ukentlig med lav- og høytrykk, og med årstidene. Tilsvarende varierer forbruket både gjennom en dag, og gjennom året. Noe av svingningene er lette å forutsi, vi vet at forbruket er størst om vinteren, og på kalde dager er det størst etterspørsel etter oppvarmning og morgenene. Andre svingninger er uforutsigbare; skyer kan på kort varsel redusere tilgangen på solenergi. For å glatte ut variasjonene, må vi både ha lagre med kort responstid, og lagre som kan levere store mengder energi over lengre tid.

Når det gjelder kostnadene ved å lagre energi, kan disse grovt deles i to kategorier: For det første vil konstruksjon og drift av lagringsmediet, det være seg batterier, demninger, eller borehull for jordvarme ha betydelige kostnader. I tillegg vil det og være store kostnader forbundet ved energitap under lagring. Dette er knyttet til energikvalitet: Høyverdig energi, som elektrisitet, kan nyttes til svært mange formål, fra batteridrevne biler og elektronikk til oppvarming. Lavverdig energi, varme, er lite fleksibelt, og kan i utgangspunktet kun brukes til oppvarming. Varme kan og konverteres til høyere-verdig energi, men da med betydelig energitap. Dermed er det mye å hente på å tilpasse lagringsformen til den planlagte bruken av energien. Likevel vil det ofte være energitap på titalls prosent i forbindelse med lagring.

Et siste problem vi skal omtale her, og kanskje den største, er å ha stor nok lagringskapasitet til å dekke sesongvariasjoner. Batterier er foreløpig ikke i nærheten av å ha tilstrekkelig kapasitet, selv verdens største batterier har en kapasitet tilsvarende årsforbruket til et fåtall norske husstander. Et annet alternativ er å lagre energien som hydrogen eller komprimert luft, men med dagens teknologi kan det bli krevende å oppnå en lagringskapasitet som monner på internasjonal skala.

De kanskje beste lagringsteknikkene baserer seg på å spille på lag med naturen: I Norge er kapasiteten i vannmagasinene bygget tilstrekkelig ut til å kunne dekke svingningene i år med normal nedbør, til prisen av svært store naturinngrep. Imidlertid er det de færreste land som har tilsvarende lagringsmuligheter som Norge, og norske magasin vil kun være av begrenset nytte i utlandet (kan kreve innlogging). En annen mulighet er å lagre varme under bakken i stor skala med teknikker som ligner dagens grunne geotermiske system. Denne teknologien har potensiale til å gi stor kapasitet uten å legge beslag på store landområder, men det kreves mye forskning før denne teknologien er klar.

Med de mangfoldige kravene til hva et energilager må kunne levere, vil vi trolig ende opp med en kombinasjon av alle mulighetene nevnt ovenfor, og forhåpentligvis andre teknikker som foreløpig kun er på tegnebrettet.