Examensarbete

Kan ett batterilager lösa elutmaningarna vid bygget av Kärnbränsleförvaret i Forsmark?

När bygget av Kärnbränsleförvaret i Forsmark drar igång ställs höga krav på elförsörjningen. Men vad händer när elnätet inte räcker till? Malou Sjöberg och Maya Linder har i sitt examensarbete undersökt om ett batterilager kan vara lösningen på effekt- och kapacitetsbristen.

Malou Sjöberg och Maya Linder har pluggat ihop i fem år. De har läst till civilingenjörer på Uppsala universitet, System i teknik och samhälle med inriktning energisystem. En del av läsarna känner säkert igen Malou eftersom hon sommarjobbade på Östhammarskontoret förra sommaren.

– Ett batterilager är ett system som lagrar elektricitet i stora batterier, ungefär som ett jättestort uppladdningsbart batteri. Det laddas när det finns överskott på el och används sedan när elbehovet är högt eller när elnätet inte räcker till. Batterilager används allt mer för att stabilisera elnät och möjliggöra elektrifiering, förklarar de båda studenterna.

Bakgrunden till arbetet är Vattenfalls ambition att elektrifiera gruvdrift och annan tung verksamhet för att minska klimatpåverkan och säkerställa en långsiktigt hållbar drift. För Kärnbränsleförvarets del innebär det att tunnelbygget helst ska drivas med el, men det lokala elnätet är begränsat.

– För att ta reda på om ett batterilager kan vara en lösning samlade vi in detaljerad data över energibehovet vid tunnelbygget, timme för timme. Med hjälp av simuleringar testade vi hur olika dimensioneringar av batterilager skulle kunna täcka elförbrukningen.

Malou Sjöberg och Maya Linder.

De inspirerades bland annat av ett befintligt batterilager i Uppsala, som har en maxkapacitet på fem megawatt och en energimängd på ungefär 20 megawattimmar och som är stort som en halv fotbollsplan. Det visade sig vara en bra modell att utgå ifrån, eftersom det är skalbart både uppåt och nedåt.

I ett av scenarierna räknade studenterna på hur stort ett batterilager skulle behöva vara för att täcka allt elbehov utöver vad dagens effektuttag från elnätet skulle kunna täcka fram till år 2038. Resultatet? Ett lager motsvarande fem fotbollsplaner – något som både är för dyrt och tar upp för mycket plats.

För att få en helhetsbild gjorde de även en kostnadsanalys och en känslighetsanalys, där de undersökte hur olika förändringar i elbehovet påverkar både ekonomi och funktion.

Studenterna drar slutsatsen att generatorer med HVO-bränsle kombinerat med ett batterilager som är dimensionerat enligt Uppsala-batterilagret på fem megawatt och 20 megawattimmar har bäst balans vad gäller kostnad, koldioxidutsläpp under drift samt nyttjandegrad för att skapa en flexibel och hållbar lösning.

– Det har varit jätteskoj och väldigt spännande! Att titta på inriktning energisystem passade oss som hand i handske, säger de om sitt examensarbete och berättar att det varit kul att få komma ut och se hur det de studerat fungerar i praktiken.

David Hällqvist, konstruktionsledare på EEN har varit deras handledare. De har haft veckovisa avstämningar under hela examensarbetet och de tycker att han varit ett bra stöd.
I sommar har de unga civilingenjörerna haft sitt sista sommarlov. Nu väntar ett arbete som systemkonstruktör på FKA för Malou medan Maya blir trainee på Hitachi Energy i Ludvika. Från SKB önskar vi ett stort lycka till!