Text: Susanne Ringheim Kilje
Mycket ligger till rätta för ett soligare elnät. Batterierna blir alltmer stabila, priserna sjunker och forskningen kring storskalig lagring har fått ett uppsving.
– När transportsidan ställdes inför regleringskrav och insåg att det var dags att göra något spillde det över på forskningen kring storskalig lagring. Plötsligt har batteriforskningen fått full fart, från att ha betraktats som tråkig och lite ointressant under många år, säger professor Kristina Edström vid Uppsala universitet.
Kristina leder Nordens största batteriforskargrupp, Ångström Advanced Battery Centre. På Solelmässan kommer hon att prata om behovet av batteriforskning, olika system för energilagring runt om i världen och hur lagringen ser ut i kombination med solen som energikälla.
Stabilare batterier
När det gäller litiumbatterier, som länge dominerat, är de numera så stabila i tillverkningen att en battericell är precis lik nästa cell, berättar hon. Detta innebär att systemen har blivit mer trovärdiga med en hög verkningsgrad som överträffar många andra system, som exempelvis förbränningsmotorn. Samtidigt innehåller batterierna en högre energimängd än för bara några år sedan.
– Stabiliteten tillsammans med lägre priser gör att energilagring blir allt mer intressant, säger hon.
Men storskalig lagring kräver containrar av batterier och ett styrsystem, ett ”battery management system”, som kan övervaka att varje cell beter sig likadant. Priset behöver dessutom vara tillräckligt lågt för att det ska löna sig att investera i denna typ av lagring. Därför tittar forskarna på andra typer än litiumjonbatterier, till exempel flödesbatterier. Dessa bygger på samma kemiska principer som litiumbatterier, men elektrolyten flödas över elektroderna och förvaras i tankar.
En helt ny teknik - natriumbatterier – kan bli riktigt billig på sikt och därmed ett attraktivt alternativ för storskalig lagring från sol eller vind. Och Sveriges robusta elnät öppnar för många möjligheter, säger Kristina.
– Kanske är det så att batterier för solceller inte behöver se likadana ut som batterier för vindkraft, eftersom solen är ett mer stadigt flöde utan de kraftiga effektpulser som vindkraft ger. I praktiken betyder det att ett batteri för solel behöver optimeras för energi medan ett batteri för vindkraft behöver optimeras för effekt. Det ger solen en fördel ur ett batteriperspektiv, eftersom det är enklare att energioptimera än att effektoptimera.
Stor potential
Fortfarande står batterier för endast en halv procent av all storskalig lagring i världen men potentialen är stor, menar hon.
– Utvecklingen är väldigt kopplad till pris och livslängd på batteriet. Livslängden blir visserligen allt längre, men batterier för storskalig lagring behöver hålla i upp mot 30 år. Och storpumpad vattenkraft är svår att konkurrera med.
Framtidens utmaning är att ta fram batterier som är billigare, säkrare och kan lagra både mer energi och ha högre verkningsgrad. Med tanke på att batterier i grund och botten är kontrollerade bomber är stor effekt och hög energigrad i samma batteri en ekvation som kan vara svår att lösa.
– Antingen är ett batteri bra på att lagra eller så har det hög effekt. I dagsläget måste man välja. Och inga batterier kan tävla med energimängden i till exempel bensin - kemin sätter sina begränsningar. Men på riktigt lång sikt hoppas jag ändå på något som kan komma närmare i energimängd – jag tror faktiskt att det går att skapa batterier med bättre effekt och samtidigt högre energioptimering, säger hon.
Fakta
Ett batteri består av flera sammankopplade battericeller. Batteriet omvandlar kemisk energi till elektrisk energi genom att transportera elektroner från pluspolen till minuspolen med hjälp av fria joner som leder den elektriska strömmen. Det är den elektriska energin som används vid urladdningen. Ett laddningsbart batteri återladdas genom att elektronerna drivs åt andra hållet. Ju mer energi som ska lagras desto större behöver ackumulatorn vara.
Battericellens födelse brukar sättas till år 1800, när den italienska professorn Alessandro Volta förklarade att han hade konstruerat en pålitlig källa av kontinuerlig elektrisk kraft.
