Energilagring: Grønnere strøm begynder med et hul i jorden

Et hul fyldt med sten, isolering og en stor hårtørrer kan gemme strøm og potentielt være med til at gøre Danmark mere CO2-neutral. Forskere er i gang med at finde ud af, hvordan man kan gemme strøm til det tidspunkt, hvor vindmøllerne ikke blæser.
Illustration af vindmøller og energilager

Når vinden blæser kraftigt, producerer Danmark mere strøm, end vi kan bruge. Nu er forskere tæt på at finde en løsning, så strømmen kan gemmes til en dag, hvor der er vindstille

Smart at kunne gemme strøm til om natten eller en mørk efterårsdag

Modvind på cykelstien er drønirriterende, men vinden kan være fantastisk, hvis man drømmer om en mere klimavenlig fremtid. For når vinden blæser, og solen skinner, drøner den danske strømproduktion derudaf. På gode dage kan danske vindmøller og solceller producere meget mere elektricitet end knap 6 millioner mennesker og tusindvis af virksomheder kan nå at bruge. Men blæser det ikke, kører vindmøllerne ikke. Er skyerne gået for solen, eller er det nat, kan man ikke vride mange kilowatttimer ud af de danske solcelleanlæg – og så må der ekstra meget gang i kulkraftværket for at få strøm i kontakten til at drive din vaskemaskine og fabrikkens samlebånd. 

I dag kommer 24 procent af den elektricitet, vi får ud af kontakten fra de fossile energiformer olie, kul og naturgas, der alle har den ulempe, at de tilfører CO2 til atmosfæren, når de brændes af for at blive lavet om til varme og elektricitet. Dertil kommer alt det olie, vi bruger i form af diesel og benzin, som driver alt fra knallerter og biler til tog og lastvogne. Alt i alt giver det et betragteligt forbrug af fossilt brændstof hver eneste dag. 

Stenlager kan hjælpe med at gøre os CO2-neutrale

Men det skal der ændres på. 2050 skal være sidste år, hvor vi i Danmark bruger fossile brændstoffer. Fremtidens strøm og brændstof skal være CO2-neutralt, og her kan kilderne til et grønnere energiforbrug være netop vindmøller og solceller. Men hvordan får man strøm til håndmixeren eller bilens batteri, når det er vindstille nat, har forskere spurgt sig selv, siden de første vindmøller blev stillet op for 50 år siden, fortæller Kurt Engelbrecht, der er seniorforsker ved DTU’s Institut for Energikonvertering og -lagring:

»Et af de store problemer hidtil har været at finde en måde, hvor vi kan gemme energi til det tidspunkt, hvor vi har brug for det. I dag er der alene i Danmark gang i en række projekter, hvor vi forsøger at finde en metode, der er bæredygtig og samtidig effektiv, når det gælder lagingskapacitet, energitab og hvor hurtigt, vi kan bruge strømmen igen.«

At erstatte de 24 procent af strømmen, der i dag kommer fra fossile kilder, kræver udbygning af både vindmølleparker og andre grønne energikilder. Men udfordringen stopper ikke her: Det er nemlig ikke noget, der tyder på, at vores elforbrug falder. Tværtimod fordobles det, forudsiger forskere og Energinet.dk, der sikrer den danske elforsyning. 

Strømforbruget stiger ikke fordi, husholdningerne slutter flere ting til stikkontakten eller har flere dimser stående på standby, men fordi elektricitet er udset til afløse både benzin og diesel, der driver vores biler, og den mængde kul og naturgas, som vi i dag bruger til at lave fjernvarme. 

»Det stigende forbrug gør det endnu vigtigere, at vi finder løsninger på, hvordan vi kan gemme strømmen til senere brug,« siger Kurt Engelbrecht. 

(Artiklen fortsætter efter annoncen)

Andre måder at gemme strømmen på:

Vandkraftværker
Når der er en overskudsproduktion af strøm, kan man bruge strømmen til at pumpe vandet op i et reservoir. Når der er vindstille, kan man åbne sluserne på vandkraftværket, så vandet kan drive turbiner, der producerer strøm. 

Komprimeret luft
Man bruger overskudsstrømmen til at blæse luft ind i et anlæg, hvor det opbevares under jorden ved højt tryk. Når man har brug for strømmen igen, lader man den komprimerede luft drive en turbine og får dermed genskabt energien. Metoden er endnu ikke så energieffektiv. 

Vand i store poser
Vand pumpes ind i store poser af plastik placeret under et tykt lag sand, eksempelvis i et klitområde. Når man efterfølgende lader vandet løbe ud, omsætter man så at sige sandets potentielle energi til vandkraft, og dermed kommer klitområdet til at fungere som batteri. 

Kilde: DTU

Forskere har fået sten til at gemme strøm

En stor hårtørrer, et hul i jorden med sten og isolering kan måske være en del af svaret på fremtidens behov for mere bæredygtig energi. Hullet er 2,5 meter i diameter, og det er gravet som en del af et forsøg i et samarbejde mellem energiselskabet SEAS-NVE, forskere fra DTU og Aarhus Universitet og flere andre netop for at finde løsningen på, hvordan vi kan gemme strøm til de vindstille dage. Umiddelbart kunne det lyde nærliggende at gemme vindmøllestrømmen på batterier, men batterier er ikke nødvendigvis den eneste – eller bedste – løsning, fortæller Ole Alm, der er udviklingschef i energiselskabet SEAS-NVE: 

»Et batteri er godt, hvis man hurtigt vil gemme strøm. Men et batteri er dyrt, fylder meget og slides lidt, hver gang batteriet lades op, eller man bruger strøm fra det. Vores mål har været at finde en måde at gemme strøm billigt.«

Tænd hårtørren

I stedet for batterier har forskningsgruppen gemt strømmen i sten. Eller i varm luft. For hullet i jorden, der er gravet ved siden af Forskningscenter Risø, er først isoleret og siden fyldt op med småsten. En meget stor blæser – der bedst kan sammenlignes med en hårtørrer – kan sættes til at blæse varm luft ud over stenene. Blæseren drives af overskydende vindmøllestrøm og tanken er, at den skal køre de dage, det blæser så kraftigt, at vi har overskud af el i Danmark. 

»Jeg plejer at sige, at vi har gang i at teste et energilager, der er bygget med ting, man kan købe i Harald Nyborg. Men den er god nok, vi tester en forholdsvis enkel teknik til at finde ud af, hvordan vi bedst gemmer strøm til en vindstille dag.«

Stenene i hullet varmes af op til 600 grader, og kan i princippet holde på den høje varme i en uge eller to. Når man har brug for strøm, sendes kold luft henover stenene, og processen skaber energi, der kan drive en turbine, som kan lave strøm. På den måde har vindmøllestrømmen ligget på lager, mens man ikke har haft brug for den. 

»Vi får omkring 40 procent af den strøm, der puttes ind, tilbage igen. 40 procent af den tilførte energi kan bruges som varm, og en femtedel går tabt. Det kan lyde af meget, men det er på samme niveau som de energikilder, vi har i dag,« fortæller Ole Alm. 

Stenene er små, men virker 

Stenene, man bruger i energilageret, er fra Sverige og i princippet samme type sten, som du vil bruge til at dække et bed eller lægge på en sti. Forskere fra Aarhus Universitet er ved at finde ud af, om der findes en endnu bedre type sten, der holder bedre på varmen eller holder længere. 

»Sten er billige. Vi kan få masser af dem, og energilageret er ganske simpelt at konstruere. Når først anlægget er lavet, kan man dækket hullet til. Så er der kun brug for en mand, der slår græs,« siger Ole Alm.  

Ifølge beregninger, som DTU har lavet, kan 6 store huller, der tilsammen er på størrelse med en fodboldbane, gemme nok strøm til at holde Danmark forsynet med elektricitet i én time. 

»Et energilager med sten bygger jo bare på gammel spejderviden, men det er meget effektivt. Stenlageret kan være én af løsningerne til at gemme strøm i fremtiden, og jeg tror, at man inden for 5-10 år vil begynde at anlægge energilagre baseret på sten rundt om i Danmark,« siger seniorforsker ved DTU Kurt Engelbrecht.