Från ax till limpa: Bönder som producerar el till sina egna maskiner

skrivet av Anna Tomsic
År 2011 – i samband med kärnkraftsolyckan i japanska Fukushima – lades Tyskland energipolitik om i den så kallade ”Energiewende”. Man beslutade att stänga alla kärnkraftverk till 2022 och att i stället satsa på förnyelsebar energi.
Lagförändringar följde, bl.a. uppdaterades ”Lagen om förnyelsebar energi” – ”Erneuerbare-Energien-Gesetz”, eller EEG [1], i syfte att gynna produktionen av förnyelsebar energi, och samtidigt hålla kostnaderna i schack. EEG har diskuterats, kritiserats och förändrats mycket genom åren, men den har resulterat i att mängden producerad el från solcellsanläggningar har ökat [2].
När det gäller t.ex. solenergi är numera nätoperatörerna ålagda att köpa in ström från solcellsanläggningar till ett utlysningspris. Tidigare varianter av EEG ledde till scenarier där det var mest lönsamt för en liten solelsproducent att sälja sin el, men det som just nu gäller är att det är bäst att använda upp den egenproducerade elen själv.
Solenergi, jordbruk och elektrifierade jordbruksmaskiner
Den nya lagstiftningen har stimulerat tyska jordbrukare att bygga solcellsanläggningar.
Initiativ inom Energiewende sponsrar också fordonsprojekt, t.ex. eltraktorn ”SESAM”, som utvecklats av John Deere [3]. Projektet syftade till att utveckla traktorer, som kan försörjas av el som produceras på gården där fordonen finns.
De hade två ansatser: Dels en batteridriven traktor, som byggdes och demonstrerades som prototyp, dels konceptutveckling av en kabelansluten traktor. Den batteridrivna traktorn har ett batteri på 130 kWh och två elmotorer på vardera 150 kW. Projektet har fått en efterföljare, ”GridCon” [4], där man bygger en fysisk version av den kabelanslutna traktorn.
Ett forskningsprojekt där man undersöker kombinationen solenergi och kabeldriven traktor finns även i Sverige. Det drivs tillsammans med Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU) [5]. Kabeldrift används i gruvor, och anses vara lämpligt för åkerbruk eftersom man rör sig inom ett bestämt område. Man skulle slippa bära med sig stora batterier, och slippa ladda dem, men enligt Ola Pettersson på JTI/RISE (JTI = Jordbrukstekniska Institutet, numera en del av RISE) kräver kabeldrift stora investeringar.
I samband med GridCon har John Deere dessutom konstruerat en plugin-hybridtraktor, där batteriet – ett 30 kWh LFP-batteri – hängs på framtill som en ballastvikt [6]. Del-elektriska traktorer finns även från Fendt [7] och Deutz [8], jag kan dock inte se att dessa projekt får något stöd av tyska staten. Fendt har även en helelektrisk traktor som är nära marknadsintroduktion [9].
Om solenergin byggs ut kraftigt kan den komma att konkurrera med livsmedelsproduktionen, särskilt eftersom man i alla fall i vissa fall kan tjäna mer pengar på produktion av solel än på åkerbruk. En pilotanläggning för ”Agrophotovoltaik”, d.v.s. en kombination av solceller och åkerbruk på samma landyta, finns vid Bodensjön [10]. Den drivs av forskningsinstitutet ”Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme”, och visar på en möjlig lösning av ekvationen. I konceptet ingår också att gården ska kunna tanka elfordon med egenproducerad el.
Som rapporterat i tidigare nyhetsbrev har JTI/RISE utvärderat batteridrivna kompaktlastare för inomgårdsarbeten [11]. Som en bilaga till denna rapport finns en teoretisk studie över lastarnas elbehov, och en undersökning av hur lastarna skulle kunna försörjas med solenergi från de aktuella gårdarna. Kompaktlastarnas strömförbrukning var låg, och det skulle förmodligen inte vara aktuellt att installera solpaneler för just detta fall, men ökar användningen av eltraktorer blir frågan aktuell.
