I Scenario 5 - Pumpkraft och vätgas ska all energi vara förnybar utom inom industrisektorn som bortses ifrån. För lagring ska pumpkraftverk och vätgaslagring användas. Produktion och konsumtion av energi ser likadan ut som i Scenario 4 - Reglering och cirka 100 MW antas behövas kunna regleras.
4.5.1 Resultat
I tabell 7 presenteras ett möjligt alternativ för energilagring på Gotland där fyra olika lagringsmöjlig- heter tillsammans har en effekt på 21 MW.
Tabell 7:Alternativ för energilagring med fyra olika lagringsmöjligheter
Konsumtionskälla Effekt [MW] Kapacitet [MWh] Uppskattad kostnad [MSEK]
Havsvattenspumpkraftverk 5 20 247*
PtG Visby storskalig 8 30 000** 288***
PtG Klintehamn 3 10 000** 124***
Vätgaslagring 5 - >100
⇤Projektkostnaden för det havsbaserad pumpkraft i Okinawa. ⇤⇤MWh fordonsgas i form av metangas som produceras under ett år.
⇤⇤⇤Investeringskostnader (Mohseni et al, 2017) men utan investeringsstöd på 50 %.
För havsvattenbaserade pumpkraftverket har siffror från Juan de Santiago (personlig kommunikation) använts. Kostnaden ligger dock i överkant då det är projektkostnaden för det havsbaserade pump- kraftverket i Okinawa, Japan som är i liknande storleksordning men med andra förutsättningar. Om istället kostnaden för konventionellt pumpkraftverk används, som i överkant ligger på 32 MSEK/MW (Nordling et al., 2015), blir kostnaden 162 MSEK och 8 MSEK/MWh.
Ahlvin, M. Arriaga, Y. Baumann, E. Berglund, H. Magnusson, C. & Wiklund, S.
För Power to Gas har data från genomförandestudien på Gotland används. Priset antas sjunka med teknikutvecklingen. I studien har investeringskostnaden beräknats med 50 % investeringsstöd, vil- ket inte har använts här. För vätgaslagring har projektet för vätgasproduktion i Tyskland använts, med elektrolysrör på 5 MW (IChemE, uå). Projektet i Tyskland kostade motsvarande 100 MSEK. Det innefattar produktionen av vätgas men inte lagringen samt omvandlingen tillbaka till elenergi i bräns- leceller, se avsnitt 2.5.2 Vätgaslagring. Ingen information om kapacitet finns.
4.5.2 Konsekvenser
För konsekvenser av energiproduktionen i detta scenario, se Scenario 4 - Reglering. Gällande val ener- gireglering och lagring med pumpkraft och vätgas har ekonomiska aspekter varit centrala. Stora in- vesteringar krävs och småskaliga projekt är ofta svåra att få kostnadseffektiva.
Då tekniken för lagring med pumpkraft är vedertagen finns appliceringsmöjligheter med utveckling på Gotland. Undersökningsförslaget för ett havsbaserat pumpkraftverk på Gotland anses som en rim- lig möjlighet. Det är även möjligt att detta lagringssätt kan vara applicerbart på fler platser på Gotland i närheten av vindkraftverk. Fortsatta studier och utredningar behövs inom detta.
En möjlighet för framtiden som inte tagits med i resultatet är att använda kalkbrott som en nedre re- servoar, och då som underjordisk pumpkraft. Då det utreds på äldre kolgruvor i Tyskland (Unterflur- Pumpspeicherwerke, 2018) bör undersökningar genomföras på Gotland. Det handlar däremot ofta om små höjdskillnader, vilket försvårar möjligheten till större lagring.
Miljö
Då Gotland saknar stora topografiska skillnader är möjligheten till storskalig konventionell pump- kraft liten. Att anlägga pumpkraft i närheten av havet är en möjlighet då havsvatten kan tillgodose behovet av vatten. Pumpkraftverk skulle teoretiskt gå att anlägga på mycket större yta vilket skulle ge större lagringsmöjlighet. Hur anläggning skulle påverka havet och miljömålet Hav i balans samt levande kust behöver undersökas.
