Skip to main content
Report, 2014

Kan biobränslen användas för att balansera variationer i elproduktionen?

Nilsson, Daniel;

Abstract

Utbyggnaden av förnybar el från vindkraft och solceller sker nu mycket snabbt. En nackdel med dessa energikällor är att produktionen i princip inte är kontrollerbar, utan den beror av rådande väderlek och inte av det aktuella behovet. Eftersom el måste tillföras i samma ögonblick som den konsumeras, behöver det därför finnas tillgång på elkraft för att balansera tillförseln och konsumtionen. I Sverige har vattenkraften en nyckelroll som reglerkraftkälla. Ett annat möjligt alternativ för balansering av elbehovet är produktion av el från biobränslen, som inte bara är förnybara och koldioxid-neutrala, utan också är lagringsbara. Syftet med denna studie var därför att undersöka vilka möjligheter det finns att producera biobaserad el för balansering av elbehovet i ett framtida elsystem med hög andel vind- och solkraft. Arbetet baserades på litteraturstudier. För att kunna bidra med balanskraft krävs snabbhet, hög tillgänglighet och uthållighet. Användning av gasformiga biobränslen (i t.ex. gasmotorer eller gasturbiner) ger normalt hög reaktionssnabbhet, medan tillgängligheten bl.a. beror av den använda tekniken. Ur teknisk synpunkt bör det inte finnas några större hinder för att el från gasformiga biobränslen ska uppfylla dessa två förstnämnda villkor. Vid användning av fasta och flytande biobränslen i kraftvärmeverk är värmebehovet en avgörande faktor för tillgängligheten. Uthålligheten beror till stor del på vilka lagringsmöjligheter som finns. Fasta biobränslen har en stor fördel genom att de kan lagras i stora volymer till låga kostnader. Kostnaderna för lagring av gasformiga bränslen är däremot höga. Med dagens teknik och kostnadsläge, är det därför svårt för ett och samma biobränsle att kombinera snabbhet och hög tillgänglighet med uthållighet. Generellt är kostnaderna idag betydligt högre för biokraft än t.ex. för vattenkraft. I jämförelse med avtalad förbrukningsreduktion, dvs. att förbrukare mot betalning minskar sin konsumtion vid effekttoppar, så kommer biobaserad balanskraft också att få svårt att hävda sig. I de flesta fall är biokraft idag snarare en biprodukt (om än en viktig sådan) i anläggningar som främst är avsedda för produktion av värme och processånga. Ur resurssynpunkt är det självklart positivt att man får ut flera nyttigheter ur samma råvara, och för elproduktionen är det också nöd-vändigt av lönsamhetsskäl. En annan kostnadsaspekt gäller anläggningarnas underhåll vid en mer intermittent drift. Ju fler starter och stoppar, och ju mer ojämnt en anläggning går, desto högre blir underhållskostnaderna. Om produktionen i ett stort antal mindre anläggningar koordineras, och därmed fungerar som en enhet, dvs. som ett virtuellt kraftverk, kan de delta som en aktör på elmarknaden och där-med öka vinstmöjligheterna. Med en större flexibilitet i produktionen kan man i högre grad följa elens prisförändringar, vilket innebär att man kan sälja mer el när priserna är höga, d.v.s. när efterfrågan är hög i förhållande till utbudet. Detta ökar inte bara möjligheterna för produ-centerna att förbättra sin lönsamhet, utan en viktig bieffekt blir också att man kapar effekt-topparna. Detta förutsätter dock bl.a. att priserna varierar i tillräckligt hög grad så att even-tuella vinster kan täcka de ökade kostnader detta innebär, t.ex. när det gäller lagring av bräns-lena och ett ökat slitage. Större variationer i elpriset kan dock förväntas i framtiden när an-delen intermittent el från sol och vind ökar. När det gäller forskningsinsatser, så bör man fokusera på ökad flexibilitet i produktionen av biokraft. Det är också viktigt att man har en helhetssyn för biobränslena och inte bara foku-serar på integrationen av biokraft i ett framtida smart elsystem baserat på t.ex. vind-, sol-, våg- och vattenkraft, ellagring, elfordon och prisanpassad förbrukning. För biobränslen krävs en mer vidgad syn på smarta och flexibla distributionssystem som också inkluderar produktion av värme och andra utvunna nyttigheter från råvaran.

Keywords

bioenergi, biobränslen, balanskraft, reglerkraft, vindkraft, el, bioenergy, biofuels, balance power, windpower, electricity

Published in

Rapport (Institutionen för energi och teknik, SLU)

2014, number: 065
Publisher: Sveriges lantbruksuniversitet, Institutionen för energi och teknik

Authors' information

Swedish University of Agricultural Sciences, Department of Energy and Technology

UKÄ Subject classification

Renewable Bioenergy Research

URI (permanent link to this page)

https://res.slu.se/id/publ/51639