Batteri- og energilagringsløsninger for norsk industri

Energilagring blir kritisk for industrien

Norsk industri trenger energilagring for å håndtere variabel strømpris, driftssikkerhet og grønn energi-integrering. Flere batteriløsninger finnes – noen gamle, noen nye.

Valget avhenger av bruksformål. Skal du stabilisere små elkraft-svingninger, eller lagre energi over lengre tid? Hver løsning har sine fordeler og ulemper.

Litiumjonbatteriene som kom på markedet i 1991, er i dag vesentlig rimeligere og har høyere energitetthet enn tidligere, ifølge Store norske leksikon.

1. Litiumjons-batterier

Litiumjonbatterier er mye brukt i elektriske biler og i store markeder som mobiltelefoner, ifølge Store norske leksikon og Store norske leksikon.

Energitettheten ligger i området 0,25–0,69 kWh/L, og cellespenningen er 3,3–3,7 V, ifølge Store norske leksikon.

Selvutladingen er cirka 1–3 prosent per måned, som er mindre enn for eksempel nikkel-kadmium- og nikkel-metallhydridbatterier, ifølge Store norske leksikon. Ved skade eller høy temperatur kan det oppstå brann eller eksplosjon fordi konsekvensene ved uhell blir større enn for andre batterier.

Teknologien har høy energitetthet og lang levetid, ifølge Store norske leksikon. Ulemper er at litium finnes i begrenset mengde i jordskorpa, og at metallisk litium er svært reaktivt og kan antenne.

2. Vannbatterier og pumping

I det norske energisystemet er lagring av store vannmasser i høytliggende reguleringsmagasiner den viktigste formen for lagring av potensiell energi, ifølge Store norske leksikon. Slike magasiner er nødvendige for å sikre reguleringsevnen i vannkraftverkene, slik at de kan håndtere både sesong- og døgnvariasjonene i elforbruket.

Norge har et forholdsvis lite antall og liten installert pumpekraft-kapasitet sammenlignet med mange andre land i Europa, ifølge Store norske leksikon.

Norges kraftigste pumpekraftverk er i Saurdal, som pumper opp i Blåsjø, et av Europas største vannkraftsmagasin, ifølge Store norske leksikon.

I Europa er det totalt per 2020 installert cirka 55 GW med pumpekraftverk, og behovet for regulerbar vannkraft trolig vil øke betydelig framover som følge av EUs grønne energiomstilling, ifølge Store norske leksikon.

3. Redoks-flowbatterier

Redoks-flowbatterier er kjente sekundærbatterier som er gunstige til bruk i systemer som krever høy energi, ifølge Store norske leksikon.

De tilhører gruppen oppladbare batterier sammen med litium-ionebatterier og nikkel-metallhydridbatterier.

Teknologien egner seg der det er behov for å lagre større energimengder over tid. Som for andre batterityper er det viktig å vurdere levetid og muligheten for resirkulering av komponenter.

4. Termisk lagring

Termisk energilagring lagrer følbar varme i et medium med høy temperatur. Det vanligste mediet er vann, men også olje, saltsmelter og flytende metall blir brukt, ifølge Store norske leksikon.

1 kubikkmeter vann vil ha en lagringskapasitet på 125 MJ hvis det nyttbare temperaturområdet er mellom 90 og 60 °C, ifølge Store norske leksikon.

Saltsmelte blir ofte brukt til å lagre solenergi ved høye temperaturer. En blanding av natriumnitrat og kaliumnitrat er flytende mellom 260–550 °C og har en spesifikk varmekapasitet på 1,53 kJ/K∙kg, ifølge Store norske leksikon.

Før kjøleskap ble vanlig, ble isblokker lagret om vinteren for kjøling. Isblokker var også en viktig norsk eksportartikkel, blant annet til England, ifølge Store norske leksikon.

Utvikling i energilagring

Batteriteknologien har blitt vesentlig rimeligere og fått økt energitetthet siden de første litiumionbatteriene kom på markedet i 1991, ifølge Store norske leksikon. Det finnes også et voksende marked for batterier i transportsektoren.

5. Hydrogen

Hydrogen er det dominerende grunnstoffet i universet, og 90 prosent av alle atomene i universet er hydrogenatomer, ifølge Lille norske leksikon.

Industriell produksjon av hydrogen i verden passerte 100 millioner tonn i 2024. Mesteparten (rundt 50 prosent) ble fremstilt av naturgass, og bare rundt én prosent av produksjonen var basert på fornybar energi, ifølge Store norske leksikon.

Hydrogengass kan brukes som brensel i biler, busser og ferger, og forurenser ikke på samme måte som olje, kull og gass ved bruk, ifølge Lille norske leksikon.

Brenselceller som omsetter hydrogen til elektrisitet, har en energieffektivitet i området 50–65 prosent, og de tekniske vanskelighetene har vært så store at det tok over 100 år å utvikle brukbare typer, ifølge Store norske leksikon.

Velge riktig batteriløsning

Det finnes ingen universell løsning for energilagring. Valget avhenger av om det skal brukes til korttids- eller langtidslagring, og om formålet er kraft, varme eller potensiell energi.

Litiumjonbatterier er aktuelle for mange industrielle formål på grunn av høy energitetthet og lang levetid.

Vannkraft med pumpekraftverk er den viktigste lagringsformen i Norge og egner seg til sesonglagring.

Termisk lagring er aktuelt der det er behov for varme, mens hydrogen og brenselceller kan brukes der det er behov for brensel og elektrisitet.