Flowbatteriet: Nu gemmer de strøm fra sol og vind

Kina sætter strøm på en ny stor batteriinstallation til lagring af energi i elnettet. Et anlæg på 200 MWh er under opførelse i havnebyen Dalian i det nordøstlige Kina, der har knap syv millioner indbyggere. De første 100 MWh installeres i år, mens resten kommer til i 2018.

Batterierne fremstilles af virksomheden Rongke Power. Fabrikken er på vej til at levere kapacitet på 300 MWh med udgangen af året, og planen er at nå op på en årsproduktion på tre GWh i 2020.

Teknologien bygger på grundstoffet vanadium og er såkaldte flowbatterier. Kort fortalt fungerer flowbatterier ved at have elektrolytterne opløst i væske i to tanke, der pumpes forbi en 'stack', som det kendes fra brændselsceller.

Vanadium har været anvendt til flowbatterier siden 1980’erne, men havde problemer med lav energitæthed og temperaturforhold. De problemer er blevet løst undervejs, siger forsker Anders Bentien fra Aarhus Universitet:

»Vanadium-batterier er en moden teknologi, som virker, og prispotentialet er ikke dårligt.«

Lang levetid slår lithium-ion på prisen

Han sidder også i bestyrelsen for firmaet Visblue.com, der ser på kommercielle anvendelser af flowbatterier i Europa.

Vanadium produceres i store mængder ved minedrift af jernmalm og er relativt billigt. For elektrolyt-delen ligger prisen på 750 til 900 kroner pr. lagret kilowatttime.

Oven i elektrolytten kommer stack'en, der aflader og oplader batteriet ved at omforme kemisk energi til elektrisk energi og vice versa. Dertil kommer tanke, pumper og styring, som alle kan masseproduceres.

Den nedre grænse for prisen ligger på 900 kroner pr. kilowatttime, og det er billigt i forhold til lithium-ion-teknologi, mener Anders Bentien. Pumper og elektronik kræver dog vedligeholdelse over tid, men der er ikke tale om store beløb.

»Så har du et produkt med 20-30 års levetid, som også kan genbruges - i modsætning til lithium-ion-batterier, hvor der er store problemer med at genbruge materialerne, blandt andet fordi det er svært at skille dem ad.«

Anders Bentien har for nyligt været på besøg på fabriksanlægget i Dalian:

»Det er kæmpestort, og de er i gang med at bygge en ny produktionshal. Det er investeringer i milliardklassen.«

Når vanadium-batterierne skal sammenlignes med lithium-ion, så handler det om, hvad det vil koste forbrugeren at lagre en kWh og nyttiggøre den igen. Ét parameter er prisen, og en anden er levetiden. Lithium-ion har mange år bag sig og er udviklet til mobile anvendelser, så i den teknologi er der fokus på høj energitæthed og ikke i samme omfang på prisen som ved vanadium.

Ingen brandfare giver billigere anlæg

Et andet forhold er sikkerhed. I modsætning til lithium-ion er vanadium-batterier ikke forbundet med brandfare, hvilket kan gøre visse installationer billigere end lithium-ion, for eksempel i forbindelse med anlæg til solcellestrøm i bebyggelser.

Ulempen ved vanadium er stoffets giftighed, som dog ikke er værre, end at det indgår som komponent i håndværktøj. Derudover er vanadium opløst i svovlsyre. Miljøbelastningen for andre typer batterier, såsom blybaserede, er værre, lyder Anders Bentiens vurdering.

Han ser vanadium og lithium som diesel- og benzinmotorer med hver deres fordele og ulemper.

»Begge teknologier kommer til at eksisterer side om side.«

Det kan være forskellige scenarier i forhold til opladning og afladning, der gør den ene teknologi attraktive for en type forbruger og mindre egnet for andre typer forbrugere.

I virksomheden Visblue.com, hvor Anders Bentien som sagt sidder i bestyrelsen, ser man på kommercielle anvendelser af flowbatterier i Europa.

Solcellestrøm i boliger giver bedste forretningsmodel

»Vi kigger efter boligforeninger og etageejendomme i størrelsesorden 100 kWh, med tanke på lagring af solcellestrøm.«

Det er der, forretningsmodellen hænger bedst sammen i øjeblikket, men længere ude i fremtiden kan batterierne også tænkes placeret ved transformatorstationer i forsyningsnettet.

På den del af fabriksanlægget i Dalian, der producerer elektrolytten, er der ansat omkring 200 arbejdere. Anders Bentien kunne godt forestille sig et tilsvarende antal fremtidige arbejdspladser i Danmark, i hvert fald på stack-delen. Både i Sverige, Tjekkiet og USA er der projekter på vej i pilotskala.

På længere sigt er organiske elektrolytter interessante, mener han. Det kan gøre elektrolytten mere miljøvenlig og sænke prisen. Anders Bentien deltager også i det udviklingsprojekt, som Ingeniøren skrev om tidligere på ugen.

Udover organiske elektrolytter kigger forskningen på faststof-batterier, der bygger på billige stoffer som mangan og zink.

»Der er en masse forskellige kemier, som er ret interessante. Man har hele tiden gået efter højere energitæthed med lithium-ion, men til stationære applikationer gør det ikke noget, at batteriet fylder dobbelt så meget, hvis bare prisen er lav, og det kan holde længe.«