Självförsörjningsgrad och egenkonsumtionsgrad

För VES (1) och (2) är egenkonsumtionen 100%, se figur 18. Detta är på grund av att den totala mängden el producerad från solcellerna används för att producera vätgas i dessa system. I VES (1) resulterar detta i att det finns en stor mängd vätgas att förbränna i bränslecellen vilket i sin tur resulterar i att en mycket liten mängd el behöver köpas in till systemet under året. För VES (2) betyder den höga egenkonsumtionen att kostnaden för värme minskar. Dock är verkningsgraden från vätgas till värme låg och värmebehovet är högt dessa två faktorer resulterar i att den producerade vätgasen tar slut snabbt, se figur 16. För att få en 100% egenkonsumtionsgrad krävs stora batterier enligt Nyholm m.fl. (2016). Detta gäller dock inte för vätgas då det är en energibärare som kan lagras i tankar och att det endas är dessa tankar som behöver öka i storlek och inte hela lagringssystemet. Till studien sett resulterar denna höga egenkonsumtionsgraden att ingen el producerad från solcellerna säljs ut till elnätet. Detta ger en positiv effekt på klimatpåverkan från driften av systemen då ingen ökning av klimatpåverkan sker från den sålda elen, se tabell 8.

Det bör kommenteras att det säljs el från VES (2) trots att ingen klimatpåverkan från såld el ges, se tabell 7 och 8. Den el som säljs är producerad från bränslecellen och denna el har i studien ingen direkt klimatpåverkan. Mängden vätgas som ska förbrännas i bränslecellen bestäms av värmebehovet, detta resulterar i att el produceras i bränslecellen trots att elbehovet är uppfyllt. Denna överproducerade elen säljs till elnätet med en viss ekonomisk vinst.

4.3 Klimatpåverkan

klimatpåverkan från nollobjektet är lägst, se tabell 8. Detta kan förklaras med hjälp av klimatpåverkan från elmixens utsläpp. Den svenska elmixen har ett utsläpp som är betydligt mindre än utsläppet från elen producerad från solcellerna. Trots detta stod år 2017 elproduktionen från solceller för 20% av den nya energi som tillkom den globala el-mixen, detta resulterade i att år 2017 bestod den globala elproduktionen av 2% solenergi enligt Global Energy Statistical yearbook (2018). Samt att enligt de globala målen ska den förnybara energin i den globala energimixen öka, Globala målen (u.å.). Därtill har Sveriges regeringen beslutat att till år 2040 ska det svenska elsystemet bestå av 100% förnybar elproduktion enligt Energiöverenskommelsen (2016). Det kan diskuteras angående varför det både globalt och internationellt satsas på solceller då dess utsläpp är högre än utsläppen från Sveriges elmix. En anledning till denna satsning är att den indata som använts för solcellernas klimatpåverkan i denna studie är fyra år gammal och att dagens solceller har en lägre klimatpåverkan och är därmed ett passande val av förnybar energikälla. Ytterligare en anledning är att om mer investeringar i solceller sker kommer mer kapital går till att utveckla solceller som är mer miljövänliga. I den globala elproduktionen finns även en del kolkraft och andra energikällor som har betydligt högre klimatpåverkan än vad solcellerna har. Det kan därför argumenteras för att Sverige ”drar sitt strå till stacken” och investerar i solceller för att gynna utvecklingen trots att Sverige har en elmix med låg klimatpåverkan. För studien skulle detta betyda att om samma studie som denna genomförs om fem år om då solcellerna

utvecklats och erhållit en lägre klimatpåverkan skulle systemet med endast solceller uppstå i bättre dager.

Systemet med endast solceller har lägst klimatpåverkan om nordens eller Europas elmix betraktas, se tabell 9. Nettoutsläppet från solcellerna, litium-jonbatteriet och vanadin redox flödesbatteriet blir negativa om Europas elmix begrundas, enligt tabell 9. Vilket betyder att dessa system bidrar till en minskning av klimatpåverkan. I inledningen nämndes dock att klimatpåverkan från litium-jonbatterier är för stora enligt Åkerlund (2017). I denna studie undersöks endast klimatpåverkan utifrån utsläpp av koldioxidekvivalenter. Detta medför en begränsning i studien och ger endast en indikator hur systemen påverkar miljön och klimatet.

4.4 Ekonomi

När det kommer till totala driftkostnader är VES (1) det system med lägst driftkostnad utav samtliga utvärderade system, enligt tabell 10. Detta då systemet köper in minst elektricitet, enligt tabell 7. Trotts att mängden såld el är noll för VES (1) vilket betyder att ingen inkomst från såld el erhålls är driftkostnaderna de lägsta, se tabell 7 och 10. Även behovet av att köpa in värme är mindre än de flesta system, det enda system som har lägre värmekostnader är VES (2) dock har det systemet högre elkostnader vilket resulterar i högre totala driftkostnader, se tabell 10. I inledningen nämns att vätgasbaserade energilagringsmetoder har låga vätgasproduktionskostnader då de beror på rådande elpris enligt Ozarslan (2012). I denna studie finns ingen vätgasproduktionskostnad då vätgas produceras från egen producerad el från solcellerna. Det är bra att såväl drift- och vätgasproduktionskostnaderna är låga för att erhålla ett system som är ekonomisk lönsamt.

