Pumpekraftverk er en form for vannkraftverk. Det er i bunn og grunn vannreservoarer der det er installert pumper. Dette gjør at kraftverket kan ha vannstrøm i begge retninger siden pumpen har evnen til å pumpe vann inn i reservoaret. I forhold til tradisjonelle vannkraftverk, altså magasinkraftverk og elvekraftverk, har pumpekraftverk en betydelig fordel på grunn av dette. Denne teksten vil ta for seg forskjellige typer pumpekraftverk og hvordan pumpekraft kan hjelpe i energiomstillingen.

Forskjellen mellom tradisjonell vannkraft og pumpekraft

Den største forskjellen mellom pumpekraft og tradisjonelle vannkraftverk er at pumpekraft trenger to reservoarer, et øvre og et nedre. Dette gjør det mye vanskeligere å finne plasser som egner seg for å bygge et pumpekraftverk. Disse reservoarene trenger også å være på forskjellig høyde siden vannkraftverket tar i bruk bevegelsen av vannet for å generere elektrisitet. Det nedre reservoaret er nødvendig slik at pumpekraftverket har en relativt konstant vannmasse som vann kan pumpes fra. Det øvre reservoaret lagrer vann og fungerer sammen med et damanlegg mye som tradisjonelle vannkraftverk. 

En annen måte pumpekraftverk skiller seg fra tradisjonelle vannkraftverk på, er plasseringen. Tradisjonelle vannkraftverk er ofte plassert ved kilden til elven og er i form av et damanlegg. Pumpekraftverk er derimot ofte bygd under bakken hvor inntaket er direkte under det øvre reservoaret. Plasseringen under bakken er gjort for å effektivisere kraftverket. Ved å plassere kraftverket under bakken økes trykket og den totale effektiviteten. I tillegg reduserer dette påvirkningen på økosystemer og synligheten til kraftverket.  Dette gjøres for å øke trykket til vannet, noe som vil gi kraftverket en høyere virkningsgrad. Deretter leder avløpet til det nedre reservoaret. Under kan du se et bilde som viser et eksempel på hvordan dette kan se ut.

Typer for Pumpekraft

Det finnes to hoved typer for pumpekraftverk: åpen-sløyfe pumpekraftverk og lukket-sløyfe pumpekraftverk. Forskjellen mellom disse omhandler om reservoarene er koblet til en ekstern vannstrøm. Åpen-sløyfe pumpekraftverk har ofte en oppdemmet elv som nedre reservoar. I motsetning er lukket-sløyfe pumpekraftverk bygd “off stream”, altså systemet er ikke koblet til noen ekstern vannstrøm. Åpen-sløyfe pumpekraftverk er ofte billigere siden man slipper å grave to reservoar og siden systemet tar i bruk allerede eksisterende vannresurser. Grunnen derimot til å gå over til lukket-sløyfe pumpekraftverk er at de har mindre lokale miljøkonsekvenser og at de er mer motstandsdyktige mot ekstern påvirkning.  

Hvordan fungerer pumpekraft 

Pumpekraft er en form for energilagring ved hjelp av tyngdekraft, og som utnytter høydeforskjellen mellom to reservoarer. Når det blir produsert et overskudd av elektrisitet, enten fra andre fornybare energikilder eller når  strømmen er for billig til å selges, kan pumpekraftverket istedenfor bruke elektrisitet til å pumpe vann fra sitt nedre reservoar inn i sitt øvre reservoar. Siden vannet som blir forflyttet ender opp på en høyere høyde får det et høyere energipotensial. Når det blir gunstig igjen å selge strømmen kan dette vannet tas i bruk og slippes ned i det nedre reservoaret igjen. Denne prosessen kan så gjenta seg over levetiden til kraftverket og fungerer som et batteri for strømnettet.    

Når pumpekraftverket skal generere elektrisitet åpnes luken i det øvre reservoaret og vann strømmer inn i kraftstasjonen gjennom inntaket. Dette vil forsake at turbinen spinner og det vil bli produsert strøm. Når vannet skal pumpes opp i det øvre reservoaret reserveres retningen som turbinene spinner, dette vil gjøre at vannet vil bevege seg i motsatt retning, altså fra det nedre reservoaret til det øvre reservoaret. 

