Vindkraft och andra förnyelsebara energikällor ersätter löpande de europeiska kolkraftverken. De nya energikällorna må vara gröna, men de bidrar också till en mer volatil energiproduktion. Produktion från vind- och solkraft är inte lika enkla att reglera som produktionen från kol- och kärnkraftverk då den är beroende av förutsättningar utom människans kontroll. Den ökande andelen förnyelsebar energiproduktion ställer därför också allt högre krav på att ha en effektiv reglerkraft.

Att lagra energi i dammar är inget nytt, men de förnyelsebara energikällorna ställer högre krav på reglerkraft.

Eftersom efterfrågan på el inte samvarierar med produktionen – folk vill fortsätta ha sina lampor tända även när det inte blåser eller när det är molnigt – krävs att det produceras ett energiöverskott när förutsättningarna är goda, att detta överskott lagras och att det sedan används när produktionsmöjligheterna är sämre.

Pumpkraft är en del av lösningen

En teknik som används för att lagra energi är så kallad pumpkraft. Pumpkraft innebär att energiöverskott används för att pumpa upp vatten från ett lågt liggande vattenmagasin till ett magasin på högre höjd. Energiöverskottet omvandlas därmed till lägesenergi. När produktionen inte kan hålla jämna steg med efterfrågan, exempelvis för att vindförhållandena är sämre, kan vattnet som lagrats låtas flöda nedåt till turbiner och utnyttjas till elproduktion genom klassisk vattenkraft.

Förutom att reglera produktionen från förnyelsebara energikällor låter pumpkraften också anläggningar med mer lättreglerad elproduktion, som exempelvis kärnkraftverk, fortsätta producera el vid sin mest effektiva nivå.

Vattenfall driver pumpkraft i Tyskland

Flera företag driver i dagsläget pumpkraftverk. Vattenfall har exempelvis åtta stycken i Tyskland, som alla kontrolleras centralt av en anläggning i Goldisthal. Den övre dammen i Goldisthal har en omkrets på knappt tre och en halv kilomoeter, och rymmer tolv miljoner kubikmeter vatten. Det räcker för att producera el till maxkapacitet under åtta timmar. Vattnet strömmar från den övre till den undra dammen genom två rör som är 800 meter långa och har en fallhöjd om 302 meter och passerar då en underjordisk kraftanläggning i vilken turbiner kan generera 1 060 megawatt (MW).

Totalt kan de åtta anläggningar som kontrolleras från Goldisthal generera 2 810 MW, och når en verkningsgrad på upp till 80 procent. Den höga verkningsgraden kombinerat med det faktum att driftläget för turbinerna kan ändras mellan 100 och 200 gånger per dag gör att verken utgör viktiga verktyg i en effektiv lagring av energi.

Världens största pumpkraftverk finns dock i Virginia, USA. Bath Country Pumped Storage Station har en effekt på över 3 000 MW. Den jord- och bergmassa som flyttades för att bygga verket skulle, om den lades på hög, skapa ett berg på över 300 meter, och betongen som användes skulle räcka till att lägga 32 mil motorväg. Höjdskillnaden mellan de två stora dammarna är 385 meter, och vattnet kan strömma i en takt av 852 kubikmeter per sekund. Det gör att vattennivån i den övre dammen kan variera med så mycket som 32 meter.

Framtida utveckling

Förslag finns om att skapa pumpkraftsanläggningar helt drivna på förnyelsebar energi. På så vis genererar verket själv den energi som krävs för att kontinuerligt pumpa vatten upp till den övre dammen. Sådana anläggningar blir alltså helt förnyelsebara energilager. Andra förslag går ut på att låta de naturliga variationerna i havsnivåerna som kommer av tidvatten generera el. Genom att låta vatten flöda in i en damm när det är högvatten, kan lager skapas som kan användas för att generera el vid ebb.

Finns det en framtid för energislukande anläggningar?

Trots kontinerlig teknisk utveckling är pumpkraftverk en nettoförbrukare av energi. På grund av friktion och andra energiförluster används mer energi för att pumpa upp vattnet än vad som kan utvinnas när det släpps ned genom turbinerna. I ett läge där energieffektivisering är högsta mode kan det låta märkligt att intresset för pumpkraft är fortsatt högt.

Pumpkraftens fördel är dock att den utgör ett välbehövligt, balanserande komplement till den ofta volatila förnyelsebara energiproduktion som ökar stadigt. Behovet av reglerkraft kommer fortsätta öka i samma takt som de förnyelsebara energikällorna byggs ut. Därför kommer också intresset för den lättreglerade pumpkraften fortsätta öka.

Artikeln publicerad december 2011