Når blir husholdningsbatterier vanlig? - Energi og Klima

Når blir husholdningsbatterier vanlig?

Et husholdningsbatteri duger til mer enn å lagre solcellestrøm. Hvor lønnsomt blir batteriet når det brukes til andre tjenester?

Denne artikkelen er over 2 år gammel.
Batteriløsning med berøringsskjerm fra Sonnenbatterie (Foto: Thorsten Jochim, sonnenbattery.com)
Batteriløsning med berøringsskjerm fra Sonnenbatterie (Foto: Thorsten Jochim, sonnenbattery.com)

Akkurat nå pågår det et stort batterikappløp. Tidligere i år lanserte Tesla sitt nye husholdningsbatteri, og like etterpå var de utsolgt fram til midten av 2016.

I løpet av noen få uker har en rekke andre aktører kommet på banen med nye og bedre batteriprodukter. Dette er ikke hvem som helst, men bedrifter som SMA, en av verdens største produsenter av solcelleinvertere, solcellespesialisten IBC solar, batteriprodusenten SAFT, Sonnenbatterie, BMW-eide SolarWatt, og Mercedes.

Et husholdningsbatteri kan brukes til mer enn å lagre solcellestrøm. Vi har undersøkt betydningen av andre tjenester som et husholdningsbatteri kan levere for å se hvor lønnsomt det er å ha eget batteri tilknyttet sammen med egne solceller. Vi skal se på verdien av å bruke mindre effekt i topp-periodene, og muligheten for å kjøpe strøm når det er billig og lagre den.

Verdien av effekt

Akkurat som på motorveien så kan det bli kø i strømnettet. Det kan forhindres med å bygge mer nett, ved å få folk til å bruke mindre strøm, eller bruke strøm på et annet tidspunkt. I tillegg kan man bygge ut mer produksjon nær forbruket, eller man kan installere batterier, som kan levere strøm når forbruket er størst.

Nettkøen ser vi i grafen fra Statnett (figur 1). Den blå linjen viser hvordan forbruket varierer fra dag til natt, og vi ser også hvordan det er to små topper. Morgen (når alle skrur på panelovn, koker te og dusjer), og ettermiddag (når alle skrur på induksjonskomfyren). Da blir det trangt i overføringskablene inn til byene, og trangt i lokalnettet inne i byene og tettstedene våre. Nettet må være dimensjonert for å tåle disse toppene, også på en sprengkald dag når alle har på panelovnen.

Figur 1: Uka med høyeste strømforbruk i Norge siden januar 2013. Blå linje viser forbruk, orange viser produksjon. Forskjellen = eksport eller import.
Figur 1: Uka med høyeste strømforbruk i Norge siden januar 2013. Blå linje viser forbruk, orange viser produksjon. Forskjellen = eksport eller import.

La oss bruke samme eksempel som i bloggen Regnestykker om Teslas batterier: En villa med et 3 kW solcelleanlegg og et 7 kWh batteri. Vi tenker oss at batteriet i tillegg til å lagre solcellestrøm kan bidra til å senke forbruket i disse topp-periodene morgen og kveld, ved å mate ut lagret strøm. Tesla-batteriet kan mate ut 2 kW, så vi legger til grunn at huset trekker 2 kW mindre strøm fra nettet enn det ellers ville gjort. Da blir det mindre kø i nettet enn det ellers ville vært.

Nett-tariffene for vanlige husholdningskunder er ikke laget slik at man sparer på å redusere uttaket av effekt. Men for næringslivskunder finnes det, og Hafslund har i dag en tariff med såkalt effektledd. Det vil si at nettregninga betales etter det høyeste uttaket av effekt man har hatt pr måned. Slik er prisene:

Tariff med effektledd, Hafslund.
Januar, februar, desember125kr/kW/mnd
Mars, november65 kr/kW/mnd
April til oktober10 kr/kW/mnd

Om huset i vårt eksempel hadde en slik tariff og kjøpte seg batteri, kunne det sørget for at maksimalt effekt-uttak pr måned var 2 kW lavere enn det ellers ville vært. Verdien av dette med Hafslunds priser er 2(3*125+2*65+7*10) = 1150 kroner. I batteriets garanterte levetid utgjør dette 11500 kroner. Hos TromsKraft Nett ville det blitt 1600 kroner, og 16000 kroner i batteriets garanterte levetid. Til sammenlikning regnet vi i det forrige blogginnlegget ut at besparelsen ved å lagre og bruke egen solcellestrøm fra samme type anlegg var 825 kr pr år.

