Här lagras energi motsvarande 150 000 Teslabatterier

2019-10-03 06:00  

Energilagring blir allt viktigare när mer el kommer från ojämn vind- eller solkraft. Många sätter hoppet till pumpkraft. Fortum, som äger Sveriges största pumpkraftverk, ser en framtid för tekniken.

Ungefär mitt i Värmland, nordväst om Sunne, ligger Kymmens kraftstation, som byggdes 1986. Pumpkraftverket i berget är anslutet via tunnlar till två vattenmagasin, sjöarna Kymmen och Rottnen.

Det skiljer 85 meter i fallhöjd mellan den övre sjön Kymmen och den lägre sjön Rottnen. Det gör att kraftstationen kan utnyttja vattnets lägesenergi i Kymmen.

Läs mer: Ålandsgruva kan bli energilager

När stationen drivs som ett vanligt vattenkraftverk leds vatten från Kymmen genom en tunnel och in i turbinen för att sätta snurr på löphjulet. Men när elen är billig kan kraftverket i stället pumpa upp vattnet till Kymmen. Då blir sjön ett stort energilager som kan spara energi motsvarande 150 000 av Teslas största elbilsbatterier à 100 kWh styck.

Från Skallbergssjön leds vattnet genom en tunnel till sjön Kymmen och därefter vidare till kraftstationen. Foto: Berit Djuse

”Vanligare att vi pumpar dagtid”

Hjärtat i kraftstationen är den stora specialutformade turbinen. Den kan fungera både som turbin, när el ska genereras, och som pump, när vattnet ska drivas upp till Kymmen. Det är en stor pjäs, den enda i sitt slag i Sverige, med en installerad maxeffekt om 56 MW.

När kraftstationen byggdes 1986 var tanken att den skulle generera el som vattenkraftverk på dagen och pumpa vatten till Kymmen på natten, när elen var billigare. Men på senare år har elpriset varierat mer oregelbundet än så.

– Det har ändrat sig de senaste fem åren. Blåser det i Skåne dyker elpriset. Så det har blivit vanligare att vi pumpar dagtid här, säger Leif Svensson på Bilfinger Industrial Service, som sköter driften på anläggningen.

Några pumpkraftverk har lagts ned

Skiftet mellan att generera el och att pumpa vatten är dock inte helt enkelt att göra. Först måste tilloppsflödet i tunneln stängas och stationen måste stå stilla i 20 minuter så att vattnet i tunneln hinner sakta ned. Därefter används tryckluft för att blåsa bort vatten från löphjulet. När turbinen har kommit upp i rätt varvtal släpps luften ut så att vattennivån höjs och löphjulet kan börja driva vattnet upp till Kymmen.

Läs mer: Nedlagda gruvan blir energilager med tryckluft

Pumpkraft är en gammal teknik med mer än 100 år på nacken. Globalt sett är det den vanligaste formen av storskalig energilagring. I dag finns ungefär 350 anläggningar i drift.

Men i Sverige har utvecklingen gått åt andra hållet. Några pumpkraftverk har lagts ned på grund av problem med lönsamheten. En stor anläggning som ägs av Vattenfall, Juktan norr om Storuman, var i drift i nära 20 år som pumpkraftverk innan det 1996 konverterades till ett vanligt vattenkraftverk.

Foto: Berit Djuse

Fortum tror på ett uppsving

Kvar finns i dag endast tre pumpkraftverk som fortfarande används. Alla tre ligger i Värmland och ägs av Fortum. Det minsta pumpkraftverket, Eggsjön, äger Fortum ihop med Karlstads Energi.

Enligt Fortum är pumpkraftverken lönsamma. Men pumpningen leder till energiförluster, i snitt 40-50 procent i Fortums pumpkraftverk. Därför måste elpriset variera mycket för att energilagringen ska löna sig.

Martin Lindström, vattenkraftsansvarig på Fortum, ser tecken på att pumpkraften kan få ett uppsving:

– I dag ser vi att marknaden gynnar den som kan vara flexibel, säger han.

Tror inte regelverket tillåter konverteringar

Även Karin Byman, energiexpert på Kungliga ingenjörsvetenskapsakademien, tror att pumpkraften står inför en renässans.

