Så kan elbilar möjliggöra mer vindkraft på Gotland

2019-09-04 10:58  

Gotland vill bygga ut vindkraften men det klarar inte öns elnät. Nu föreslås en ny lösning: Massor av elbilar som hjälper elnätet att lagra energi.

Till Gotland överförs årligen omkring 600 GWh energi genom två högspända likströmskablar à 130 MW till fastlandet. Dessutom genererar ön en hel del egen energi, främst från vindkraft. Men 2017 blev andelen intermittent kraft så pass hög att Gotlands energibolag Geab satte stopp för ytterligare utbyggnad av solceller och vindkraft.

Problemet uppstår främst när det blåser mycket och el behöver exporteras till fastlandet. Riktningen i en av kablarna måste då skiftas, vilket de inte är optimerade för. Risken för ett totalt avbrott ökar och flera allvarliga strömavbrott har inträffat. Samtidigt vill Region Gotland kraftigt bygga ut vindkraften. Målet är att nå 2,5 TWh per år. I dagsläget producerar vindkraften cirka 0,5 TWh. Ökningen motsvarar omkring 600 kraftverk á 3 MW. Med dagens elnät beräknas utbyggnaden kunna ske med endast 20 MW.

Nej till ny kabel

Flera olika lösningar på problemet har presenterats. Den ena, en ny kabel till fastlandet, sa Svenska Kraftnät samma år nej till. Innoenergy beräknar priset till cirka 3 miljarder kronor. En annan presenterad lösning är att bygga ett hybridenergilager bestående av batterier och superkondensatorer, med en prislapp på minst 300 miljoner kronor.

Från Lunds tekniska högskola kommer nu ett tredje förslag. Energisystemingenjören Hampus Mårtensson har i sitt exjobb räknat på ett scenario där samtliga omkring 35 000 personbilar på ön byts ut till elbilar vars batteri kan kopplas upp mot elnätet. Tekniken kallas för Vehicle to grid, förkortat V2G. Han har också studerat det lite enklare fallet där endast så kallad smart laddning används, det vill säga laddningen styrs till tillfällen då det finns tillgänglig förnybar kraft.

– Huvudpoängen i mitt arbete är att om vindkraftproduktionen byggs ut så att det täcker det årliga energibehovet från en fullt elektrifierad personbilsflotta – och man inför en sådan – så kan både export och import minskas till nivåer lägre än dagens. Det var ett resultat som jag inte hade väntat mig utan som trillade fram, säger Hampus Mårtensson.

Exporten kan sänkas till 0,8 GWh

Med V2G kan den årliga exporten till fastlandet sänkas från 4,4 GWh till 0,8 GWh. Med smart laddning blir motsvarande export 2,8 GWh.

Skillnaden i import blir inte så stor. Med V2G kan den sänkas från 612,1 GWh till 610,2 GWh. Motsvarande siffra för smart laddning blir 608,4 GWh.

För att täcka det ökade elbehovet som elbilarna medför skulle det enligt Hampus Mårtensson räcka med omkring 17 vindkraftverk à 3 MW.

Elbilarnas kapacitet att lagra energin från den utbyggda vindkraften som behövs för att driva dem motsvarar 183 MW i V2G-fallet och 138 MW i fallet med smart laddning under 95 procent av årets timmar. I båda fallen är alltså kapaciteten större än det nuvarande systemets exportkapacitet på 130 MW, det vill säga likströmskabelns överföringskapacitet.

– Att kunna minska exporten genom kabeln är välkommet eftersom den inte är gjord för att ligga i exportläge. Samtidigt har ön stora ambitioner för ännu mer förnybar elproduktion. Det är kul att visa att om man parar ihop detta med ökad användning av elbilar så blir resultatet inte ett system i fullständigt kaos, utan en synergieffekt. Det kan vara en lågt hängande frukt, säger Hampus Mårtensson.

Smart laddning innebär begränsning

Ett förtydligande gällande fallet smart laddning kan behövas. Till skillnad mot V2G finns då ingen kraftreserv att utnyttja. Besparingen uppstår eftersom bilarnas batterier bara laddas på normalt sätt upp till 35 procent av max batterikapacitet. Därefter laddas de enbart när det finns förnybar kraft tillgängligt från öns egna kraftverk. Siffran 35 procent är vald eftersom det med ett typiskt batteri är möjligt att köra från norra änden av ön till den södra, en sträcka på cirka 13 mil.

– Tanken är att räckviddsoron inte ska bli så stor. Som bilförare kan du ändå köra vart du vill när du vill på ön. Men skulle man överföra systemet till fastlandet hade man förstås behövt tänka annorlunda, säger han.

Något konkret svar på om det är rakt av möjligt att ersätta en ny kabel eller stationärt energilager med 100 procent elbilar och V2G eller smart laddning ger han dock inte. Det var aldrig syftet med huvuddelen av exjobbet.

– Oavsett kan man tänka sig att man med smart laddning eller V2G kan minska storleken på energilagret alternativt skjuta upp installationen av en ny kabel till framtiden. Slår det riktigt väl ut kanske en ny kabel inte ens behövs, säger han.

Väl värt att utforska möjligheten

Oavsett vilket menar han att exjobbet tydligt indikerar att det är väl värt att utforska möjligheterna som smart laddning och V2G ger.

System likt det Hampus Mårtensson studerat är relativt enkla att simulera men desto svårare att genomföra i verkligheten. Han har inte räknat på kostnaden för att införa det. Enbart inköpskostnaden för 35 000 elbilar motsvarar i runda slängar 15 miljarder kronor, men den siffran kan enligt Hampus Mårtensson inte ställas mot kostnaden för en ny kabel.

– Tanken är ju att elbilarna kommer ändå, för att folk vill ha elbilar och för att det finns incitament till det. Sen kan det här systemet relativt enkelt länkas på, säger han.

Det finns ingen färdig standard för hur V2G ska fungera, även om den är på väg. Så väl biltillverkare som elnätsägare måste ju tala samma språk. Samtidigt är det mycket mer än ett tekniskt system. Hampus Mårtensson kallar det sociotekniskt, vilket även innefattar bland annat beteende, politik och infrastruktur.

Power Circle handleder

Daniel Kulin, sakkunnig e-mobility för elkraftbranschens intresseorganisation Power Circle, har varit handledare. På frågan om det har påverkat slutsatserna svarar Hampus Mårtensson att det är en bra fråga men att det efter val av metodik inte har gjort det.

– Det har inte påverkat vad jag har valt att lyfta fram eller vad som har trillat ut ur modellen. Men när man väljer studieobjekt är det så klart en kompromiss mellan företag och exjobbare. Utan Power Circle hade jag kanske inte kommit på idén att välja Gotland. Samtidigt är det kul att få göra det för någon som har ett så stort nätverk och som kan fungera som accelerator, säger han.

Johan Kristensson

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