Sverige står inför en elektrifiering som uppskattas leda till en dubblering av elbehovet. För att klara det menar Jonas Anund Vogel, forskare vid Energiteknik på KTH, att vi måste börja se energilagring och effektbalansering som vår kanske viktigaste energikälla. Med ett räkneexempel visar han att elbilarnas batterier kan bidra med effekt lika stor som de kärnkraftverk som nu föreslås.
För ett år sedan drogs slutsatsen i den första myndighetsgemensamma (Energimyndigheten, Energimarknadsinspektionen, Svenska kraftnät och Trafikverket) att det svenska elbehovet kan ha dubblerats redan till 2035. Hur denna dubblering skall uppnås, eller om den faktiskt kommer behövas, debatteras det flitigt kring. Vissa förespråkar nya kärnkraftverk medan andra lutar mot utökad vind- och solenergi i samverkan med lagring.
Vad många missat i denna svåra kalkyl är den positiva effekten av elektrifieringen av bilflottan och dess möjliga påverkan på energisystemet. Så kallat vehicle-to-grid, det vill säga att använda bilarnas batterier som energilagring och effektbalansering, kan bidra med effekt lika stor som de föreslagna kärnkraftverken om incitament och affärsmodeller faller på plats.
[ Annons ]
Låt oss anta att behovet av energi i storlek tio kärnkraftverk kommer behövas inom en relativt snar framtid. Ett kärnkraftverk har en effekt på ca 1GW vilket betyder ett framtida behov om ca 10GW effekt. Energi och effekt behövs för att exempelvis möjliggöra grön industri och elektrifiering av transportsystemet. Just elektrifieringen av fordon brukar främst diskuteras i negativa termer när det kommer till det framtida energisystemet. En extra last helt enkelt. Men skulle man kunna tänka annorlunda?
Trenden är att de allra flesta bilar inom kort kommer vara elbilar. Låt oss, oberoende av vad man tror, anta att samtliga bilar inom kort kommer vara elbilar, och att det finns 4 miljoner bilar med batteri på 50kWh vardera. Det blir då en total energilagringskapacitet på 200 GWh. År 2021 använde Sverige totalt 140 TWh el, vilket är ca 383GWh per dygn. Batterierna skulle därmed täcka Sveriges totala elbehov i runt tolv timmar om de kunde integreras med energisystemet. Låt oss även anta att det är möjligt att ladda ur batterierna med en effekt på 11kW, standard för laddning i villor. För samtliga batterier ger det då en effekt på 44GW, det vill säga samma effekt som 44 kärnkraftverk.
En normal körsträcka per år är 1500 mil, och med en medelhastighet på 50km/h betyder det en körtid på runt 300 timmar per år. Resterande 8466 timmar eller 97 procent av tiden kan bilen fungera som energilager i ett sammankopplat smart och hållbart energisystem.
44GW *0,97= 42.5GW effekt, men låt oss för enkelhetens och rimlighetens skull istället anta att det alltid finns 20 procent bilar som kan användas som energilager och effektbalansering. Det betyder 8,8GW effekt, dvs ungefär i nivå med tio reaktorer då en rent statistiskt ofta är ur drift.
Skulle det visa sig att det i framtiden behövs effektbalansering i storlek 20 kärnkraftverk så vore det möjligt att genom incitamentsstrukturer få bilägare att lämna bilen hemma och vips ha en dubbel effekt att använda, eller trippel om incitamenten är tillräckligt goda. Vill man ha ännu mer effekt vore det också möjligt att justera den effekt som bilarnas batterier kan laddas ur.
Vad behöver då vara på plats? Det behövs affärsmodeller som möjliggör att samtliga aktörer ser uppsidan med att låta bilarna vara en del av energisystemet. Elbilsägaren behöver bli kompenserad, batteri- eller biltillverkaren behöver fundera kring garantier och den teknik som möjliggör tvåvägsöverföring, elhandelsbolag behöver ta fram nya affärsmodeller, nätägare behöver kunna hantera nya flöden, osv. Exempelvis skulle ett elhandelsbolag kunna sälja effekt likt Stockholm Flex genom att synkronisera laddning och urladdning av bilar i samklang med efterfrågan och utbud. Fastighetsägare med parkeringsgarage eller infartsparkeringar kan bli elproducenter, nya aktörer inom energisystemet, nya affärer som gratis parkering mot att batteriet kan lånas till energisystemet kan uppkomma.
Det behövs teknik för urladdning av batterier och att infrastrukturen i samhället byggs ut så att alla bilar, eller tillräckligt många, kan vara uppkopplade samtidigt. Detta är redan vad samhället önskar och bör inte vara en belastning utan en drivkraft mot ett hållbart samhälle.
Ja, detta är enbart en räkneövning. Och jag forskar inte kring batterier utan byggnader, och kan därmed ha räknat fel och mest troligt missat väsentliga aspekter. Effekt och energi är inte heller samma sak, och det kommer utan tvivel att behövas tillförsel av det senare. Enbart batterier är inte lösningen på framtida energibehov och elektrifiering. Men det är heller inte enbart kärnkraft eller enbart vind. Det viktiga är att vi planerar i samklang med den otroliga teknikutveckling som sker och för in nya tekniker vid sidan av beprövade. Vind, sol, kärnkraft i samverkan med lagring i batterier och vätgas, smarta städer med byggnader som lastbalansering och en ökad förståelse hos och incitamentsstrukturer för privatpersoner och näringsliv att använda resurser när gröna alternativ finns och hushålla när andra energislag måste kopplas in.
Det vore bra om debatten breddades en aning helt enkelt, och att potentialen relaterat till elektrifiering, digitalisering och teknikutveckling inkluderades.
Jonas Anund Vogel, forskare vid Energiteknik, KTH
