Anden Energiteknologi, Debatindlæg, PME, Vind og Sol

Prisen på batterier

Vi har flere gange her på siden tilladt os at påpege, at batterier i stor skala som backup til en energiforsyning baseret på solceller og vindmøller vil være en meget dyr løsning. Heroverfor står de ofte fremførte påstande om, at batteriteknologien udvikler sig hastigt, og priserne falder drastisk.  Men vil det virkeligt betyde noget, og hvad koster batterier egentligt?

Hvad koster batterier

Energistyrelsen udsender løbende såkaldte teknologikataloger, hvoraf det ene netop handler om lagring af energi. I afsnittet om litiumbaserede batterier startes der med nærmest at blive lagt et røgslør ud. Fig. 1 er en illustration fra kataloget, og her ser man hvordan prisen på batterier er faldet fra ca. 1000 US$ pr. kWh i 2010 til under 200 her i 2020 og med potentiale til at nå ned på 70 $/kWh i 2030. Det er jo et prisfald på en faktor 15. Brødteksten i kataloget kommer med flere kurver, men fastholder samme billede.

Fig. 1: Udviklingen i pris på litiumbatterier. Illustration fra Energistyrelsens Teknologikatalog

Imidlertid skal man skelne mellem batterierne isoleret og så den komplette installation til backup i stor skala. Den omfatter ifølge en anden reference en masse udstyr til styring og overvågning, stærkstrømskomponenter, integration med elnettet, entreprenørarbejder, design osv. Man når her frem til en pris på knap 400 US$/kWh i 2020, faldende til lidt under 300 $/kWh i 2030.

Den amerikanske energi-informations-administration EIA har en kurve som vist på fig. 2: Her har man en pris på storskalabatterier på 625 US$ i 2018. Den er jo så nok faldet lidt yderligere, 500 $/kWh kunne være et bud for 2020.

Fig. 2: Udviklingen i prisen på store batteriinstallationer, 2015-2018

Det amerikanske nationale vedvarende-energi-laboratorium NREL har gennemført en større undersøgelse af litteraturen om emnet, og når frem til resultatet vist på fig. 3. Her er vist tre kurver for den forventede udvikling i priserne fra 2019 frem til 2050, en optimistisk, en neutral og en pessimistisk kurve. Bemærk, at figuren (med svage grå streger) også viser de forskellige referencers bud på priserne. Prisen i 2019 er sat til 380 US$/kWh. Man ser dog en stor spredning i de underliggende bud, fra 250 til næsten 800 $/kWh. I 2030 forventes prisen så at ligge mellem 150 og 300 $/kWh.

Fig. 3: Tre kurver med forventet prisudvikling på store batterier: Optimistisk, middel og pessimistisk

Lad os så vende tilbage til Energistyrelsen, der allersidst i kapitlet om litiumbatterierne har et såkaldt ”Dataark”. Her kan man se priser inklusive alle installationerne omkring. Her nævnes behovet for batteristyring, styring af køling (og varme), styring af energien og konverteringsudstyr til nettilslutningen. Inklusive disse poster når styrelsen frem til priserne vist i tabel 1.

Tabel 1: Energistyrelsens bud på investeringen ved backup-batterisystemer i stor skala, 2015 – 2030

De er jo meget højere, end de øvrige kilder, en del af forklaringen kan være, at Energistyrelsen bruger kilder af lidt ældre dato (den ene er fra 2015), der således ikke har fået det hurtige fald i omkostninger til selve batterierne med.

Der er noget, der taler for, at 300 US$/kWh ikke vil være noget urimeligt skøn for 2030. Det svarer så til ca. 1900 DKK/kWh. Det kan vi så bruge til at beregne prisen på et batteri for dansk energiforsyning anno 2030, baseret udelukkende på solceller og vindmøller.

Batteri til dansk energiforsyning

Tabel 2: Fremskrivning af dansk elforsyning til 2030 med et gennemsnitligt forbrug på 6.000 MW og 100% dækning med sol og vind

Baseret på den tidligere brugte statistik for 2020, kan vi opstille et scenarie som vist i tabel 2. Den vedvarende energi er udbygget kraftigt, men primært i form af flere havvindmøller. Det totale gennemsnitlige elforbrug er på 6000 MW, versus 3800 i 2020. I alt er der installeret 10 GW havvind, 5,5 GW landvind og 3 GW solceller. Fig. 4 viser så produktionen og forbruget hen over året, man ser, hvorledes de to næsten altid er voldsomt ude af trit, og det er her, at batteriet skal træde til med opsamling af overskudsstrøm og afladning til nettet, når produktionen er for lav.

Fig. 4: Produktion og forbrug i 2030, baseret på tal fra 2020, hvor forbruget er øget med ca. 50 %.

Fig. 5 viser den nødvendige op- og afladning af batteriet hen over året. Det starter med en ladning på 0 den første januar, og da der er overskud i vinter- og forårsmånederne, bygges lageret af elektricitet op. I løbet af efteråret aflades batteriet igen og ved årets afslutning er lageret igen tæt på nul. Batteriets nødvendige kapacitet kan så aflæses som toppen af kurven, dvs. ca. 4 millioner MWh, eller 4 terawatt-timer.

Fig. 5: Samlede ladning hen over året på batteri-backup til systemet i 2030, i MWh

Investeringen i et sådant batteri, med prisen på 1900 DKK/kWh bliver derefter 7600 milliarder kr. hvilket er omkring tre gange Danmarks årlige bruttonationalprodukt.

Tab af energi

I løbet af året tappes der i alt ca. 13.400 GWh fra batteriet. Det svarer til ca. 25 % af det totale energiforbrug i løbet af året. Batterier taber imidlertid energi, både ved længere tids oplagring, se fig. 6 og dels ved opladning og afladning. Man kan regne med et tab på minimum 10 %. Det vil sige at batterierne skal være mindst 10 % større, og der skal installeres flere vindmøller og solceller, f.eks. svarende til 400 MW havvind mere. Batteriprisen bliver jo derved også 10 % højere, eller 760 milliarder kr. ekstra. Det hjælper jo ikke på noget.

Fig. 6: Tab fra batterier som funktion af opbevaringstiden

Selvom batterierne i sig selv skulle blive billigere, vil det næppe have den store indflydelse på den samlede anlægspris, fordi man formentligt ikke kan forvente store teknologiske gennembrud på styring, stærkstrøm og køling. Projektering og entreprenørudgifter ændrer sig heller ikke. Energistyrelsen regner med en noget lavere pris i 2050 end i 2030, men det var også fra et meget højt udgangspunkt og deres resultat for 2050 er stadigvæk 350 $/kWh.

Batterier er og forbliver en urealistisk teknologi til backup af energiforsyning i stor skala.

Please follow and like us:
Del på de sociale medier

Leave a Comment

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.

*