Om pumpkraftverk anläggs i ett gammalt kalkbrott finns risken att ämnen från kalkbrottet eller an- läggningen läcker ut i grundvattnet vilket påverkar målet Grundvatten av god kvalitet. Detta är en risk som måste minimeras och undersökas ytterligare (Pujades et al., 2017). En fördel med pumpkraft i kalkbrott är dock att naturen som används redan är påverkad och ingen större exploatering behöver ske. En storskalig PtG-anläggning kommer också att kräva en stor yta, anläggs det däremot på redan exponerade platser minimeras nya ingrepp.
Samhälle
Ett havsvattenbaserat pumpkraftverk påverka Gotlands landskapsbild mindre än konventionell pump- kraft då det kräver mindre landyta. Några av kalkbrotten används för rekreation, dessa bör inte an- vändas för pumpkraft eftersom det sänker potentialen för acceptans. Däremot är kalkbrott som inte används för rekreation möjliga alternativ för lagring. Det kan ur näringslivsaspekten skapa arbetstill- fällen.
Ekonomi
Den uppskattade investeringskostnaden är ca 800 MSEK. Kostnad för förstudier och utveckling av lösningar specifika för Gotland antas tillkomma. Vid jämförelse mellan kostnad per MWh är pump- kraftverk avsevärt mycket dyrare. Kostnaden är dock något missvisande då pumpkraftverket endast kan hålla 20 MWh per gång, men kan fyllas upp och tömmas många gånger per år medan PtG ger en årsproduktion, vilket ger en lägre kostnad i jämförelsen. I PtG används elen kontinuerligt och tekni- ken fungerar inte lika bra för reglering av toppar och dalar.
Ahlvin, M. Arriaga, Y. Baumann, E. Berglund, H. Magnusson, C. & Wiklund, S.
Effekten från lagringsmöjligheterna når inte upp till den krävda regleringen av 100 MW, 79 MW sak- nas. Extra reglering krävs alltså, exempelvis genom att stänga av vindkraftverken vid hög produktion. Detta har valts med hänsyn till ekonomiska aspekter. De förluster som avstängning av vindkraftver- ken innebär kan kompenseras genom att bygga extra vindkraftverk. Fem vindkraftverk á 3 MW extra kostar 124 MSEK vilket är mindre än ett havsvattenpumpkraftverket som kan endast kan reglera 5 MW.
För havsbaserade pumpkraftverk finns få projekt att jämföra kostnaden med idag. Projekt i Australi- en med havsbaserad pumpkraft (ARENA, 2017) anses för storskaligt för Gotland. När mindre projekt som i Irland (McLean & Kearney, 2014) har undersökts har de varit svåra att få kostnadseffektiva. Detta kan vara en risk med anläggningen på Gotland.
På grund av kostnader och liten lagringsmöjlighet i kalkbrott idag har inte det tagits med då det kan ses som en orimligt stor investering för små möjligheter. Det kan däremot vara en idé för framtida undersökningar.
I dagsläget sker mycket forskning på vätgaslagring (Nordling et al., 2015) men lagringstekniken ex- isterar inte storskaligt. Kostnader och rimlig storlek för Gotland är därför svåra att beräkna. Det 5 MW elektrolysrör som i Tyskland används för vätgasproduktion kan vara en möjlighet att kombinera med storskalig lagring och bränsleceller för att skapa el. Jämfört med kostnad för projektet i Tyskland innebar det bara en del av produktionen, stora kostnader för bränsleceller och lagring av själva gasen tillkommer. Om investeringskostnaderna i framtiden är lägre kan detta ses som en god möjlighet till lagring, samtidigt som värmen som bildas kan användas för uppvärmning av exempelvis hushåll.
Slutsats
Slutsatsen för Scenario 5 - Pumpkraft och vätgas är att det finns potential för en viss lagring men att det innebär en stor investering. En kombination av lagring och att stänga av vindkraften vid kraftig vind anses mest rimligt. Det finns möjligheter till storskalig vätgaslagring och forskningen går framåt snabbt. För att få pumpkraftverk kostnadseffektiva idag krävs stora anläggningar, speciellt då höjd- skillnaderna är små. Det skulle kräva stora ingrepp i Gotlands natur. Det som gör pumpkraft till ett mer realistisk alternativ är att teknikutvecklingen kommit längre vilket kan minska en del av kostna- den för att ta fram ny teknik och material.