Alla lagringssystemslivslängder är lägre än deras payback tider, se figur 19 och tabell 2. Detta betyder att systemet inte hinner betala för sig själv innan deras livslängd är slut. För att minska payback tiden bör investeringskostnaderna minskas. Mellan åren 2010–2017 sjönk priset på litium-jon batterier med 80 % enligt Deloitte (2018). Detta är ett gott tecken för att om ytterligare prissänkning sker för litium-jonbatterier eller någon annan av de granskade EEL systemen minskar även deras payback tid. För denna studie skulle denna minskning av payback tid innebära att ett system eller flera får sin payback tid inom dess livslängd. Detta skulle då innebära en ekonomisk vinst som inte återfinns i dagens läge enligt denna studies resultat.

Systemet med endast solceller betala för sig själv, se figur 19. Payback tiden är hela fem år kortare än systemets livslängd. Detta är ett positivt resultat och det bådar gott för utvecklingen av solceller, om dess payback tid infinner sig innan slutet på dess livslängd kommer investerare att se mer fördelaktigt på solceller.

Det bör kommenteras att de investeringskostnader som används i studien för batterierna är över 10 år gamla. Priset på batterierna har förändrats under dessa år. Denna felkälla har försökts motverkas med att använda de lägre priserna i prisspannet som presenterads i metodavsnittet 2.7.4 ”Kostnaden för systemen”. Om mer aktuella investeringskostnader används i studien skulle batteriernas investeringskostnader vara lägre och payback tiden skulle därav minska. De investeringskostnader som används exkluderar installationskostnader, det vill säga kostnader för installation med mera har inte inkluderats

i investeringskostnaden. Detta på grund av den stora variationen och ovissheten över denna kostnad.

I studien har underhåll av systemen inte beaktats. Underhållning av systemen kan leda till att systemen får en förlängd livslängd. Detta skulle påverka studiens resultat på så sätt att livslängderna och payback tiderna skulle vara närmre varandra.

Resultaten i avsnittet ekonomi avser främst kommuner och företag. Om studien genomfört med perspektivet privatpersoner skulle ytterligare bidrag och subversioner kunnat inkluderats som intäkter i studien. På grund av att fallobjektet i denna studie varit en skola som ägs av en kommun har studien genomförts utifrån dess perspektiv.

4.5 Känslighetsanalyser

När urladdningsdjupet är 100% har både litium-jonbatteriet och vanadin redox flödesbatteriet lägre klimatpåverkan jämfört med övriga urladdningsdjup, se tabell 11. Detta är på grund av att vid högre urladdningsdjup säljs mindre el producerad från solcellerna ut på marknaden.

Som tidigare nämnt i studien har elen producerad från solcellerna en högre klimatpåverkan än den el som finns i den svenska elmixen, därav denna minskning av klimatpåverkan. Dock leder ett högre urladdningsdjup till en kortare livslängd enligt Thoubboron (2019). Med en kortare livslängd ökar även tillverkningen av nya batterier vilket i sig medför en negativ klimatpåverkan. I studiens resultat skulle ett större urladdningsdjup bidra till en sänkning i klimatpåverkan då endast utsläpp av koldioxidekvivalenter har undersökts, detta är dock en missvisning då om parametrar som inte har berörts i denna studie inkluderas blir klimatpåverkan troligtvis större på grund av den förkortade livslängden.

Elkostnaderna varierar som förväntat när verkningsgraderna varieras, det vill säga att de stiger då verkningsgraderna minskar och kostnaderna minskar då verkningsgraderna ökar, se tabell 12. Det upplevs som förväntat att då verkningsgraderna ökar kan mer effekt ges och där av en minskning i kostnader för systemen. Denna trend kan även avläsas i tabell 13 där värmekostnaderna för vätgaslagrings systemen redovisas vid variation av verkningsgrad.

När upp- och urladdningseffekten varieras ökar elkostnaderna med 21,8% för VES (1), se figur 20. Detta är den största påverkan utav variationen på upp- och urladdningar och den beror främst på att systemet VES (1) är det enda systemet som inte säljer någon el bortsett från nollobjektet, se tabell 7. Elkostnaden för VES (1) beror därför endast på en parameter det vill säga köpt el. När det sedan behövs köpa in mer el för att urladdningseffekten sänks ges ett stort påslag av elkostnader vilket resulterar i en ökning på 21,8%. För studien betyder detta att valet av upp och urladdningseffekt är rimligt.

Det bör kommenteras att det i metoden fördes ett resonemang kring att ur- och uppladdningseffekt skulle styras av den mängd som resulterade i att el inte behövdes köpas in på grund av att effektbehovet översteg de möjliga effektuttaget från lagringsmetoderna.

Det kan dock från resultaten i figur 20 diskuteras kring hur viktigt upp- och urladdningseffekten är då resultaten inte påverkas märkbart utav en minskning respektive ökning av 10%.

Då den totala investeringskostnaden varieras i känslighetsanalys 3.5.4 framkommer det att om investeringskostnaden för vanadin redox flödesbatteriet skulle minska med 10% skulle payback tiden vara kortare än systemets livslängd, se figur 21. Detta betyder att detta system skulle betala för sig själv och att investeringen skulle gå med vinst. Detta gäller dock endast detta lagringssystem, för övriga system är payback gränsen långt borta trots en 10%

minskning. Detta betyder att investeringskostnaderna behöver minskas betydligt mycket mer för att en balans mellan payback tid och livslängd kan nås.