Kan smartare batterier förändra hur vi använder el?

Batteritekniken utvecklas snabbt och får en allt större betydelse för hur vi producerar, lagrar och använder el. Med smartare batterier kan det bli enklare att lagra överskottsel när produktionen är hög och använda den när behovet ökar. Det kan påverka både hushåll, företag och hela energisystemet. Samtidigt handlar utvecklingen inte bara om större kapacitet, utan också om bättre styrning, effektivare laddning och möjligheten att anpassa elanvändningen efter tillgång och pris. Frågan är därför om smartare batterier kan förändra våra vanor och göra elsystemet mer flexibelt. Här tittar vi närmare på tekniken och vilka möjligheter den kan skapa.

Smartare batterier ger bättre kontroll över elanvändningen

Batterier har länge använts för att lagra energi, men den tekniska utvecklingen gör att deras funktion kan bli betydligt mer avancerad. Moderna batterisystem kan kombineras med mjukvara som analyserar elanvändning, elpriser och produktion i realtid. På så sätt kan lagringen styras efter när elen gör störst nytta. För ett hushåll kan det exempelvis innebära att batteriet laddas när elpriset är lågt och används under dyrare timmar. Förändringen handlar därför inte enbart om att lagra mer energi, utan om att använda den lagrade elen på ett smartare sätt.

Batteriet som en aktiv del av hemmet

Ett traditionellt batteri lagrar energi tills den behövs, medan ett smart batterisystem kan fatta beslut om när energin ska laddas eller användas. Systemet kan ta hänsyn till hushållets normala förbrukning och anpassa sig efter förändringar under dagen. Om elanvändningen väntas öka på kvällen kan batteriet exempelvis behålla en del av sin kapacitet tills dess. Det kan minska behovet av att köpa el från nätet under perioder med högre belastning. För användaren sker mycket av styrningen automatiskt, vilket gör tekniken enklare att använda i vardagen.

Smarta batterier kan även fungera tillsammans med solceller. När solcellsanläggningen producerar mer el än hushållet för tillfället använder kan överskottet lagras i batteriet i stället för att omedelbart skickas ut på elnätet. Senare, när solen inte längre producerar lika mycket, kan den lagrade energin användas i bostaden. Detta kan göra det möjligt att utnyttja en större del av den egna elproduktionen. Batteriets styrning blir därmed en viktig del av samspelet mellan produktion, lagring och konsumtion.

Elpriset kan påverka när batteriet används

En annan viktig funktion är att smarta batterier kan styras efter variationer i elpriset. Om priset är lägre under vissa timmar kan batteriet laddas då och därefter användas när priset stiger. Hur stor ekonomisk nytta detta ger beror bland annat på prisvariationerna, batteriets storlek, verkningsgrad och hushållets förbrukningsmönster. Det är alltså inte automatiskt lönsamt att ladda och urladda batteriet så ofta som möjligt. Styrningen behöver i stället ta hänsyn till flera faktorer samtidigt för att användningen ska bli effektiv.

Tekniken kan också ge bättre kontroll över effekttoppar. Ett hushåll kan exempelvis ha flera apparater som förbrukar mycket el samtidigt. Om batteriet då kan bidra med energi kan belastningen från elnätet minska under den aktuella perioden. Det kan vara särskilt relevant när kostnader påverkas av hur hög effekt som används under vissa tider. Smarta styrsystem kan därför få betydelse även i situationer där batteriet inte används för att täcka hela hushållets elbehov. Batteriet blir i stället ett verktyg för att styra när och hur elen används.

Så kan batterier bidra till ett flexiblare elsystem

När allt mer el kommer från väderberoende energikällor ökar behovet av flexibilitet i elsystemet. Solceller och vindkraft producerar inte alltid när efterfrågan på el är som störst. Batterier kan bidra genom att lagra energi under perioder med hög produktion och sedan leverera den när produktionen minskar. På så sätt kan lagring jämna ut skillnader mellan produktion och användning. Smarta batterier kan dessutom styras utifrån information om nätets belastning, vilket gör deras funktion bredare än att enbart fungera som reserv för ett enskilt hushåll.

Lagring kan jämna ut variationer

El måste i varje ögonblick produceras och användas i balans. När förbrukningen förändras snabbt behöver elsystemet kunna reagera på förändringen. Batterier har fördelen att de kan reagera snabbt jämfört med många andra former av energilagring. Om ett batterisystem är anslutet till ett styrsystem kan laddningen eller urladdningen anpassas efter aktuella förhållanden. Det kan exempelvis innebära att batteriet tar emot energi när det finns ett överskott och minskar sin laddning när behovet av el ökar. Därmed kan batterier bidra till en mer flexibel hantering av variationer.

Flexibiliteten blir särskilt intressant när fler hushåll och företag får egen elproduktion. En solcellsanläggning kan producera mycket energi mitt på dagen, även om förbrukningen då är relativt låg. Med ett batteri kan en del av produktionen sparas till senare. På motsvarande sätt kan energi lagras från nätet när tillgången är god och användas vid ett senare tillfälle. För elsystemet kan detta innebära att produktion och förbrukning i större utsträckning kan skiljas åt i tid. Batteriet fungerar då som en länk mellan olika tidpunkter.

Smarta styrsystem får större betydelse

Själva batteriet är bara en del av tekniken. För att lagringen ska kunna användas effektivt krävs styrning som kan hantera information om exempelvis elpris, förbrukning, produktion och batteriets laddningsnivå. Ett smart system kan använda denna information för att bestämma när batteriet bör laddas eller urladdas. Det kan också finnas regler som gör att en viss mängd energi sparas för situationer där hushållet behöver reservkapacitet. Styrningen behöver alltså balansera olika mål i stället för att enbart försöka maximera mängden lagrad energi.

Utvecklingen kan även påverka hur hushåll ser på sin elanvändning. I stället för att elförbrukningen enbart styrs av behov kan vissa aktiviteter i större utsträckning anpassas efter när elen finns tillgänglig eller kostar mindre. Laddning av elbilar, uppvärmning och användning av energikrävande apparater kan i vissa fall styras mer flexibelt. Ett batteri kan då fungera som en del av ett större system där flera komponenter samarbetar. Det innebär att framtidens energianvändning kan bli mer automatiserad och mindre beroende av manuella beslut.

Batterier kan avlasta vid hög belastning

På lokal nivå kan batterier också få betydelse när elnätet utsätts för hög belastning. Om många elanvändare behöver mycket energi samtidigt kan batterier i vissa situationer bidra med lagrad el och därmed minska behovet av effekt från nätet. Det kan vara relevant i områden där efterfrågan växer snabbare än nätets kapacitet byggs ut. Samtidigt krävs rätt styrning och tillräcklig batterikapacitet för att effekten ska bli märkbar. Batterier ersätter därför inte automatiskt behovet av investeringar i elnätet, men kan vara ett kompletterande verktyg.

Framtidens batteriteknik och nya sätt att använda el

Batteritekniken utvecklas på flera fronter samtidigt. Forskningen handlar bland annat om högre energitäthet, längre livslängd, snabbare laddning och minskad användning av vissa råmaterial. För framtidens energisystem är även säkerhet, återvinning och kostnad viktiga faktorer. Om batterier blir billigare och samtidigt får längre livslängd kan fler hushåll och företag få ekonomiska möjligheter att använda energilagring. Det kan i sin tur förändra hur el produceras, lagras och används, både på individuell nivå och som en del av ett större energisystem.

Nya batterier kan ge fler möjligheter

En central utvecklingsfråga är hur mycket energi ett batteri kan lagra i förhållande till sin storlek och kostnad. Högre energitäthet kan göra batterier mer användbara i situationer där utrymmet är begränsat. Samtidigt är livslängden viktig eftersom många laddnings- och urladdningscykler kan påverka batteriets kapacitet över tid. För stationär energilagring kan andra egenskaper vara viktigare än låg vikt, vilket öppnar för tekniker som inte nödvändigtvis är optimala för exempelvis elbilar. Olika användningsområden kan därför leda till olika typer av batterilösningar.

Utvecklingen kan också innebära att batterier får en mer integrerad roll i energisystemet. I ett hem kan batteriet kopplas samman med solceller, värmesystem, laddbox och andra elektriska apparater. Ett styrsystem kan sedan samordna dessa komponenter utifrån hushållets behov och aktuella förhållanden på elmarknaden. Målet behöver inte vara att batteriet alltid ska vara fullt. I vissa situationer kan det vara mer värdefullt att ha ledig kapacitet för att kunna lagra kommande överskottsel. Batteriets laddningsnivå blir därmed en del av en större optimering.

Elbilen kan bli en energiresurs

Elbilar kan också få en roll i framtidens energilagring. Ett elbilsbatteri har ofta betydligt större kapacitet än ett mindre stationärt batteri i ett hushåll. Med teknik för dubbelriktad laddning kan energi i vissa system både föras till bilen och tillbaka från bilen till fastigheten eller elnätet. Då kan bilen fungera som mer än ett transportmedel. Samtidigt kräver detta kompatibel hårdvara, rätt styrsystem och lösningar som tar hänsyn till bilägarens behov. Det är exempelvis viktigt att bilen har tillräcklig laddning när den ska användas.

Om flera energilager kan samordnas uppstår ytterligare möjligheter. Många mindre batterier kan tillsammans utgöra en betydande mängd lagringskapacitet. Styrningen kan då fördela laddning och urladdning mellan olika enheter beroende på situationen. Ett sådant system kan exempelvis använda batterier där kapacitet finns tillgänglig, samtidigt som andra batterier lämnas orörda. För den enskilda användaren kan detta ske automatiskt, medan den samlade effekten kan bli relevant för elmarknaden och elsystemets balans.

Hållbarhet blir en central fråga

Större användning av batterier innebär samtidigt att frågor om råmaterial, tillverkning och återvinning får större betydelse. Ett batteris klimatpåverkan beror inte enbart på hur det används, utan även på hur det produceras och vad som händer när det inte längre fungerar för sitt ursprungliga ändamål. Återvinning kan göra det möjligt att ta till vara material från uttjänta batterier. Även så kallad andrahandsanvändning kan bli relevant, där batterier som inte längre passar lika bra i exempelvis fordon används i stationära energilager. Dessa faktorer påverkar teknikens långsiktiga utveckling.