Næringspark vil ha norske «superbatterier» uten kobolt eller andre sårbare råstoffer

Enhver utbygger med miljøambisjoner må legge til rette for egenproduksjon av energi og utjevning av effekttopper, slik at kraftnettet ikke overbelastes når stadig mer skal over på strøm. Da er det en fordel med en kraftig batteripark. Men batteriparkene som er å få i dag, har en del utfordringer, blant annet til sikkerhet, ladetid og levetid.

De prosjekterende bak 2020-park på Forus i Stavanger, som ledes av Afry-selskapet Advansia, trengte ikke å reise langt for å finne et selskap som kan bidra med nyskapende batteriteknologi. Teknologi som skal løse alle de nevnte utfordringene.

På Forus holder nemlig også Beyonder til. Denne bedriften er allerede kommet langt med å utvikle et slikt batteri. I tillegg er det kjemisk fritt for edelmetaller og utrydningstruede råstoffer.

I stedet bruker de blant annet silisium fra sand, grunnstoffer fra avfallsplast og karbonpulver fra sagflis. Det høres kanskje ikke så lovende ut for effekten, men resultatene Beyonder kan vise til, er akkurat det. Lovende.

Hybridbatteri

Beyonder-direktør Svein Kvernstuen vil nødig sammenlikne hybridbatteriene de har utviklet, med elbilbatterier. Forskjellen er for stor. En Tesla med et slikt batteri ville hatt flere tusen hestekrefter, forklarer Kvernstuen når han blir presset til en sammenlikning.

– Dette er effektbatterier for langt mer kraftkrevende farkoster enn elbiler, sier han.

Beyonder-batteriene er konstruert for tungtransport, ferger og fly, og for industriell energilagring, for eksempel ved vindmølleparker. Hemmeligheten bak den høye effekten er en hybrid av superkondensatorer (forklares lenger ned) og litiumionebatterier. Kombinasjonen skal gå konvensjonelle litiumionebatterier og blybatterier en høy gang. Ikke bare målt i effekt.

Antall mulige ladinger skal være «uhorvelig mye høyere», ifølge Kvernstuen. De nye hybridbatteriene skal også kunne lades og tømmes betydelig raskere.

Kraftfull hurtiglading

Katoden (plusspolen) i Beyonders prototype består av en superkondensator, hvor energien hentes fra et elektrostatisk felt mellom to elektrodeplater av karbon. Disse ladningene kan tappes og fylles opp igjen i rekordfart, og ladesyklusen kan altså gjentas nærmest grenseløst.

Anodesiden av batteriet er bygd opp som et klassisk litiumionebatteri, men med spesialutviklet silisium, som skal gi enda høyere energitetthet. Til dette arbeidet har Beyonder fått hjelp fra Institutt for energiteknikk (Ife).

Tanken er at man skål få det beste fra to verdener. Litiumionebatterienes energitetthet og lave selvutladning, og superkondesatorenes sikkerhet, varighet og evne til stor kraftutveksling, altså hurtiglading av store strømstyrker. Tester av den håndlagde prototypen i Beyonders laboratorium på Forus har vist at teknologien virker.

Nå har Kvernstuen og co forlatt pilotstadiet, de ansetter stadig nye ingeniører og de har gått til anskaffelse av et 6000 kvadratmeter stort lokale på Forus. Her er de i ferd med bygge en produksjonslinje for de første batteriene i fullformat. Disse skal naturligvis testes omhyggelig før den planlagte batterifabrikken kan bygges.

– Genialt for smart grid

2020park kan bli det første næringsbygget med miljøvennlige batterier fra Beyonder.

– Egenskapene til disse batteriene er perfekte for smart grid og peak-shaving, sier Tore Wiik, elektrosjef i Advansia og ansvarlig for prosjekteringen av de elektriske anleggene på 2020park.

Den lave motstanden i hybridbatteriene gjør at effekttoppene (peak-ene) kan utjevnes nesten uten forsinkelse med batteristrøm, som i 2020-parken skal lades opp av solenergi. Lading av for eksempel elbusser vil også gå hurtigere enn med andre batterityper.

– Hos oss vil energien gå til blant annet belysning, busser og varetransport. Mye solenergi vil bli uutnyttet hvis ladingen går tregt, og da blir vi nødt til å ha pådrag fra kraftnettet i stedet, sier Wiik.

Lang levetid

Svein Kvernstuen i Beyonder fremhever også at deres batterier har lenger levetid enn litiumionebatterier, som mange utbyggere benytter, blant annet i form av brukte elbilbatterier.

– Et bygg skal helst leve noen tiår. Da er det jo synd om man må bytte batteriene hvert tiende år, sier Kvernstuen, som anslår litium-ion-kondensatorens levetid til minst det dobbelte.

Fordelene er desto større sammenliknet med blybaserte akkumulatorbatterier, som ofte brukes til mikronettverk i næringsbygg i dag. Disse er en del slappere enn litiumionebatterier og ingen match dersom Beyonder-batteriene holder bare halvparten av hva de lover.

– Våre batterier skal kunne kjøres hardt 365 dager i året. Da unngår man å måte strupe energiforsyningen fordi det går for sakte, sier Kvernstuen.

– Ingen hast

Han hevder også at sikkerheten vil bli bedre i Beyonders batterier. Forklaringen ligger i kjemien, hvor det ikke finnes metalloksider, slik at oksygen ikke frigjøres i prosessen. Dermed er faren for antenning lavere ved temperaturøkning, såkalt thermal runway. Eksplosjonsfaren man har med overopphetede blybatterier, unngår man også.

– At batteriene våre har lavere indre motstand, gjør dessuten at det ikke er så stort behov for kjøling, argumenterer grunnleggeren og sjefen for Beyonder.

På spørsmål om hvor lenge er det til batteriene kommer i fullskalaproduksjon, er han ikke like skråsikker. Kvernstuen beskriver en møysommelig prosess med oppbygging av produksjonslinje og ditto omhyggelig testing og godkjenning.

Tore Wiik i Advansia er imidlertid ikke bekymret for at batteriene ikke skal være klare til 2020-parken skal prosjekteres i detalj.

– Vi har stor tro på teknologien deres lar seg realisere, og vi har det ikke så travelt. Næringsparken skal utvikles stegvis over kanskje 20 år, så batteriene trenger ikke være ferdige til første spadetak, sier Tore Wiik.