– Vi kommer att behöva nya former av energilager för att kunna lagra energi lokalt där elnätet inte är tillräckligt starkt för att klara variationerna i effekt, säger hon.

Fortum anser att pumpkraft kan vara en del av lösningen i energiomställningen. Överskottsel från vind- och solkraft kan användas för att pumpa upp vatten som lagras tills elen behövs. Men just nu har bolaget inga planer på att bygga fler pumpkraftverk.

Läs mer: Ny studie: Pumpkraft 18 gånger billigare än batterier

I en kartläggning har Fortum kommit fram till att en handfull av bolagets vattenkraftverk enkelt skulle kunna konverteras till ett pumpkraftverk. Endast en pump skulle behöva installeras. Men någon ansökan har inte lämnats in. Bolaget tror helt enkelt inte att regelverket skulle tillåta sådana konverteringar.

Den specialutformade turbinen kan också fungera som pump. Då får generatorn gå som motor. Foto: Berit Djuse

”En pumpstation kan leva 50 eller 60 år”

På ett par av kraftstationerna handlar det om att pumpkraftverk skulle samköras så att en större del av älven tidvis byter riktning jämfört med vad som görs i dagens pumpkraftverk. Det riskerar att leda till oönskade miljöeffekter som att invasiva arter eller föroreningar som finns nedströms sprids uppströms. Stora variationer i vattenståndet skulle också kunna leda till erosionsproblem.

– Det är en känslig fråga hos länsstyrelsen, och det förstår vi. Det är lättare när man har magasin som är fristående från huvudfåran, säger Martin Lindström.

Men han tycker ändå att frågan borde sättas i ett större perspektiv. Nya pumpkraftverk bör ställas mot miljöpåverkan från andra typer av energilager, menar han.

– Ska du hantera årsvariationer med vattenkraft krävs mycket större arealer. Och batterier är inte heller helt miljövänliga. Medan batterier har en livslängd på 10 år kan en pumpstation leva 50 eller 60 år, säger han.

Tunnel borrades genom berget

En av de stora nackdelarna med pumpkraft är att metoden ofta kräver stora ingrepp i naturen för att skapa höjdskillnad mellan två dammar. Naturliga höjdskillnader kan finnas i bergsområden, men tillgången på sådana platser är begränsad.

Läs mer: Nytt batteri gör både el och vätgas

Det är orsaken till att företag som svenska Pumped Hydro Storage försöker hitta gamla nedlagda gruvor som kan användas som det lägre vattenmagasinet. Företaget planerar att dra igång ett pumpkraftverk i pilotskala i en nedlagd järnmalmsgruva i Ålands skärgård.

Vid bygget av Kymmens kraftstation på 1980-talet borrades en tunnel genom Skallberget för att förbinda Skallbergssjön med sjön Kymmen.

– Det var mycket jobb med vattenvägarna och en del protester. Det skulle vara svårt att genomföra ett liknande projekt i dag, med dagens lagstiftning, säger Leif Svensson.

Här syns toppen på generatorn (den svarta lådan i mitten på golvet) och en travers i taket som kan lyfta 125 ton. Foto: Berit Djuse

”Vi förespråkar mer pumpkraft”

Fortum ligger i dagsläget lågt med sina planer på en utbyggnad av pumpkraften. Bolaget vill inte sätta sig i långa tillståndsprocesser i onödan. Men ”om vindarna skulle vända lite” skulle Fortum snabbt titta på fler platser där pumpkraft kan installeras, säger Martin Lindström:

– Vi förespråkar mer pumpkraft. Men vi är rätt ensamma om det.

Svenska pumpkraftverk i drift

Kymmen: Pumpkapacitet 53 MW. 85 meters fallhöjd. Det tar två till tre veckor att pumpa det övre magasinet, sjön Kymmen, fullt.

Letten: 38 MW (två aggregat med pump, turbin och generator). 190 meters fallhöjd. Det tar ungefär tre månader att pumpa det övre magasinet fullt.

Eggsjön: 0,4 MW. 18 meters pumphöjd.

Kymmens kraftstation

Byggdes: 1986.

Årsproduktion: 47 GWh el.

Kapacitet: 56 MW vid turbindrift, 53 MW vid pumpdrift.

Ligger: I Sunne kommun.

Linda Nohrstedt

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt