Hur kan man rationellt använda el från solceller för huset, bil och batteri. Vi hade bett Anna Karlsson, tidigare på Vattenfall värme att förklara de stora dragen och Daniel Brandell som forskar vid Uppsala universitet, Ångströmlaboratoriet, om batteriutveckling att bidra med hur långt batteriforskningen kommit. Ytterligare bidrag kom från Staffan Gunnarsson om solceller, medan Tor Kihlberg undersökt hur stor roll solceller spelar i Sveriges energiförsörjning idag och miljöaspekter.
Elnät och effektbrist
Vi känner sedan länge Anna Karlsson som miljöspecialist vid Vattenfall Värme i Uppsala där hon arbetat 1998–2017. Efter en period som Energi- och klimatstrateg vid Länsstyrelsen Uppsala är hon sedan 2023 vid Vinnova och arbetar med Hållbar Industri. Anna talade mest om elnätet och hur det fungerar för oss i Uppsala och i landet. Trängsel i elnäten är den sk ”effektfrågan”. Det ger kapacitetsbrist för elnäten i Uppsala län vissa timmar per år. Men effektbrist är inte energibrist. Ladda en 23 kWh elbilsbatteri gör man ändå på 7 h med 3.7 kW, 2 h 11 kW, 30 min 50 kW. De stora el-användarna fordrar mycket effekt och en del företag tvekar att etablera sig i Uppsala för att effekten är otillräcklig. Lokal elproduktion i Uppsala kom ju från Vattenfalls kraftvärme men den har till största delen avvecklats sedan 2019 när den gamla torveldade pannan med tillhörande elproduktion på 100 MW kalla vinterdagar ersattes.
Elnätsförstärkning och energieffektivisering
Elnätsförstärkningar är viktiga men vi behöver även arbeta med energieffektivisering och effektanvändning. Man minskar efterfrågan på nätet genom att kapa effekttopparna, tex genom att flytta elanvändningen till en annan tid (natten t ex) eller minska den. I ett hushåll är det naturligt att inte köra all el-förbrukande utrustning samtidigt. Om man använder några i
taget riskerar man inte att säkringen går = användarflexibilitet.
Förstärkning av elnätet Uppsala län med 100 MW effekt planeras 2025 med en ledning Valbo-
Untra och med 150 MW 2024 genom förstärkning av station Tuna och Odensala. En stor
utbyggnad – Uppsalapaketet – skall vara klar 2033.
Varje område i en kommun har sin egen elförsörjning. I Svartbäcken är det Vattenfall som elnätsägare som sköter det men kommunen kan ligga på. Även om övergången till elbil ökar elbehovet minskar energibehovet. Att ersätta 79 TWh fossila drivmedel kräver inte 79 TWh el, eftersom elmotorn är mer effektiv än förbränningsmotorn. Om allt ersätts med el och förbränningsmotorn använder 7 kWh/mil och elmotorn 2 kWh/mil blir det 23 TWh, dvs en tredjedel.
Batteriutveckling
Daniel Brandell forskar om batterier på Ångströmlaboratoriet i en grupp som leder ett stort europeiskt konsortium med universitet och företag om batteriutveckling. Dessutom bor han i Svartbäcken dock inte i villa. Han inledde med att förklara grunderna i hur batteri fungerar. Batterisektors tillväxt drivs idag mycket av fordonsindustrin. För Sverige är marknadsandelen för nysålda laddbara personbilar: 2019 –11 % 2020 –32 % 2021 –45 % 2022 –57% (man kan
följa statistiken på nätet). Norge är världsledande med Sverige på tredje plats. Priset per kWh har i stort sett stabiliserats. Energitäthet är viktig men inte den enda relevanta parametern!
Men där finns fortfarande mycket att göra. För det vanliga litium jon batteriet utvecklas både komponenter, material och kemiska processer. Kritiska råvaror är kobolt, bauxit, litium och grafit, nästan allt importeras till EU Det finns många etiska övervägande avseende råmaterial. Nickel blir nästa kritiska metall. I det korta perspektivet kommer vi att få batterier med högre energitäthet och med nya elektrodmaterial. I det långa perspektivet ser vi framåt mot helt nya kemier. Särskilt intressant är batterier där natrium ersätter litium. Det blir tyngre batterier men för stationära t ex i hus, spelar det mindre roll.
Solceller – ekonomi och miljö
Tor tog sig an ekonomi- och miljöfrågorna för solceller. Solceller går starkt framåt även omdet är från en låg nivå. Kostnad per kWh solel har minskat med en faktor 10 från 2010 till 2021. Investeringarna i solkraft är åtta gånger större än kärnkraft och flera stora fabriker är på gång i EU. Om alla Sveriges tak (70% på bostäder) hade solceller får vi 70 TWh. Solceller har normalt garanti för 25 år, men mycket pekar på att de håller i kanske 40 år. Hur man kan nyttja batterier och elbil när man har solceller redovisades i stort av Anna Karlsson (ovan). En viktig anledning till att överväga solceller är naturligtvis miljöargumenten. 20g CO 2 per kWh vid tillverkning och de är koldioxidneutrala efter 3 år. Återvinning av förbrukade solceller är under utveckling och EU ligger i framkant med siktet inställt på 80 % återvinning. 90% av vikten består av omslutning av solcellerna: glas (75%), plast och aluminium. Vi frågade oss slutligen Ska vi ha en hemsida för solcellsintresserade?