UPHS - storskala elektrisk energilagring

Institut for Ingeniørvidenskab

Formålet med dette projekt er at fortsætte udviklingen af et koncept til energilagring i stor skala, der er egnet til vedvarende energisystemer. Teknologien har tidligere gennemgået to udviklingsstadier, og dette projekt dækker den tredje fase, hvor projektgruppen undersøger kritiske elementer vedrørende geotekniske forhold, design af systemet, membranen, omkostningsoptimering samt driftsanalyse og elektrisk system integration.

Der er et stigende behov for et mere fleksibelt og sikkert forsyningsnet. De fleste eksperter peger på energilagringssystemer, som den mest holdbare, velegnede og langsigtede løsning.

Projektbeskrivelse

Iflg. Energistyrelsens seneste basisfremskrivning har vi tidligst 100% vedvarende energi i vores elnet i 2028. Allerede nu ser vi et behov for et mere fleksibelt og sikkert forsyningsnet pga. den fluktuerende produktion og forbrug. De fleste eksperter peger på energilagringssystemer, som den mest holdbare, velegnede og langsigtede løsning.

Dette projekt har til formål at udvikle og teste kritiske parametre for en teknologi, der lagrer energi i vand efter det velkendte Pumped Hydro Storage (PHS)-princip med en nedgravet geomembran, ved at etablere et 10 x10 meter testanlæg. Projektet fokuserer på de geotekniske forhold og membrandesign, og der vil blive foretaget en række undersøgelser og analyser af teknologiens indpasning i elnettet i kombination med vedvarende energikilder samt analyser af forretningsmodellen ved brug af systemet. Projektet løfter teknologien fra TRL 4 til TRL 6.

Hvis testanlægget er en succes, vil projektgruppen bygge og teste et fuldskalaanlæg og demonstrere anvendeligheden og LCOS for integration i elnettet. 

Resultater

Dette projekt havde til formål at videreudvikle og teste kritiske parametre for en teknologi, der lagrer energi i vand efter Pumped Hydro Storage (PHS)-princippet. Testanlægget bestod af en geomembran, der nedgraves (lidt som en stor vandballon, der kan pumpes op med vand, og vandet kan da frigives som en dæmning, og tyngden fra jordlaget ovenpå anvendes til at presse vandet ud gennem en turbine, når det skal bruges). Projek-tet fokuserede på de geotekniske forhold og membrandesign, og der er foretaget en række undersøgelser og analyser af teknologiens indpasning i elnettet i kombination med vedvarende energikilder samt analyser af for-retningsmodellen ved brug af systemet. Projektet søgte at løfte teknologien fra TRL 4 til TRL 6, med henblik på efterfølgende fuldskala demonstration.
UPHS-anlæg forventes at kunne nedgraves i nedlagte grusgrave eller lignende udgravninger. Dette vil mindske klimabelastningen, og billiggøre både anlægs- og gravearbejdet af UPHS-anlæggene.
Resultaterne er delvist indfriede. En membran bristede under test, hvilket har forsinket udviklingsprocessen. Dog er der opnået brugbar læring, og behovet for en stærkere membran står klart. Projektet når TRL 5.
Under testene kunne der under stabil drift observeres energitab på 5-10 %. Ved et full size og optimeret system kunne det under normal drift være forventeligt at opnå tab på omkring 5 %.
UPHS-systemet er ikke en attraktiv forretning ved faste lave energipriser (dette gælder dog også for tilsvarende batteriløsninger). Med en forventning om fremtidige energipriser med større udsving og de planlagte kostoptime-ringer kan UPHS blive en økonomisk attraktiv løsning. Systemet er dertil uafhængig af ”råstoffer” (fx Lithium), der primært kommer fra områder uden for EU/USA, og kan give UPHS-systemet en fordel i det fremtidige energilag-ringsmarked, med fokus på geopolitiske konflikter.
• Under evalueringen af CAPEX (til etableringen af UPHS-systemet) konstateres at jordarbejdet udgør en væsentlig udgift. Nuværende data indikerer en CAPEX på 170.000-190.000 €/MWh (Den fulde levetids-omkostning for lagringsteknologien (LCOS), bliver da 116€/MWh)
• For et 112 MWh system, hvilket er det samme/mindre end et tilsvarende batterilagringssystem. Det esti-meres at CAPEX kan nedbringes til 125.000 og 140.000 €/MWh (LCOS 93 €/MWh), som er ca. 30 % lavere end en tilsvarende batteriløsning i 2030.

Key figures

Periode:
2020 - 2022
Bevillingsår:
2020
Egen finansiering:
2,00 mio.
Støttebeløb:
4,87 mio.
Støtteprocent:
71 %
Projektbudget:
6,87 mio.

Kategori

Oprindelig title
UPHS - storskala elektrisk energilagring
Program
EUDP
Fælles overordnet teknologiområde
Smart Grid og systemer
Projekttype
Demonstration
Journalnummer
64020-1090

Dokumenter

1

Deltagere

Aarhus Universitet (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
Aarhus Universitet 3.37 mio. 0.37 mio.
AquaNamic ApS 0.34 mio. 0.23 mio.
Solmax 0.38 mio. 0.56 mio.
PlanEnergi 0.29 mio. 0.26 mio.
VESTAS WIND SYSTEMS A/S 0.17 mio. 0.26 mio.
European Energy 0.11 mio. 0.16 mio.
AquaEnergy Group Ltd, (US) 0.10 mio. 0.16 mio.

Kontakt

Kontakperson
Kenny Kataoka Sørensen
Adresse

Nordre Ringgade 1, 8000 Aarhus C

Email
au@au.dk