Ultrakondensatorer nödvändigt nästa steg för energiövergången

Detta är en argumenterande text med avsikt att påverka. Åsikterna som förmedlas här är skribenten/skribenternas egna.

Ett batteri lagrar energi på kemisk väg. De släpper ifrån sig en mindre mängd energi under en längre tid, men kan å andra sidan lagra ganska mycket. En kondensator lagrar istället energin som en laddning mellan två plattor eller folier. I fallet med så kallade ultrakondensatorer handlar det om folier med mycket stor area. Till skillnad från batterier kan ultrakondensatorer avge energi i korta utbrott med hög effekt. De har dessutom korta laddnings- och urladdningstider, använder inte skadliga kemiska ämnen och erbjuder ett nästan oändligt antal cykler innan de behöver bytas ut eller repareras.

Även om tekniken bakom ultrakondensatorer togs fram redan i slutet av 50-talet är det först på senare tid som intresset för dem har vaknat på riktigt. Till detta finns goda skäl. Efterfrågan på kortvarig, högintensiv effekt ökar alltmer, varför ultrakondensatorerna, med deras låga underhållsbehov, bör få en viktig roll att spela för att tillgodose framtidens energibehov på ett effektivt och hållbart sätt.

En viss hajp har uppstått inom den allt hetare sektorn för elektromobilitet, men potentialen hos ultrakondensatorer är långt större än så – inte minst när det gäller kraftnät och industri.

Men trots dessa tydliga fördelar ses ultrakondensatorer på många håll fortfarande som en obskyr nischteknologi. En viss hajp har uppstått inom den allt hetare sektorn för elektromobilitet, men potentialen hos ultrakondensatorer är långt större än så – inte minst när det gäller kraftnät och industri.

Kanske beror den hittills låga upptagningen av ultrakondensatorer på batteriernas redan tidigt så breda marknadspenetration, vilket gjorde att ytterligare lagringstekniker delvis kommit i skymundan. Ett annat motargument mot ultrakondensatorer är att de har lägre energitäthet än litiumjonbatterier och lite felaktigt jämförts med den lagringstekniken. Och slutligen har de fram tills nu varit någorlunda dyra i inköp.

För att bemöta argumenten ett och ett i taget, kan vi dock börja med att inse att batterier och ultrakondensatorer oftast inte är konkurrerande teknologier. Dessutom kommer omställningen av energisystemet att kräva flera kompletterande lösningar på marknaden. Även om vi förväntar oss att ultrakondensatorer blir mer konkurrenskraftiga mot litiumjonbatterier inom vissa segment, kommer vi också att se båda teknikerna arbeta sida vid sida på många håll.

Blybatterier kan å andra sidan komma att ersättas av ultrakondensatorer på längre sikt i många applikationer. Redan på kort sikt finns det emellertid goda möjligheter för hybridsystem, där ultrakondensatorer och bly- eller andra batterityper kan arbeta integrerat tillsammans. OEM-tillverkare tar redan fram lösningar inom detta område, inklusive företag som Skeleton Technologies, kända för sina grafenbaserade ultrakondensatorer.

Vad gäller energitätheten kommer vi att få se stora tekniska framsteg kring ultrakondensatorer under de närmaste åren, där redan mycket forskning pågår för att uppnå energitätheter närmare de nivåer som finns hos dagens batterier. Och vad gäller kostnaderna kommer ytterligare användning av tekniken i sig göra att ekonomin förbättras genom skalfördelar.

EIT InnoEnergy arbetar tvärsöver marknadssegment och tillsammans med teknikföretag för att undersöka nya användningsområden för ultrakondensatorer. Vissa sektorer, såsom elnät, är redan mogna för att börja använda ultrakondensatorer, medan andra behöver se fler goda exempel på hur tekniken kan tillämpas. Enligt en analys som vi nyligen tagit fram är ultrakondensatorer nu redo att tas upp i stor skala tvärsöver en mängd sektorer under det kommande decenniet. 

Vi ser tydliga möjligheter i tillämpningar som kräver hög effekt på kort tid. På EIT InnoEnergy har vi till exempel visat upp tekniken för kran-, hiss- och elverktygstillverkare, där det finns en mycket tydlig affärs- och användningsnytta för att återvinna energi och på så sätt komma upp i verkningsgrader på över 90 procent. Ultrakondensatorer fungerar då som energilagrings- och försörjningsenheter, vilket minskar behovet av tillförd elenergi markant.

Ur investerarperspektiv har ultrakondensatorer också gått till att bli superheta.

Ett annat exempel är NAWATechnologies, som för närvarande arbetar på en motorcykel med en drivlina som kombinerar ultrakondensatorer och batterier. Detta ger häpnadsväckande specifikationer: mycket hög effekt, högeffektiv regenerativ bromsning och mycket snabb laddning samt möjlighet att minska storleken på batteriet – allesammans fördelar som behövs för övergången till e-mobilitet. Vi förväntar oss att sådana projekt kommer att skapa ökad medvetenhet och synlighet, och fungera som en katalysator för att sprida tekniken vidare.

Ur investerarperspektiv har ultrakondensatorer också gått till att bli superheta. Flera företag i vår portfölj som är involverade i ultrakondensatorteknik har avslutat stora investeringsrundor och har inte haft några problem att skaffa kapital. Men kanske den starkaste investerarsignalen på senare tid är Teslas förvärv av Maxwell Technologies förra året, vilket visar vilket förtroende som finns för tekniken och dess framtid.

Sammantaget kommer genomslaget för ultrakondensatorer se olika ut för olika segment framöver, men utan tvekan kommer de att utgöra en viktig teknisk grundbult för energiomställningen. Vad som krävs är bara att vi sprider kunskapen om dem, och ser till att vi inte missar detta viktiga tåg mot framtiden. Ett flertal innovativa startups i EIT InnoEnergys portfölj kommer att delta och visa upp sina affärsmodeller den 3-4 november på The Business Booster i Berlin. Nu hoppas vi att fler följer, och att en avgörande teknik för framtiden får sitt slutgiltiga erkännande.

Johan Söderbom
Tematisk ledare, Smarta nät och energilagring, EIT InnoEnergy