Teslas batteri i Australien ovanligt användbart

När Tesla invigde världens största litiumjonbatteri i södra Australien för en månad sedan var det få som visste hur pass användbar den skulle visa sig bli. Meningen var att den skulle stabilisera södra Australiens strömförsörjning, genom att lagra överskottsel från traktens vindkraftverk. 40% av all elektricitet i området kommer från vindkraftverk, resten från kolkraft. Batterierna skulle kompensera för de dagar det inte blåste så mycket. 2016 led landet av många strömavbrott på grund av otillförlitliga elförsörjningen från förnybara källor. Batterierna är på sammanlagt 129 MWh och kan leverera upp till 100 MW effekt.

Redan under de få veckor anläggningen har varit igång har den visat sig vara användbar. Batterierna har redan vid flera tillfällen levererat full effekt till nätet och hjälpt på så sätt undvika strömavbrott. Men största nyheten var inte när den hjälpte till övervinna variationer i elleveranserna från vindkraftverken, som den har designats för. Utan ett annat, oväntat användningsområde.

Alla elnät, så även den till exempel i Sverige, är balanserade. Det genereras alltid i varje givet ögonblick lika mycket el som det förbrukas. När du slår på lampan hemma ökar förbrukningen en aningens aning och något kraftverk i landet måste då också höja sin produktion den aningens aningen. De kraftverk som ser till att följa dessa mindre variationer kallas för reglerkraftverk. I Sverige har vi vattenkraften som reglerkraft, i andra länder kol- eller naturgaskraftverk.

Sedan finns det också tillfällen med katastrofala bortfall. När det inträffar något problem på ett stort kraftverk så dess produktion minskar kraftigt, eller rent av stannar abrupt, måste de andra kraftverken ta över snabbt. Många länder har reservkraftverk som snabbt kan startas upp i sådana fall. När ett stort kraftverk plötsligt stannar måste man antingen starta nya kraftverk väldigt snabbt eller kapa strömmen till vissa områden, skapa elavbrott för att begränsa förbrukningen.

Det som hände den 14 December i fjol var att regionens största kolkraftverk Loy Yang plötsligt kopplades bort från elnätet kl 1:59 på natten. 560 MW som plötsligt försvann – ett totalt katastrof för elnätet. Frekvensen på elnätet började sjunka snabbt och larmen började tjuta i elnätets kontrollrum.

Australien har ett avtal med kolkraftverket i Gladstone att de ska agera reservkraftverk. Landet betalar dyra pengar för att det kraftverket ska alltid vara i ständigt beredskap, att reagera på sådana här katastrofsituationer inom 6 sekunder. Det tar så många sekunder att elda på extra och få upp ånggeneratorernas fart så kraftverket kan leverera el till nätet. Under de 6 sekunderna råder det kaos på elnätet, med lampor som flimrar hos konsumenterna, maskiner som stannar, mm. Mer el behövs snabbt skickas ut i elnätet för att undvika total sammanbrott och elavbrott.

Det som istället hände den 14 December var att Teslas batteristation 1000 kilometer bort reagerade på avbrottet – på 140 millisekunder! Som ovan graf visar började batterierna leverera el till nätet innan Loy Yang kraftverket ens helt hade “dött”. Genom den “ludicrous”-snabba åtgärden märkte abonnenterna knappt något av händelsen. Efter 6 sekunder kom så Gladstone kraftverket igång och gjorde sitt jobb som den var betald att göra. Efter två minuter var hela händelsen över och Teslas batterier kunde återgå till sitt vilotillstånd. (Effektkurvan från Gladstone-kraftverket saknas från ovan diagram, men det är alltså därför Teslas batterier slutade leverera el till nätet efter 02:02.)

Teslas batterier gjorde alltså något exceptionellt, långt utöver det de var avsedda att göra. Ingen har betalt varken Tesla eller eloperatören AEMO för att agera reservkraftverk. Det fanns inga sådana klausul i kontraktet.

Så varför gjorde batterierna det de gjorde, då? Jo, för att de kunde. Ett batteri behöver ingen uppstartstid för att komma igång. Inget ångtryck att få upp, inga dammluckor att öppna. El kan börja strömma på bråkdelen av en sekund. Det behövs heller ingen tid att synka in frekvensen då all generering av växelström sköts via elektronik, inga mekaniska generatorer eller liknande som behöver justera sina hastigheter. Teslas batteri kan på 140 millisekunder göra det traditionella reservkraftverk behöver många sekunder på sig att göra. Utan att behöva stå i ständig, dyr standby.

Teslas batterier reagerade som ett slags nationell UPS, Uninterruptable Power Supply man brukar ha till datorservrar, som tar över på millisekunder när nätspänningen försvinner.

Förutom sitt ordinära arbete, det som batterierna byggdes för, att jämna ut den ojämna produktionen från vindkraftverk så har Teslas batterier även fått en oväntad positiv effekt på landets hela strömförsörjning. Istället för att kolkraftverk måste rycka in när de förnyelsebara källorna inte räcker till så var det nu de förnyelsebara som sprang i rekordfart till räddning när kolkraften fallerade.

Lagmakarna i Australien känner sig förbisprungna nu. Teslas batterier har demonstrerat att de 5 resp 30 minuters krav de har på kraftverk, och flera sekunder på reservkraftverk är flera tiopotenser fel med nya teknologin på frammarsch. Och varför betala dyra pengar till att hålla långsamma reservkraftverk i stand-by när batterier kan göra jobbet oerhört mycket snabbare, som en slags “bisyssla”?

Även om Teslas batteripark inte kunde ha ersatt Gladstone kraftverket helt, 100 MW kan inte ersätta de 560 MW som försvann när Loy Yang stannade reagerade de så snabbt att de katastrofala sekunderna tills reservkraften kunde komma igång minskades till en knappt mätbar rysning på elnätet. Teslas batterier har låtit oss skönja framtidens elnät. Med rejäla batterier i nätet kan inte bara dygnsvariationer från sol-, vind- och andra förnyelsebara kraftkällor minskas utan även nätets ögonblickliga kvalitet förbättras.

Till slut en tankeväckande graf:

Ovan graf från elbilsstatistik.se visar samlade batterikapaciteten av alla Sveriges elbilar. Lägger vi ihop batterikapaciteten för alla elbilar i landet uppgår totalsumman nu till över 800 MWh – mer är sex gånger så mycket som Teslas batterier i Australien. Huvuddelen av alla dessa bilar är anslutna till elnätet åtminstone nattetid. Det har förekommit studier om att kunna använda dessa elbilsbatterier som utjämning av elvariationen, ungefär som Teslas batteripark. Power to the Grid brukar det kallas, att elbilar ska kunna inte bara laddas utan även kunna mata tillbaka el i elnätet. Man har tänkt i skalan dagar och timmar.

Men bilarna skulle även kunna användas till att millisekundsnabbt kunna träda in och leverera el vid stora elavbrott. Teslas batteripark hade inte kapacitet att helt ersätta Loy Yang kraftverkets 560 MW som försvann, endast överbrygga i några sekunder tills reservkraftverket kom igång. Men alla elbilar sammanlagt skulle kunna gjort jobbet. På millisekunder. Utspritt över hela landet. Utan att elbolaget behövt köpa några batterier eller hållit dyra reservkraftverk i ständig stand-by. Skulle du som elbilist lockas av billigare elpris mot att elbolaget får några gånger om året låna tillbaka lite el från din bil?