Långtidslagring av el som krävs för att klara Dunkelflaute-händelser i Europa

Varför lugna, molniga veckor spelar roll för vår elförsörjning

Europa tävlar om att drivas av ren el från vindkraftverk och solpaneler. Men vad händer under en lång period av grått, vindstilla väder när dessa källor knappast ger någon el? Denna studie granskar dessa sällsynta men farliga skeden — kända på tyska som “Dunkelflaute”, bokstavligen “mörka stiltjer” — och frågar hur mycket långtidslagring av el Europa behöver för att hålla ljusen tända utan att förlita sig på fossila bränslen.

Långa perioder med svag vind och sol

Författarna analyserar 35 år av historiska väderdata över Europa för att hitta utdragna perioder då vind- och solel är ovanligt låga under många dagar eller till och med månader. Dessa förnybara ”torkor” inträffar ofta på vintern, när elbehovet också är högt för uppvärmning och belysning. Även om turbiner och paneler aldrig slutar producera helt överallt kan den samlade produktionen falla långt under det normala under lång tid, vilket tvingar systemet att ta i från reservalternativ. Studien visar att den värsta vinterhändelsen i deras data — en kontinentomfattande Dunkelflaute 1996/97 — i stor utsträckning avgör hur stor långtidslagringen måste vara i ett helt förnybart elsystem.

Hur mycket lagring Europa verkligen behöver

För att översätta extrema väderhändelser till konkreta systembehov kör forskarna en detaljerad datormodell av den europeiska elsektorn. De låter modellen välja den billigaste mixen av vind, sol, vattenkraft, bioenergi, kärnkraft (i vissa scenarier) och olika typer av lagring, samtidigt som efterfrågan ska täckas timme för timme utan fossila bränslen. Korttidsbatterier hanterar dagliga svängningar, men långtidslagring — modellerad främst som vätgas lagrad geologiskt och senare omvandlad tillbaka till el — täcker de långa torra perioderna med svag vind och sol. När de antar realistiska framtida nätförbindelser mellan länder kräver det kostnadsminimerande systemet som klarar den värsta Dunkelflauten ungefär 351 terawattimmar långtidslagringsenergi, vilket är cirka sju procent av Europas årliga elförbrukning.

Att dela kraft hjälper, men bara till viss gräns

Europa kan mildra effekten av dåligt väder genom att handla el över gränserna. När en region är mulen och lugn kan en annan fortfarande vara blåsigt eller soligt. Modellen testar fyra nivåer av gränsöverskridande förbindelser, från varje land som en ”energiö” till ett hypotetiskt perfekt sammankopplat ”kopparplåt”-Europa. Starkare kopplingar minskar alltid det totala lagringsbehovet, eftersom el och vätgas kan flöda från mer välförsörjda till mindre välförsörjda regioner. Ändå, även med obegränsad utbyte, är minimikravet på lagring fortfarande omkring 159 terawattimmar, runt tre procent av årsbehovet. I verkliga, politikdrivna nätplaner finner författarna att geografisk balansering bara hjälper delvis i de allra värsta händelserna, eftersom många länder drabbas av samma vinter-Dunkelflaute samtidigt.

Andra hjälpmedel: dammar, kärnkraftverk och fossila reservkraftverk

Studien utforskar också hur andra tekniker förändrar bilden. Befintliga vattenmagasin och pumplagringsverk fungerar redan som kraftfull långtidslagring i vissa regioner, särskilt Skandinavien och Spanien, och kan ersätta en del av vätgaslagringen där. Att lägga till kärnkraft minskar lagringsbehovet ytterligare, särskilt i scenarier med hög kärnkraftskapacitet, eftersom reaktorer kan ge stadig produktion under vintertorkor och minska mängden vind- och solkapacitet som måste backas upp. Dock kvarstår ett betydande behov av långtidslagring även vid generösa kärnkraftsutbyggnader. Författarna testar även oljeldade reservkraftverk kombinerade med direkt luftavskiljning av koldioxid för att neutralisera utsläppen; denna kombination ersätter endast det mesta av lagringen om koldioxidborttagningen kan göras till orimligt låga kostnader, och även då behövs fortfarande tiotals terawattimmar lagring.

Planera för sällsynta men avgörande händelser

Ett problem är att planerare ofta utformar framtida elsystem med bara några representativa väderår, vilket kan missa de mest allvarliga Dunkelflaute-händelserna. Här kräver den värsta vintern i dataserien omkring 40 procent mer lagring än näst värsta året. Eftersom sådana extrema händelser är sällsynta kan privata investerare tveka att bygga tillräcklig långtidslagring som kommer att stå stilla större delen av tiden. Författarna menar att offentliga politiska åtgärder och marknadsregler sannolikt behövs för att säkerställa att dessa säkerhetsreserver finns på plats. De betonar också att bygget av underjordisk vätgaslagring och tillhörande utrustning kommer att ta många år, så tidiga åtgärder är avgörande om Europa ska nå sina klimatmål samtidigt som elförsörjningen hålls pålitlig.

Vad detta betyder för Europas energiframtid

Enkelt uttryckt drar studien slutsatsen att ett rent och pålitligt europeiskt elsystem inte kan förlita sig enbart på vind, sol och korttidsbatterier. För att klara långa, mörka och lugna perioder behöver Europa stora mängder långtidslagring — i storleksordningen flera hundra terawattimmar — plus starka internationella kopplingar och stöd från vattenkraft och möjligen viss kärnkraft. Även om det är tekniskt möjligt kräver detta stora investeringar och noggrann planering. Författarna hävdar att förberedelser nu för dessa Dunkelflaute-händelser är nyckeln till att göra övergången till förnybar energi både klimatsäker och pålitlig i vardagen.

Citering: Kittel, M., Roth, A. & Schill, WP. Long-duration electricity storage needs for coping with Dunkelflaute events in Europe. Nat Commun 17, 4210 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-72681-5

Nyckelord: långtidsenergilagring, förnybar torka, europeiskt elsystem, väteförvaring, energssäkerhet