Så kan förnybar energi lagras i en vulkan

Kanarieön El Hierro var till för bara några år sedan i princip helt beroende av fossil energi. Men sedan 2015, när öns nya kombinerade vind- och vattenkraftsystem sattes i drift, har andelen förnybar el ökat till 54 procent.

Öns vindklimat och topografi gör den särskilt lämpad för det pumpkraftverk som i dag förser El Hierros befolkning med el. I anläggningen pumpas vatten med hjälp av vindkraft upp till en inaktiv vulkan som används som reservoar, i folkmun kallad ”batteriet”. Därifrån kan vatten användas som vattenkraft när det är underskott på el från vindkraft.

– Vår anläggning består av två reservoarer, en på 300 meters höjd och en på 700 meter, som förbinds med två rör. Genom det ena pumpar vi upp vatten från den lägre till den högre reservoaren. Genom det andra rinner vattnet ner igen och driver en turbin. När vi har ett överskott av vindkraft pumpar vi upp vatten, och när vi har ett underskott släpper vi på vatten, säger Javier Morales, projektledare för El Hierro Transformation Programme till franska tidningen Le Monde.

Tack vare det kombinerade vind- och vattenkraftverket kan vindenergi lagras i ”batteriet” på El Hierro. Lösningen bidrar till att ön får en stabil energiförsörjning och balans i elnätet, samtidigt som behovet av fossil energi minskar.

Vattenbatterier möjliggör mer förnybar el

Just pumplagring, där högt belägna vattenmagasin nyttjas som batteri, är ingen ny teknologi. Men den blir extra intressant i takt med att allt mer el genereras från sol och vind, eftersom den typen av energiproduktion är mer ojämn.

Ett annat exempel på delvis vindpumpad vattenkraft finns i Calheta på den portugisiska ön Madeira. Där är man i full gång med att öka kapaciteten i ett befintligt vattenkraftsystem med hjälp av bland annat pumpar, vindkraft och en ny vattenreservoar. Om allt går enligt plan ska projektet bidra till att andelen el från förnybara källor på ön ökar från dagens dryga 30 procent till 50 procent år 2022.

I tyska Gaildorf pågår ett spännande pilotprojekt där företaget Max Bögl Wind AG byggt fyra vindkraftverk, som samtidigt är vattenreservoarer för energilagring, på höga platåer. Vattnet lagras alltså vid foten av vindkraftverken och genererar sedan el när det flödar ner till en konstgjord sjö. Från sjön pumpas vattnet upp igen när det finns ett överskott av vindkraft.

– Vattenbatteriet är en naturlig lagringslösning som utmärker sig genom sin hållbarhet och flexibilitet. Eftersom projektet varit lyckat är planen att fler hybridanläggningar ska byggas i Tyskland de närmaste åren, säger Jürgen Joos, ekonomichef på Max Bögl Wind AG till tidskriften Windpower Engineering & Development.

Även Norden söker nya lagringslösningar

En nackdel med pumplagring är att det krävs stor fallhöjd för att systemet ska fungera. De naturliga förutsättningarna är med andra ord helt avgörande. Ska pumparna dessutom drivas med vind- eller solenergi måste även väderförhållandena vara de rätta.

I Sverige och Finland får vi redan i dag nära hälften av vår el från vattenkraft. Älvar och åar fyller på magasinen naturligt så att vatten kan lagras och användas för elproduktion. Men vi behöver ändå nya lagringslösningar för att hantera den växande andelen förnybar energi från sol och vind i nätet.

Energilagring till havs kan bli nästa steg

Pumplagring som är beroende av höjdskillnader passar alltså inte överallt, men det pågår mycket spännande forskning om lagringsmöjligheter i stort. I juni 2020 fick exempelvis forskare på Chalmers 4,6 miljoner kronor av EU för att utveckla energilagring till havs. Tekniken för att lagra vatten i bergiga områden finns ju redan, så projektets mål är att utveckla motsvarande lösning för kustnära platser med små höjdskillnader.

– Vår roll på Chalmers är att utforma och optimera pumpturbiner för dessa specifika förhållanden. Vi ska även titta på vilka påfrestningar de utsätts för vid olika driftfall och skiften mellan pumpning och turbinkörning, säger Håkan Nilsson, professor vid avdelningen för strömningslära vid institutionen för mekanik och maritima vetenskaper till chalmers.se.