Energi

Har ikväll åter stött på människor (läs män) som verkar vara fastcementetade i en svunnen tid.

AI-Sammanfattning Inlägget kritiserar uppfattningen att kärnkraft är den enda lösningen för att balansera elnätet och presenterar istället alternativa teknologier. Det nämner flexibel produktion, efterfrågeflexibilitet och olika former av energilagring, inklusive vattenkraft, batterier och vätgas, som mer tillförlitliga och kostnadseffektiva alternativ. Författaren uppmanar till diskussion om dessa tekniker och deras potentiella användning i kombination.

Har ikväll åter stött på människor (läs män) som verkar vara fastcementetade i en svunnen tid. De är fast i det förgångna då de för fram argumentet att vi måste ha kärnkraft för att balansera elnätet. Något annat går inte.

Svaret är nej.

Och åter nej.

Vi har annat teknik. Mer tillförlitlig. Och mkt billigare. Jag lär ha glömt tekniker. Fyll gärna på i kommentarerna.

1. Flexibel produktion:

Snabbstartande kraftverk: Kraftverk som kan öka eller minska sin produktion snabbt, som gasturbiner och vattenkraftverk, används för att balansera efterfrågan. De första vätgasturbinerna finns nu.

Förnybar energi med lagring: Sol- o vindkraft kombinerade med batterilagring kan justera sin produktion beroende på efterfrågan o väderförhållanden. Alla moderna vindkraftverk kan vara med o balansera. Men svk köper ej in tjänsten så värst mycket ännu.

2. Efterfrågeflexibilitet:

Konsumenter o ftg frivilligt eller automatiskt justerar sin elförbrukning i respons till elpriser eller signaler från nätoperatörer.

Tidsstyrd användning: Konsumenter kan uppmuntras att använda el under lågbelastningstider genom prissignaler eller incitament, vilket minskar trycket under höglastperioder.

3. Energilagring:

Vatten: Först o främst våra vattenmagasin. De nordiska magasinen rymmer 121 TWh. De svenska 34. Norska 85. Vatten är kung!

Men det finns så många fler tekniker. De använda var det passar samt i olika kombinationer.

Kemisk EnergilagringBatterier: Energi lagras i kemiska föreningar och omvandlas till elektrisk energi vid behov. Exempel är litiumjonbatterier, blybatterier, och nickel-metallhybridbatterier.

Vätgas: Energi lagras genom att elektrolysera vatten för att producera vätgas, som sedan kan förbrännas eller användas i en bränslecell för att producera elektricitet. (Edit 240816 15:00 Vätgas kan oxå användas där el tidigare använts dvs kan avlasta elsystemet vid behov.)

Mekanisk EnergilagringPumplagring: Överskottsenergi används för att pumpa vatten upp till en högre höjd. När energin behövs, släpps vattnet tillbaka och driver en turbin för att generera elektricitet.

Tryckluftslagring (CAES - Compressed Air Energy Storage): Luft komprimeras och lagras under högt tryck, ofta i underjordiska håligheter. När energi behövs, expanderar luften och driver en turbin.

Svänghjul: Energi lagras som rörelseenergi i ett roterande hjul, och kan återvinnas genom att omvandla rörelseenergin tillbaka till elektricitet.

Termisk EnergilagringSensible Heat Storage: Energi lagras genom att värma upp ett material (som vatten) o frigörs genom att materialet svalnar.

Latent Heat Storage: Energi lagras genom fasomvandling, till exempel när ett material smälter eller stelnar. Smält salt är ett vanligt exempel där energin lagras när saltet smälter och frigörs när det stelnar.

Termokemisk Lagring: Energi lagras genom kemiska reaktioner som är endoterma vid lagring o exoterma vid energibehov.

Elektromagnetisk EnergilagringSuperkondensatorer: Lagrar energi i ett elektriskt fält mellan två plattor. De kan laddas o laddas ur mycket snabbt, men lagrar mindre energi än traditionella batterier.

Superledare: Lagrar energi i magnetiska fält genererade av elektrisk ström i en superledare. Dessa system har mycket låg energiförlust men är dyra o tekniskt utmanande. Ännu.

Gravitationsbaserad EnergilagringGravitationskraftverk: Energi lagras genom att höja tunga föremål (som block av betong) till en högre höjd med hjälp av överskottsenergi. När energi behövs, släpps blocken ned igen o driver generatorer som omvandlar rörelseenergin tillbaka till elektricitet.

Elektrokemisk EnergilagringFlödesbatterier: En typ av batteri där energi lagras i vätskeformiga elektrolyter som pumpas genom en reaktionscell. Flödesbatterier erbjuder flexibel kapacitet o lång livslängd, vilket gör dem lämpliga för storskalig energilagring.

Magnetisk EnergilagringSMES (Superconducting Magnetic Energy Storage): Energi lagras i magnetfält genererat av ström i superledande material. Det ger snabb tillgång till energi med minimal förlust men kräver extremt låga temperaturer för att upprätthålla superledning.

Kapacitiv EnergilagringElektrostatiska lagringssystem: Kapacitorer o superkapacitorer (ultrakapacitorer) lagrar energi i ett elektriskt fält mellan två plattor. Dessa system kan snabbt ladda o ladda ur, vilket gör dem idealiska för tillämpningar som kräver hög effektdensitet.

Geotermisk EnergilagringGeotermisk lagring: Energi lagras genom att värma upp eller kyla marken under markytan och sedan använda denna termiska energi för uppvärmning eller kylning av byggnader. Detta system använder jordens naturliga temperaturstabilitet för att lagra energi. Smart va?!

Hydrogeologisk EnergilagringAkviferlagring: Vatten pumpas in i underjordiska akviferer under tider av överskott o tas upp igen när energibehovet ökar. (Om jag fattat det rätt används denna teknik i kombination med termisk lagring för att reglera temperaturer i byggnader. Då frigör det andra resurser som inte behöver användas.)

Flytande Luft Energilagring (LAES - Liquid Air Energy Storage)Flytande luft: Luft kyls ner till en flytande form vid mycket låga temperaturer o lagras. När energi behövs, förångas luften. Då blir det högt tryck o trycket kan driva en turbin för att generera elektricitet.

Termoelektrisk LagringPeltier-element: Genom att använda termoelektriska material kan värme omvandlas direkt till elektricitet o vice versa. Dessa material kan användas för att både lagra o frigöra energi genom att utnyttja temperaturskillnader.

Flywheel Kinetic Energy Storage (FKES)Gyroenergilagring: Ett system som använder ett svänghjul med hög rotationshastighet för att lagra kinetisk energi. Systemet kan snabbt ladda och ladda ur energi, och används ofta för att stabilisera elnätet eller som reservkraft.

Havs- o TidvattenlagringPumptidvattenkraft: Liknar pumplagring men använder tidvatten eller vågkraft för att pumpa vatten till en högre nivå under högvatten. Låter sedan vattnet flöda tillbaka genom turbiner under lågvatten.

Termoelektriska GeneratorerTEG (Thermoelectric Generators): Lagrar energi genom att omvandla temperaturdifferenser direkt till elektrisk energi. Dessa används främst i nischapplikationer där små mängder elektricitet behövs kontinuerligt.

Kanske långsökt. Men denna tas upp. Biologisk EnergilagringBiomassa: Organiskt material som träd, växter eller avfall lagrar solenergi som kan omvandlas till värme, elektricitet eller bränsle genom förbränning eller annan behandling.

4. Smarta nät:

Automatisk belastningshantering: Ett smart nät kan automatiskt balansera belastningen genom att justera strömflöden, omdirigera el, o hantera störningar snabbt.

Integration av förnybara källor: Smarta nät kan bättre integrera o hantera varierande produktion från förnybara källor som vind o sol. Åk på ett studiebesök så fattar folk hur. Gjorde jag. Intressant.

5. Export o import av el:

Internationell handel: Genom att handla el över gränserna kan länder utnyttja skillnader i efterfrågan o produktionskapacitet. Detta sker ofta genom sammankopplingar mellan olika nationella elnät. Samt genom pipelines med vätgas i framtiden.

6. Frekvensreglering:

Primärfrekvensreglering: Kraftverk o batterier används för att snabbt reglera frekvensen genom att justera produktionen inom sekunder eller minuter.

Sekundär o tertiär frekvensreglering: Dessa är långsammare reaktioner som involverar fler resurser o används för att återställa balansen efter en initial störning.

7. Virtuella kraftverk: Superintressant om du frågar mej!

Samordning av småskaliga enheter: Genom att kombinera många små produktionsenheter och förbrukningspunkter (som solpaneler o smarta apparater (kylskåp!) i ett virtuellt kraftverk kan dessa enheter styras som en enda enhet för att bidra till nätets stabilitet.

8. Stödjande tjänster:

Spänningsreglering: Att upprätthålla rätt spänning i nätet är också en del av balansarbetet, och detta görs genom att reglera reaktiva effekter o andra parametrar.

Svartstart: Vissa kraftverk måste kunna starta upp utan extern strömförsörjning för att återställa nätet efter ett större avbrott.

Självfallet kan de ovan (o fler jag inte kommer på just nu) kombineras på olika sätt beroende på nätets specifika behov o de tillgängliga resurserna.

Sen har vi det där med kraftelektronik. Den spelar en avgörande roll för att balansera elnätet, särskilt i moderna elsystem där en växande andel el kommer från väderberoende och decentraliserade energikällor som vind- och solkraft. Här är en kort översikt av hur kraftelektronik används för att stabilisera och balansera elnätet.

Men först, vad är kraftelektronik utifall någon som läser ej vet. Kraftelektronik är teknik som styr, omvandlar och reglerar elektrisk energi med hjälp av halvledarkomponenter som transistorer, tyristorer och dioder. Den används för att kontrollera spänning, ström och frekvens i olika delar av elnätet.

Kraftelektronik används för att balansera elnätet.

1. Frekvensreglering (balans mellan produktion och förbrukning)

Kraftelektronik i t.ex. omriktare (inverters) gör det möjligt att: • Snabbt öka eller minska effekt från batterier eller andra resurser när frekvensen avviker från 50 Hz. • Reagera inom millisekunder, vilket är mycket snabbare än traditionella kraftverk.

Exempel: Batterilager med kraftelektronik används för sekund- och primärreglering i elnätet, där de stöder stabil frekvens.

2. Spänningsstabilisering och reaktiv effektKraftelektronik kan: • Mata in eller dra ut reaktiv effekt (blindström) för att stabilisera spänningen. • Fungera som STATCOM (Static Synchronous Compensator) eller SVC (Static Var Compensator).

Dessa är viktiga nära stora industrier eller där elnätsinfrastrukturen är svag, t.ex. vid mycket vindkraft i glesbygd.

3. Koppla in och styra förnybara energikällor

Vindkraftverk och solceller matar in el via kraftelektroniska omriktare. Dessa: • Gör att produktionen blir kontrollerbar och kompatibel med nätet, trots att sol och vind är ojämna. • Kan programmeras för att ge nätstöd (t.ex. spänningsreglering, frekvensstöd).

4. DC-nät och HVDC-länkar (till vardags kallad likström)

Kraftelektronik möjliggör överföring av stora mängder el över långa avstånd med HVDC (High Voltage Direct Current): • Minskar förluster. • Möjliggör elhandel mellan länder (ex. Sverige–Tyskland). • Kan användas för att styra effektflöden mer exakt.

HVDC-terminaler innehåller avancerad kraftelektronik för att omvandla mellan AC och DC och för att reglera effektöverföring.

5. Avbrottsfri kraft och reserv

Kraftelektronik i kombination med energilager gör det möjligt att: • Fungera som syntetiska svängmassor (synthetic inertia). • Hålla nätet igång vid störningar (”grid-forming inverters”). • Säkerställa lokal nätstabilitet vid t.ex. ödrift.

Och ändå har de brunblå tutat i många av mina landsmän att vi måste bygga svindyr kärnkraft för att åstadkomma något som kan lösas så mkt billigare med andra tekniker. Väljer vi bort kärnkraft får vi pengar över att investera i välfärd och infrastruktur. Det är ett så enkelt val.

Det är ett system vi ska bygga. Använda många olika tekniker. Alltför många tycker att vi ska gå tillbaka till att bara produceta el med vatten och kärnkraft. Det är så dumt att jag inte vet var jag ska börja. Så de får börja själva. I några studier om energi- och elsystem. Folk verkar inte behagat sätta sej in i state of the art.

https://research.chalmers.se/publication/546563/file/546563_Fulltext.pdf?fbclid=IwY2xjawKaxGJleHRuA2FlbQIxMABicmlkETByR0t2TnJUenZEZEpDM2xkAR5Kktqse4GoBOwSV4w_zBieBWNGsUEtU9styfdRq9GO4eVkvEW5T6l0VaUg1g_aem_dsw5QYJ_3TH96zL3BDUidg

https://energiforsk.se/program/nepp/rapporter/sa-far-industrin-tillrackligt-med-el-till-2035/

https://diva-portal.org/smash/get/diva2:1900484/FULLTEXT01.pdf

https://www.iea.org/reports/global-energy-review-2025

https://www.lazard.com/research-insights/levelized-cost-of-energyplus/

https://idss.mit.edu/research/research-domains/energy-systems/

https://energy.stanford.edu/research

← Tillbaka till Energi

Kommentarer

💬

Inga kommentarer ännu. Var den första!

Lämna en kommentar

0/1000

Din e-postadress publiceras inte. Kommentarer granskas innan publicering.