Pumpekraft i energiomstillingen

I tillegg til de vanlige tjenestene som vannkraftverk tilbyr, kan pumpekraftverk også tilby negativ balansering av strømnettet. Dette innebærer å bruke strøm når det er for mye strøm på strømnettet, slik at det blir en balanse mellom produksjon og forbruk av strøm. Ofte kan det være lurt å bygge hybridløsninger med variable fornybare energikilder og pumpekraftverk siden de kan komplementere hverandre. Fra et produksjonsperspektiv kan da pumpekraftverket kompensere for underproduksjon fra vind og sol, og ta i bruk strømmen ved overproduksjon. 

Den viktigste tjenesten som pumpekraft kan tilby med tanke på energiomstillingen er langtidsenergilagring. Selv om batteriteknologi er i rask utvikling, er det fortsatt mye mer praktisk å bruke pumpekraft for flerdagers eller flere timers energi lagring. I et tilfelle hvor det er utbygd like mye kapasitet med sol og vind som det er forespørsel, brukes det fortsatt fossile energikilder. Dette er fordi elektrisiteten produsert av vind og sol ikke kan lagres og brukes senere. Pumpekraftverk kan jevnt pumpe vann inn i sitt øvre reservoar når det er for mye sol og vind. Når det er vindstille eller mye skydekke kan pumpekraftverk produsere utslippsfri elektrisitet. Dette kan da erstatte bruken av gasskraftverk eller kullkraftverk som dekker behovet på disse tidene.  

Det er også muligheten at pumpekraftverk ikke brukes i kraftproduksjon, men heller er en fullstendig strømnettstjeneste. Det moderne strømnettet som har høy penetrasjon av variable energikilder kan bruke pumpekraftverk som en måte å balansere dette. Hybridsystemer med pumpekraft og variable fornybare energikilder slik som sol og vind kan øke kraftproduksjons effektiviteten betydelig.   

Pumpekraft i verden 

Det har blitt mer fokus på pumpekraft i moderne tid og en god andel av utbyggingen som skjer innen vannkraft er pumpekraftverk. I vannkraftrapporten til IHA (International Hydropower Accosiation) er det 600 GW med pumpekraft i planlegging. Pumpekraftverk har evnen til å gi pålitelig langtidslagring av strøm, i mye større grad enn den nåværende batteriteknologien. Per dags dato er det 189 GW med global installert kapasitet på pumpekraft og at dette tallet skal øke til rundt 200 GW til slutten av 2025. Innen global langtidsenergilagringskapasitet utgjør pumpekraft 96%. Av dette installerte Kina 7750 MW med pumpekraft i 2024, og Morocco på andreplass med 349 MW installert kapasitet. I tillegg er det store pumpekraftprosjekter underveis i Kina, India, EU og Australia.

Under COP29, det 29. klimatoppmøtet for landene som har signert FNs klimakonvensjon (UNFCC), ble det vedtatt et globalt fokus på pumpekraft. En av forpliktelsene handler om å ha 1500GW global kapasitet med energilagring i energisektoren før 2030. For å nå dette målet ble også arbeidsgruppa «The Global Alliance for Pumped Storage” (GAPS) stiftet, og den skal gjennom politikk og utredning jobbe for en global økning i utbygging av pumpekraft.

Fordeler

• Pumpekraft har muligheten til å tilby tjenester for å balansere strømnettet når det er for mye produksjon.
  
• Gjør det mulig å ha langtidslagring for elektrisitet, som er veldig viktig for strømsikkerhet.  
  
• Det er muligheter for å bygge pumpekraftverk i gruver som ikke lenger brukes. 

Ulemper

• Dyrere en konvensjonell vannkraft, på grunn av ekstra kostnader fra å måtte bygge to reservoar istedenfor ett. 
  
• Det kan ikke bygges hvor som helst og har veldig spesifikke geografiske krav.
  
• Bygging av pumpekraftverk har de samme konsekvensene som å bygge et magasinkraftverk. Dette innebærer konsekvenser slik som naturinngrep og tvangsforflytting av lokalbefolkningen ved bygging av store reservoarer.