Den store inverterprodusenten SMA lanserte i forrige uke at de går sammen med Lichtblick for at tyske batteri-eiere skal kunne selge effekt fra husholdningsbatterier inn i kraftmarkedet, en såkalt svermtjeneste. Dersom du har et batteri, kan du la Lichtblick selge effekt fra batteriet ditt. Dersom mange kjøper seg batteri, kan dette bli en betydelig reguleringskapasitet. Selskapene betaler 100 euro pr år for tjenesten, altså ca 850 kroner. I eksemplet fra Tyskland regnet vi i forrige blogginnlegg ut at verdien av å lagre solcellestrøm for huset vårt var på 1950 kr/år. Om vi legger til 850 kr for svermtjenesten blir det 28000 kr i batteriets garanterte levetid. Grossistutsalgsprisen på et batteri i regneeksempelet er 23000 kr.

Verdien av å kjøpe billig

Noen av oss reiser til Sverige og handler billig bacon som vi legger i fryseren. Ofte eksporterer Norge strøm om dagen, og importerer om natten og i helgen (se figur 1). Utbygginga av fornybart i nabolanda vil endre på dette, men siden både vind- og solenergi ofte kommer veldig konsentrert, kommer vi til å få perioder med veldig lave priser.

Ad

Med et batteri kan strømkundene bli med på harryhandelen, og fylle batteriet med billig svensk atomkraft på natta, eller billig dansk vind når det blåser mye og det flommer over av vindkraftstrøm.

Figur 2: Lørdag 28. februar til søndag 1. mars 2015: Norge importerer billig strøm hele dagen. Blå linje er forbruk, rød linje er produksjon av strøm.
Figur 2: Lørdag 28. februar til søndag 1. mars 2015: Norge importerer billig strøm hele dagen. Blå linje er forbruk, rød linje er produksjon av strøm.

Figur 2 viser at vi 1. mars importerte strøm (fra Danmark) hele dagen. Da blåste det så mye i Danmark at prisen på strøm falt fra 22 øre kWh på lørdag kveld til om lag 0 øre søndag morgen. Vi kunne altså fylt opp batteriet vårt med gratis strøm, og så brukt strømmen seinere på søndagen, når prisene steg tilbake til ca. 20 øre.

I dag har ikke vanlige kunder direkte tilgang til dette markedet. Hadde det vært lønnsomt å ha det i vårt regneeksempel? Fordi vi også bruker batteriet til å lagre strøm fra solcellene, kan vi bare harryhandle når vi har ledig plass, det vil si på dager med overskyet vær og på dager med lite sol. For enkelhets skyld kan vi tenke oss at det er 150 slike dager i et år, og at det i 50 av disse dagene faller seg slik at strømmen er ekstra billig i en periode. La oss også tenke oss at vi klarer å lagre hele 7 kWh hver gang. Vi vet at strømprisen i Norge sjelden er over 30 øre, la oss også anta at vi klarer å kjøpe så billig at vi sparer 20 øre for hver kWh vi klarer å lagre. Da får vi følgende regnestykke for et år: 7 kWh*50dager*0,2 kr = 70 kroner pr år, og 700 kroner i batteriets levetid.

Drar vi til Tyskland, varierer prisene mye mer gjennom døgnet. Anta at vi kan bruke batteriet til harryhandel hver eneste natt de dagene det ikke er sol, dvs 150 dager, og en gjennomsnittlig prisforskjell dag/natt på 15 øre, og at vi lagrer 7 kWh hver natt. Da får vi 150dager*0,15kr* 7kWh = 157 kr pr år. Altså fortsatt ganske lite.

Hva vil et batteri koste i framtida?

Det er forventet en rivende utvikling i prisen på batterier i årene som kommer. Mye av prisnedgangen til nå kan vi takke elbilrevolusjonen for. I årene som kommer vil det også skje mye med batteriteknologier som ikke benyttes i elbiler.

For elbilbatterier er det vanlig å operere med en pris i dollar pr kWh lagringskapasitet. Ifølge en svensk studie som ble publisert tidligere i år ligger prisen på Li-ion batterier i dag på rundt 410 $/kWh i snitt. Blant de ledende aktørene i bransjen ligger prisen på rundt 300 $/kWh. I tillegg til å se på den forventede prisutviklingen, har den samme studien også sett på historiske priser og forventet prisutvikling for dette markedet helt tilbake til 2007. Som en kuriositet kan det nevnes at vi allerede i 2014 nådde det prisnivået man den gang forventet at vi ville nå først i 2020. I snitt har prisen på Li-ion falt med 14 prosent hvert år i perioden 2007–2014.

For elbiler opererer The Department of Energy (DOE) i USA med en grense på 150$/kWh for når elbiler vil bli konkurransedyktig med fossile biler. Studien estimerer at man vil nå denne grensen i 2025.

Figur 3. Kostnader for ulike elbil-batterier.
Figur 3. Kostnader for ulike elbil-batterier (kilde: Nykvist og Nilsson, 2015).

Men hva vil utviklingen bety for lagringskostnaden for hver enhet med elektrisitet? Winfried Hoffmann, kjent i solcellekretser for sine treffsikre spådommer for prisutviklingen på solceller, har regnet seg frem til at vi i 2030 vil ha nådd en lagringskostnad på Li-ion batterier på 0,05 $/kWh. Altså 35 øre/kWh for strøm du har på lager. Det er forventet at strøm fra solceller på samme tidspunkt vil koste det samme.

