Solceller og vind uden lagring er som en tank uden motor - Forklaringen på flaskehalsen

Det danske elsystem undergår en fundamental forandring. Hvor energiproduktionen tidligere var baseret på store, centrale kraftværker, der kunne skrues op og ned efter behov, kommer en stadig større del af strømmen i dag fra decentrale solcelleparker og vindmøller. Denne omstilling betyder, at produktionen afhænger af vejret frem for forbrugernes øjeblikkelige behov.

Udfordringen er, at produktionstidspunktet og forbrugsprofilen sjældent passer perfekt sammen. Dette skaber en strukturel ubalance i elnettet. Denne artikel forklarer, hvorfor energilagring er en vigtig komponent for at udnytte den vedvarende energi bedre, hvor flaskehalsene opstår, og hvad denne udvikling betyder for industrielle faciliteter med et stort elforbrug.

Hvorfor vi producerer mere grøn strøm, end vi kan bruge på én gang

Strøm er ikke en fysisk vare, der uden videre kan lægges på et traditionelt lager. Elmarkedet er designet til at balancere udbud og efterspørgsel time for time. Der skal til enhver tid produceres en mængde elektricitet, der matcher forbruget så tæt som muligt.

Når vinden blæser kraftigt om natten, eller solen skinner fra en skyfri himmel midt på dagen, overstiger produktionen fra vedvarende energikilder ofte det aktuelle forbrug. Industrien kører måske på nedsat blus om natten, og de private husholdninger bruger mindst strøm midt på dagen. Resultatet er et overudbud af elektricitet i specifikke tidsrum. Fordi produktionen ikke kan gemmes i selve elnettet, opstår der et behov for enten at flytte forbruget, eksportere strømmen eller lagre den til senere brug.

Flaskehalsen ligger i systemet, ikke i produktionen

Når man taler om udfordringer med grøn strøm, er problemet sjældent en generel mangel på energi. Den egentlige flaskehals er systemets evne til at flytte og absorbere energien. Elnettet fungerer i stigende grad som en flaskehals for tilslutning af både ny produktion og nyt forbrug.

Kapaciteten i de fysiske kabler og transformatorstationer sætter en absolut grænse for, hvor meget energi der kan transporteres fra produktionsstedet til forbrugeren på et givent tidspunkt. Hvis en stor solcellepark producerer maksimalt, og det lokale elnet ikke har kapacitet til at transportere al strømmen væk, opstår der lokal trængsel i nettet. Dette fænomen kaldes grid congestion. Det betyder, at selvom energien er tilgængelig og billig at producere, kan den ikke nå frem til de steder, hvor der er brug for den, fordi infrastrukturen mangler den nødvendige kapacitet.

[Grafik: Solceller og vindmøller sender strøm ind i et elnet, men uden energilagring opstår der en flaskehals, fordi produktionen ikke altid matcher forbruget. Vis det som en enkel energikæde med tydelig kontrast mellem overskud, lagring og forbrug.]

Hvad sker der med overskudsstrømmen i dag?

Når udbuddet overstiger efterspørgslen, forsvinder strømmen ikke ud i ingenting. Den håndteres primært gennem markedsmekanismer, eksport og systemdrift.

I første omgang forsøger markedet at afsætte strømmen til nabolande. Gennem europæisk markedsintegration bliver grænsekapacitet allokeret implicit i prisdannelsen, hvilket betyder, at strømmen flyder mod de områder, hvor prisen og behovet er højest, forudsat at der er ledig kapacitet i udlandskablerne.

Hvis eksportkapaciteten er opbrugt, og der stadig er overudbud i et prisområde, falder priserne markant. I perioder med ekstrem ubalance kan der opstå meget lave eller negative priser. Dette er et økonomisk signal om, at systemet mangler fleksibilitet. Negative priser giver producenter et incitament til at stoppe produktionen og forbrugere et incitament til at øge forbruget. Hvis ubalancen ikke kan løses via prisen, kan det blive nødvendigt at nedregulere produktionen direkte. Energien flyttes derfor enten til andre områder, bruges senere eller nedreguleres som led i systemets normale håndtering af ubalancer.

Batterier som det manglende led i energikæden

For at løse timingproblemet og udnytte den vedvarende energi optimalt er der brug for kortsigtet fleksibilitet. Her fungerer industriel batterilagring som en afgørende buffer. Batterier er et af de mest anvendelige værktøjer til kortsigtet fleksibilitet, fordi de kan optage energi i overflodstimer og frigive den igen, når efterspørgslen stiger.

Et industrielt BESS-anlæg ændrer ikke på den samlede mængde energi i systemet. Det ændrer på, hvornår energien trækkes fra eller sendes ud på elnettet. Ved at lagre overskudsstrøm lokalt kan batterier aflaste elnettet i de timer, hvor kablerne er mest belastede, og levere strøm i de timer, hvor produktionen fra sol og vind er lav.

Hvad der skal til for at løse problemet nationalt

På nationalt plan kræver integrationen af mere vedvarende energi en kombination af massiv netudbygning og øget systemfleksibilitet. Energinet har ansvaret for at opretholde balance og stabilitet i elsystemet. Dette gøres blandt andet ved at indkøbe systemydelser fra aktører, der kan regulere deres produktion eller forbrug med meget kort varsel.

Batterianlæg i industriel skala kan være en vigtig del af denne løsning. Fordi batterier kan reagere på meget kort tid, er de velegnede til at levere frekvensstabilitet og anden hurtig fleksibilitet til elsystemet. Energinets introduktion til systemydelser, behovsvurdering for systemydelser og udbudsbetingelserne for systemydelser til levering i Danmark viser, at adgang til disse markeder afhænger af tekniske krav og prequalification, før en aktør kan levere systemydelser. De bør derfor ses som et supplement til netudbygning og andre fleksibilitetsløsninger, ikke som den eneste vej til at afhjælpe flaskehalse.

Begrænsninger og forudsætninger

Selvom batterilagring er et effektivt værktøj, er det vigtigt at forstå teknologiens begrænsninger. Et industrielt BESS-anlæg er designet til kortsigtet lagring og cyklisk drift, og værdien afhænger også af tarifstrukturer, prisvolatilitet og lokale netforhold, der påvirker gevinsten ved at flytte forbrug eller aflaste nettet.

Batterier løser ikke problemet med sæsonvariationer. De kan ikke lagre solenergi fra juli til brug i december. Til langsigtede lagringsbehov kræves andre teknologier. Derudover er værdien af et batterianlæg tæt knyttet til volatiliteten i elpriserne og tarifstrukturerne. Hvis prisforskellene mellem dag og nat bliver meget små, falder den økonomiske gevinst ved at flytte forbruget tilsvarende.

Hvad det betyder for virksomheder med høj nettilslutning

For produktionsvirksomheder med stort elforbrug kan et BESS-anlæg give en mere stabil og forudsigelig drift, fordi det kan flytte dele af forbruget væk fra de dyreste eller mest belastede timer. Det kan samtidig mindske presset på virksomhedens nettilslutning og skabe bedre udnyttelse af lokal produktion fra sol og vind.

Hvis du vil drøfte mulighederne for batterilagring i en industriel kontekst, kan du kontakte Zynex Group.