När människor börjar förstå hur mycket elektricitet ett modernt land faktiskt behöver, uppstår ofta en naturlig tanke:
”Om vi ibland producerar mer el än vi använder, varför inte lagra överskottet och använda det senare?”
Vid första anblick låter det rimligt. Lagring fungerar bra i vardagen. Vi lagrar vatten, bränsle, mat och data. Självklart borde elektricitet kunna behandlas på samma sätt.
Den här artikeln tar den intuitionen på allvar – och undersöker sedan vad som händer när energilagring förväntas fungera i nationell skala, under dagar eller veckor, snarare än minuter eller timmar. Målet är inte att avfärda energilagring, utan att visa, med konkreta siffror, var dess begränsningar uppstår.
För att hålla diskussionen förankrad använder vi Sverige som exempel.
Befolkning: cirka 10,5 miljoner
Årlig elanvändning (typiskt intervall): 130–145 TWh
Genomsnittlig elanvändning per vecka: ≈ 2,6 TWh
Detta motsvarar:
2,6 miljarder kilowattimmar (kWh)
Alla lagringsmetoder som diskuteras nedan måste förstås i relation till denna siffra.
Energilagring genererar ingen elektricitet.
Den flyttar bara elektricitet från ett tillfälle till ett annat.
Det innebär alltid:
fysisk infrastruktur
omvandlingsförluster
utrymmes- och materialkrav
kostnad per lagrad enhet
I liten skala är dessa nackdelar hanterbara. I nationell skala förstärks de snabbt.
De flesta lagringstekniker fungerar väl för:
sekunder (nätstabilitet)
minuter (frekvensreglering)
timmar (dygnsbalansering)
Mycket få fungerar smidigt för:
flera dagar
hela veckor
Ett system som är dimensionerat för en timme måste multipliceras med 168 för att täcka en vecka. Vid den punkten blir skalan den dominerande begränsningen.
Vätgas lyfts ofta fram som en lösning för långvarig energilagring, eftersom den i teorin kan lagras under lång tid.
För att vara rättvis använder vi medvetet optimistiska antaganden som gynnar vätgas.
El till vätgas: ≈ 50 kWh el för att producera 1 kg vätgas
Vätgas tillbaka till el: ≈ 20 kWh el per kg vätgas
Lagringstryck: 350 bar (professionell trycksatt lagring)
Dessa antaganden bortser redan från kompressionsförluster, transportförluster och driftstopp.
Sveriges veckovisa elanvändning:
≈ 2,6 miljarder kWh
Vid 20 kWh per kg vätgas blir den erforderliga mängden:
≈ 131 miljoner kilogram vätgas
≈ 131 000 ton
Hur mycket utrymme tar denna vätgas?Vid 350 bar har komprimerad vätgas en densitet på cirka 23–24 kg per kubikmeter.
Det innebär:
≈ 5,5 miljoner kubikmeter komprimerad vätgas
För att göra detta begripligt:
Avicii Arena i Stockholm har en volym på cirka 605 000 kubikmeter
≈ 9 Avicii Arenor, fyllda till brädden med 350-bar trycksatt vätgas, skulle krävas för att försörja Sverige med el i bara en vecka
Denna siffra avser enbart gasvolymen – inte lagringstankar, strukturmaterial, säkerhetsavstånd, kompressorer eller reservkapacitet.
Vätgas kan vara användbart för:
industriella processer
kemisk råvara
vissa transporttillämpningar
att ta hand om tillfälliga elöverskott
Vad siffrorna visar är att vätgas har svårt att fungera som nationell elreserv, inte för att tekniken är värdelös, utan för att volym- och infrastrukturkraven växer för snabbt.
Batterier är utmärkta för det de är designade för:
mycket snabb respons
hög verkningsgrad
kortvarigt stöd till elnätet
Deras problem i nationell skala är inte volym, utan massa och material.
För att vara rättvis väljer vi även här optimistiska värden.
En realistisk men generös systemnivå för stora nätbatterier är:
≈ 200 Wh per kilogram
(0,2 kWh per kg, inklusive kapsling, kylning och styrsystem)
Sveriges veckovisa elanvändning:
2,6 miljarder kWh
Vid 0,2 kWh per kg blir den nödvändiga batterimassan:
≈ 13 miljarder kilogram
≈ 13 miljoner ton batterier
Detta inkluderar inte:
byggnader och fundament
växelriktare och transformatorer
kylsystem och brandskydd
redundans eller reservkapacitet
Storskaliga batterier åldras över tid, även vid låg belastning.
En generös planeringshorisont är:
10–15 år
Det innebär att ett nationellt batterireservsystem skulle kräva kontinuerlig ersättning av miljontals ton batterier varje årtionde, vilket gör lagringen till en permanent industriell process snarare än en engångsinvestering.
Pumpkraft är den mest mogna formen av storskalig energilagring.
Den fungerar genom att:
pumpa vatten uppför när el finns i överskott
släppa vattnet genom turbiner när el behövs
Att lagra veckor av nationell elanvändning skulle dock kräva:
enorma vattenvolymer
stora höjdskillnader
mycket stora markytor
Lämpliga platser är få, ofta miljökänsliga och redan i bruk där de finns.
Även i gynnsamma länder används pumpkraft främst för balansering, inte som fullskalig reserv.
I nationell skala tappar ord som ”stort” och ”betydande” sin mening.
De relevanta beskrivningarna blir:
miljarder kilowattimmar
miljontals kubikmeter
tiotals miljoner ton
infrastruktur i stadsstorlek
Vid denna punkt är lagring inte längre ett stödverktyg. Det blir ett andra energisystem, med eget miljöavtryck, materialbehov och kostnadsstruktur.
Energilagring spelar en viktig roll när den används rätt.
Den är särskilt effektiv för:
att jämna ut kortvariga variationer
att stabilisera elnät med varierande produktion
att minska effekttoppar
att förbättra effektiviteten i befintliga system
Vad den inte gör bra är att ersätta tillförlitlig, kontinuerlig elproduktion under längre tidsperioder.
I nationell skala bör energilagring förstås som ett komplement, inte som en grundpelare.
För ett land som Sverige:
kan lagring förbättra stabiliteten
kan lagring minska spill
kan lagring hjälpa till att hantera variationer
Men även med generösa antaganden kan lagring ensam inte realistiskt försörja samhället under dagar eller veckor när produktionen är begränsad.
Att förstå detta innebär inte att förkasta lagring.
Det innebär att använda den där den fungerar, och inte förvänta sig att den ska lösa problem som fysiken inte tillåter.
Detta är en artikelserie "Energirealitet" som innehåller:
