Energien fra naturkreftene er uforutsigbar
Naturkreftene arbeider når det passer dem. Vi kan ikke kontrollere når sola skal skinne, eller hvilke vinder som skal feie over sjø og land.
- Solcellepaneler og solfangere fungerer best i strålende sol.
- Vindturbiner trenger vind.
- Vannkraftverk er avhengige av nedbør.
Den elektriske energien et solcellepanel produserer midt på en solfylt sommerdag, trengs kanskje ikke der og da. Oppvarming, matlaging, klesvask og elbillading skjer i hovedsak på ettermiddagen og kvelden. Produksjonstoppene sammenfaller ikke nødvendigvis med forbrukstoppene. For å få tilbud og etterspørsel til å passe bedre sammen må vi kunne lagre energi til senere bruk.
Kjemisk lagring – batterier, hydrogen og bioenergi
Overskudd fra fornybar energiproduksjon kan lagres kjemisk. Det finnes mange måter å gjøre dette på, og det forskes iherdig for å finne et lagringsmedium som gir lite energitap og er rimelig i bruk. Batterier og hydrogen er de metodene vi kjenner best.
Batteri
Litiumbatterier egner seg svært godt til å lagre overskuddsenergi. Strøm brukes til å lade opp batteriene ved hjelp av elektrolyse. Energien lagres kjemisk og kan brukes ved behov. Problemet med batterier er at noen av grunnstoffene som brukes i dem, finnes i svært begrensede mengder, og at batterikapasiteten blir dårligere med bruk. Vi regner med en levetid på rundt 15 år for de beste anleggene. Etter det må batteriene resirkuleres.
Hydrogen
Hydrogen kan brukes i brenselceller og er i dag i bruk i ulike typer kjøretøy. Hydrogen kan framstilles ved elektrolyse av vann, og elektrolyse krever elektrisk energi. Energioverskuddet lagres kjemisk som hydrogen.
Bioenergi
Overskudd av elektrisitet kan også brukes til å framstille enkelte typer bioenergi, for eksempel biodiesel. Energien blir dermed lagret kjemisk i biodieselen.
Mekanisk lagring – stillings- og bevegelsesenergi
Pumpet vannkraft
I vannkraftverk er det enkelt å tilpasse produksjon til forbruk så lenge det er vann i magasinene. Vannmengden er avhengig av nedbør, og i tørre perioder kan den lave nedbørsmengden begrense strømproduksjonen. Overskuddsenergi fra andre typer fornybar energiproduksjon, for eksempel vind- og solkraft, kan brukes til å pumpe vann opp i vannmagasinene. Elektrisk energi brukes til å øke vannets stillingsenergi. I Norge satser vi på denne teknologien, siden vi har mange vannkraftverk.
Svinghjul
Svinghjulteknologien er en velkjent teknologi, men nye materialer har gitt denne formen for energilagring en renessanse. De fysiske prinsippene er ganske enkle: En elektromotor og en generator gjør jobben.
- Elektrisk energi brukes til å sette en sylinder eller rotor i bevegelse.
- Systemet har svært lav friksjon, og bevegelsen vil fortsette helt til systemet utsettes for en ytre påvirkning.
- Når man har behov for strøm, bruker man bevegelsesenergien i generatoren, som produserer strøm.
- Svinghjulet lager altså elektrisk energi som bevegelsesenergi, som ved behov genererer elektrisk energi.
Trykkluft
Trykk kan drive en turbin, som i sin tur genererer strøm. Ved å bruke overskuddsenergi til å komprimere luft får vi lagret energi til senere bruk. Dersom man kan bruke nedlagte gruveganger til å lagre trykkluft, er dette en kostnadseffektiv form for energilagring.
Termisk lagring
Overskuddsenergi kan også lagres termisk som varme eller kulde. Da bruker man elektrisk energi til å øke eller redusere atomenes bevegelsesenergi. Ved avkjøling blir bevegelsesenergien mindre, og ved oppvarming blir den større.
Lagring som kulde er særlig aktuelt i sommermånedene, når behovet for nedkjøling er stort. Det finnes utallige løsninger for varmelagring. Vann er mye brukt, men også saltvann, sand, betong og olje viser seg å være gode kandidater. Varmen kan brukes til oppvarming, men også til strømproduksjon.