I modsætning til markeder for andre varer har elmarkedet kun få og meget dyre muligheder for oplagring. Elektricitet skal derfor normalt bruges i det øjeblik, det produceres, det vil sige, at der altid skal være balance mellem produktion og efterspørgsel.

En stigende andel af vedvarende energi fra kilder med vekslende produktion (som vind, sol eller bølgekraft) giver problemer med systemets stabilitet, da produktionen er mindre forudsigelig. Lagring af elektricitet vil afhjælpe disse problemer, da det vil give reservekraft og systemsikkerhed.

Det er Energinet.dk’s hovedopgave at bevare forsyningssikkerheden, blandt andet ved at holde nettet stabilt og skabe balance mellem forbrug og produktion. Historisk set har produktionen indpasset sig forbruget gennem regulering af produktion specielt på de centrale værker. I takt med den øgede vindkraftkapacitet bliver produktionen mere svingende, hvilket stiller højere krav til elsystemet og sammenspillet mellem de forskellige reguleringsmuligheder.

Lagerfunktionen sikrer en bedre udnyttelse af den svingende, vedvarende energi, ligesom den øger forsyningssikkerheden både på kort og langt sigt. På kort sigt kan lagre levere nødvendige systemydelser, mens lagring over længere tid bidrager til en velfungerende markedsfunktion. Lagring udligner efterspørgsels- eller udbudskurven og reducerer dermed behovet for spidslastkapacitet, ligesom lagring over længere tid tilbyder diverse miljømæssige fordele, blandt andet på grund af den øgede mulighed for at benytte vedvarende energi i el-system med lagringsmuligheder.

Der findes forskellige former for lagring:

• Lagring via pumpekraftværk
• Compressed Air Energy Storage(CAES)
• Redox-(flow)-batterier
• NaS-batterier
• Traditionelle batterier (blysyre, NiCd)
• Brintlagring

Nogle lagertyper kan lagre energi over længere tid, såsom dage, uger og måneder, mens andre primært kan benyttes til korttidslagring, såsom sekunder og minutter. Derudover tilbyder mange lagringsteknologier systemydelser, som er nødvendige for elsystemets drift.

Lagerteknologier

Af korttidslagre kan nævnes fly wheels og superkondensatorer, hvor sidstnævnte dog ikke kan levere kortslutningseffekt. I stedet kan den afgive en høj effekt yderst hurtigt, hvilket der ikke er behov for i systemet. Fly wheels vil derfor være mest relevante i det danske elsystem. Fly wheels udgøres af et roterende svinghjul og kan derfor levere kortslutningseffekt og diverse andre systemydelser ligesom de almindelige synkrongeneratorer eller de klassiske centrale værker, dvs. op til fire gange den aktive effekt. Hvis svinghjulet er tilsluttet via effektelektronik, som batterier, reduceres effekten til én.

Mellemlanglagring udgøres primært af diverse batterityper, hvor de mest kommercielle er NaS og VRB. Derudover er der store forventninger til Li-ion, som benyttes i elektronisk udstyr og elbiler. Intelligent indførelse af elbiler vil medføre små decentrale batterilagre i elsystemet.

Batteriteknologien er på vej frem. Batterierne kan både fungere som relativt store, centrale lagre koblet af mange enheder eller som mindre decentrale enheder, hvor sidstnævnte styrker netstabiliteten. Der er tale om en dyr teknologi, hvilket er den primære barriere pt. Endvidere er energidensiteten lav, så lagrene fylder meget. Alligevel har flere lande opført – eller har planer om at opføre – batterilagre. Disse er typisk baseret på bl.a. NaS- og i mindre omfang VRB- batterier.

Langtidslagring udgøres af pumped hydro og CAES-lageret, hvor CAES adskiller sig fra de øvrige teknologier ved ikke at være CO₂-neutral; men CO₂-besparende. Det skyldes, at CAES er baseret på trykluft, der opbevares i undergrunden. I Danmark vil der være tale om en saltkaverne. Trykluften benyttes sammen med naturgas til at drive en gasturbine. Begge teknologier er kommercielle, og der findes CAES lagre i Tyskland og USA.

Pumped hydro er den mest kommercielle lagerteknologi, og den er relativt billig. Teknologien udnytter forskellen i potentiel energi mellem to vandreservoirs med højdeforskel. Energien lagres ved at pumpe vandet op i det øverste reservoir, og man trækker energien ud ved at lade vandet løbe fra det øverste til det nederste. Teknologien stiller dog krav til en vis højdeforskel mellem de to reservoirs, ligesom disse reservoirs skal have en vis størrelse. Der forskes derfor i andre muligheder for at benytte vand til ellagring; kunstige “øer” under havoverfladen, skrænter, vandtårne etc.

Både CAES og pumped hydro kan levere diverse systemydelser, og da begge (gen)producerer el i turbiner, kan begge teknologier levere samme systemydelser som centrale værker.

Tabel over de mest kommercielle lagertyper og hvad de tilbyder. Tabellens tal er vejledende og primært baseret på aflæsning af diverse grafer. Der henvises til ESA’s igangværende arbejde med opdatering af data vedr. de forskellige teknologier.

Status i Danmark

Pt. udnyttes udenlandsforbindelserne som ellagre som følge af markedskobling og overførselskapacitet mellem Danmark og vores nabolande. Dette fungerer rigtig godt og er lige nu den billigste løsning på indpasningen af den store mængde vindkraft.

Derudover er Energinet.dk involveret i en række udviklingsprojekter inden for ellagring. På grund af manglende geografisk egnede områder kan pumped hydro ikke benyttes. I stedet for har man undersøgt mulighederne for et CAES-lager, ligesom batterier er et oplagt område. Energinet.dk har derfor i udbudsteksten for forskningsprogrammet ForskEL 2009 udpenslet batterier som indsatsområde.

Læs mere om energisystemer

Energisystemer 
– Elsystemet i Danmark
– Forsyningssikkerhed
– Miljø og elproduktion
– Ellagring (denne side)
– Elmarkederne
— Det danske elmarked
— Liberaliseringen af elmarkedet
– Prisfleksibelt elforbrug
– Sammentænkning af energisystemer
– Smart Grid

Kilder

Energinet.dk
Vattenfall

Denne artikel stammer oprindeligt fra Climate Minds, som er udviklet af Experimentarium i samarbejde med Dansk Energi og Energyminds.