Energilagring: Batterier i kraftsystemet

Batterier og energilagring

Et batteri kan lagre en viss mengde energi for bruk på et senere tidspunkt ifølge Store norske leksikon. Energilagring er lagring av produsert energi for bruk på et senere tidspunkt, ifølge Store norske leksikon.

Når det aktive elektrodematerialet er oppbrukt, vil det ikke lenger gi strøm, ifølge Store norske leksikon. Ved å koble sammen flere battericeller i serie blir total batterispenning summen av spenningen for alle celleenhetene, mens parallellkobling gir høyere strøm ved uendret spenning, ifølge Store norske leksikon.

Batteriets vekt er spesielt viktig i transportsektoren, der batterier har fått et voksende marked i sykler, biler og båter, ifølge Store norske leksikon. Det har vært en trend i de seneste årene at batterier med lettere elementer som hydrogen, litium og natrium har blitt utviklet, noe som bidrar til lavere energibruk og reduserte CO2-utslipp, ifølge Store norske leksikon. Det er viktig å unngå bruk av kritiske elementer hvor råmaterialene finnes i begrenset mengde, og å resirkulere batterikomponentene så mye som mulig, ifølge Store norske leksikon.

Litium-ion-batteriet er det viktigste oppladbare batteriet i dag på grunn av høy energitetthet, lav tetthet og lang levetid, og brukes blant annet i mobiltelefoner og elektriske biler, ifølge Store norske leksikon. Ulemper er at litium finnes i begrenset mengde i jordskorpa, og at litium metall er svært reaktivt og kan antenne, ifølge Store norske leksikon.

Tall og trender

Blåsjø-magasinet er Norges største energilager med en lagringskapasitet på 7,8 TWh, ifølge Store norske leksikon. Ved utgangen av 2020 utgjorde vannkraft 89,3 prosent av Norges samlede midlere kraftproduksjon, mens vindkraft sto for 8,4 prosent, ifølge Store norske leksikon. Norge har mer enn 1600 vannkraftstasjoner i drift og mer enn halvparten av den magasinerbare vannkraften i Europa, cirka 87 TWh, ifølge Store norske leksikon.

Nye batterityper og teknologier

Litium-ion-batterier dominerer i dag som det viktigste oppladbare batteriet på grunn av høy energitetthet, lav tetthet og lang levetid, ifølge Store norske leksikon. Andre kjente oppladbare batterier er nikkel-metallhydrid og redoks-flowbatterier, hvor sistnevnte er gunstig til bruk i systemer som krever høy energi, ifølge Store norske leksikon. Den gamle blyakkumulatoren er fortsatt i bruk i transportsektoren, blant annet for å levere strøm til start, ifølge Store norske leksikon. Aluminium/luft-batteriet har svært høy energitetthet, men er ikke tilfredsstillende utviklet; videre forskning kan kanskje gjøre det viktig i framtida, ifølge Store norske leksikon. Det har vært en trend at batterier med lettere elementer som hydrogen, litium og natrium blir utviklet, ifølge Store norske leksikon. Natrium er et alkalimetall som kan antenne og føre til brann, ifølge Store norske leksikon. Det er påvist litiumholdige mineraler i Norge, men disse har hittil ikke vært økonomisk drivverdige, ifølge Store norske leksikon.

Bruksområder for batterier

Batterier brukes i et vidt spekter av produkter, fra små klokker, høretelefoner og PC-er til el-sykler, elbiler og store elektriske ferjer NVE. De brukes også i mobiltelefoner, fjernkontroller, lommelykter, leker og radioer, ifølge Store norske leksikon og Lille norske leksikon.

I transportsektoren har batterier fått et voksende marked i sykler, biler og båter, ifølge Store norske leksikon. Elektriske motorer slipper ikke ut klimagasser eller partikler som bidrar til lokal luftforurensning, noe som har gjort elbiler til et sentralt tiltak i det grønne skiftet, ifølge Store norske leksikon.

Batterier vil bli en del av kraftsystemet NVE. Oppladbare batterier gjør at det ikke blir så mye avfall som ved engangsbatterier, men brukte batterier kan være brannfarlige og regnes som spesialavfall, ifølge Store norske leksikon. Noen batterier inneholder sjeldne mineraler som litium, kobolt og nikkel, og brukte batterier må leveres til gjenvinning, ifølge Lille norske leksikon.

Norsk energilagring og vannkraft

Norge har spesielt gode naturgitte forutsetninger for utbygging av vannkraft, med høytliggende terreng og rikelig nedbør, ifølge Store norske leksikon. I det norske energisystemet er lagring av store vannmasser i høytliggende reguleringsmagasiner den viktigste formen for energilagring, ifølge Store norske leksikon.

NVE har ansvar for å følge med på teknologiutviklingen, inkludert hvordan elektrokjemiske batterier påvirker energi- og kraftsystemet NVE. Det bygges ikke lenger store vannkraftverk i Norge, ifølge Lille norske leksikon.

Energisystemer og framtid

I fremtiden kan hydrogen muligens få en rolle som lager for kraft, der overskudd fra sol- og vindkraftproduksjon brukes til hydrogenproduksjon ved elektrolyse og senere kan konverteres tilbake til kraft NVE. Aluminium/luft-batteriet kan bli viktig i framtida dersom videre forskning lykkes, ifølge Store norske leksikon. Norge har satt 2025 som årstall for når alle nye biler skal være utslippsfrie, mens land som Danmark, Island, Irland, Israel, Nederland, Slovenia og Sverige har vedtatt tilsvarende innen 2030, ifølge Store norske leksikon.