Litt forenklet vil det bety at på et sted med gode solforhold vil du i 2030 betale ca 35 øre kWh for strømmen på dagen og 70 øre på natta. En typisk norsk strømkunde betaler i dag 80 øre kWh for strøm, mens man i Danmark, Tyskland og Australia betaler rundt 2 kr. Lagringskostnaden i et Tesla Powerwall-batteri i dag for hjemmebruk ligger fra 70 øre/kwh og oppover (installasjonskostnad og kapitalkostnad ikke medregnet).

Så hva med store lager og andre typer batterier som ikke er Li-ion? Det er ikke lett å si noe om prisen, men det er for øyeblikket mange selskaper og ulike teknologier som er på vei inn i markedet på dette området. Det mest lovende, eller snarere det selskapet som lover mest, er EOS Energy Storage. De skal i løpet av neste år begynne å levere 4000 kWh batterimoduler til 160 $/kWh. Dette er nesten 100 $ billigere enn det som til nå er annonsert om Telas storskalasystem (250 $/kWh). I tillegg lover de hele 10000 ladesykluser, dobbelt så mye som Tesla. Om man gjør et grovt regnestykke (installasjonskostnad og andre kostnader ikke medregnet), betyr dette en lagringskostnad på 14 øre/kWh i 2016.

Det er med andre ord et spørsmål om det er mest optimalt å bygge mange små eller noen store batterier, og en interessant diskusjon blir hvem som skal eie dem. Men det er verd å merke seg at et stort batteri eid av f.eks nettselskapet ikke har fordelen med å optimere verdien av solcellestrøm, fordi det ikke er tilknyttet noe solcelleanlegg. Men det har kanskje andre aktører, som eiere av solcelleparker eller vindkraftverk. I Norge er det også et spørsmål om nettselskapet får lov til å bruke et sånt batteri til å harryhandle strøm. Dermed må skalaeffektene av et sånt stort batteri være større enn verdien et lite batteri har av å lagre solcellestrøm samt eventuell harryhandel-gevinst.

Oppsummering

1. Et batteri blir vesentlig mer lønnsomt dersom det også kan være med å levere nett-tjenester. Basert på Hafslunds nett-tariffer er det faktisk mer lønnsomt å bruke batteriet til å spare effekt enn å lagre solstrøm. Fra Tyskland vet vi at markedsaktører er villige til å betale 100 euro for å bruke batteriet ditt litt. Men med et styringssystem kan batteriet både lagre solstrøm, levere effekt og harryhandle.
2. Det er foreløpig dyrt med batteri, men de har den fordelen at eieren kan bruke dem til flere ting. Nettselskapene bør regne på om det er billigere å gi folk incentiv til å kjøpe batteri enn å bygge mer nett. De kan også eksperimentere med løsninger som f.eks delt eierskap til store batterier plassert hos større kunder med solceller, som ASKO eller Powerhouse Kjørbo, eller borettslag.
3. Energiaktører som ikke henger med i batterisvingen kan få seg en overraskelse når aktører som Lichtblick eller Google sitter på en batteri-sverm, og tilbyr systemtjenester. Hvem taper markedsandeler når batteriene dekker behovet for balansekraft? Er det gasskraften som får svi igjen? Et åpent spørsmål er også hva det vil ha å si for eksportverdien av norsk vannkraft.
4. Men prisen på batterier vil fortsette å falle, og batteriene blir større og bedre. Vi tror husholdningsbatterier blir vanlig, akkurat som solceller og varmepumper har blitt det. Innfasing av nye teknologier kan gå fort – bare batterikapasiteten i alle norske Tesla-biler tilsvarer 2 GW, eller 15 prosent av Norges strømforbruk en sommerdag.
5. Rammevilkårene – hvem som får delta i hvilke markeder og hvordan – er helt avgjørende for hvilken utvikling vi får.

Til slutt:

Det er mange usikkerhetsmomenter knyttet til disse tallene, i tillegg er ikke installasjons- og kapitalkostnad medregnet. For store anlegg kommer det også en tilleggskostnad for det arealet man beslaglegger, og muligens også nettforsterkninger. Uansett er det noen klare trender. Man kan forvente en stor nedgang i prisen på batterier i årene som kommer, og store batterilagre er billigere enn små.

Det har skjedd store ting på batterifronten siden Voltas stabel med kobber og sinkplater i 1800. Det er ingen grunn til å tro at den utviklingen stanser opp nå.

(Red.anm: I første versjon av artikkelen hadde det sneket seg inn en feil som nå er rettet. Batterikapasiteten i alle norske Tesla-biler tilsvarer 2 GW, ikke 1 GW.)

Bli abonnent!

Kommentarfeltet er stengt.