Laddningsstrategin var viktig. I studien laddades traktorernas bly-syrabatterier för sent på kvällen för att solenergin skulle kunna utnyttjas optimalt, detta p.g.a en rekommendation från tillverkaren.
Vid en övergång till Li-jonbatterier blir det möjligtvis lättare att anpassa laddningen till tillgången på solel p.g.a mer energiinnehåll i batterierna och möjlighet till snabbladdning. Olika scenarier för användning och lagring av solenergi i batterier undersöktes också.
Beroende på om och hur batterier för lokal lagring användes kunde eltillgången optimeras. JTI/RISE har även räknat på ett fall där en gårds fälttraktorer elektrifieras. I det fallet skulle solceller på taken till gårdens ekonomibyggnader kunna ge all el som behövs.
Eftersom fälttraktorer används främst under den ljusa årstiden torde användningen matcha tillgången på solenergi ganska väl. Ola Pettersson på JTI/RISE tror på en framtid där bönder deltar mer aktivt i energimarknaden, både som elproducenter och som påverkare i debatten. En utveckling som liknar den i Tyskland.
Egna tankar
Kombinationen av jordbruk, solenergi och elektrifierade jordbruksmaskiner är intressant. Flera forskningsprojekt visar på möjligheten att gårdar kan producera förnyelsebar el och driva sina fordon för livsmedelsproduktion med den egenproducerade elen. I ett decentraliserat elnät kan bönderna kan komma att spela en stor roll som elproducenter. De tyska initiativen visar på möjliga vägar framåt (och ibland bakåt – i och med diskussionerna kring EEG), både politiskt och forskningsmässigt. Svensk forskning är inne på liknande spår.
Det är inte bara samhällssäkerhet, krav från livsmedelskonsumenter och det faktum att jordbruket är en arena för utveckling av autonoma fordon som gör att jag tror att jordbruket kan vara en viktig pådrivare för elektrifiering av fordonsparken. Även energipolitik i och utanför Sverige, och dess konsekvenser, ökar jordbrukets betydelse. Jordbruksmaskiner och vägfordon kan samsas om batterispecifikationer, och kanske även om specifikationer för andra komponenter. Begagnade fordonsbatterier kan användas för lagring av el på gårdar (2ndLife).
Det är inte alltid så att det är i stan allting händer.
Referenser

[1] ”Erneuerbare-Energien-Gesetz,” [Online]. Available: länk.
[2] ”Entwicklung der Stromerzeugung und der installierten Leistung von Photovoltaikanlagen,” [Online]. Available: länk
[3] ”SESAM: Klimaschutz, saubere Energie und heimischer Tourismus,” [Online]. Available: länk.
[4] ”GridCON: Kurzvorstellung des IKT EM III-Projekts,” [Online]. Available: länk
[5] ”Kabeldriven eltraktor ersätter diesel,” [Online]. Available: länk
[6] ”Plug-in-Traktor von John Deere auf der Grünen Woche,” [Online]. Available: länk
[7] ”Fendt FutureFarm,” [Online]. Available: länk
[8] ”Digital, electric and certified: DEUTZ at the 2017 Agritechnica,” [Online]. Available: länk
[9] ”Fendt e100 Vario,” [Online]. Available: länk
[10] ”Sonne ernten auf zwei Etagen – Agrophotovoltaik steigert die Landnutzungseffizienz um über 60 Prozent,” [Online]. Available: länk
[11] O. Pettersson, J. Malmsten, J. Welinder, O. Lagnelöv, U. Jobacker, M. Wennerberg Fåhraeus och H. Kauhanen, ”Demonstration och fälttest av batteridriven kompaktlastare avsedd för inomgårdsarbeten på jordbruk,” 2016. [Online]. Available: länk