Publicerad: 2022-06-23
Klimatförändringarna med ökade temperaturer ökar behovet av att kyla ner byggnader som människor bor och vistas i. Dessutom ska alla nya byggnader vara Nära Noll Energi-byggnader, välisolerade och med liten förmåga att släppa ut värmen. Projektet Komfortkyla i framtida stadsdelar tittar på vilken metod för kylning som är bäst för framtidens byggnader.
Den nya stadsdelen Näringen i Gävle med sina 6000 bostäder har av regeringen utsetts till att vara 1 av nio nya stadsdelar som ska gå i bräschen för utformning av nya hållbara stadsdelar. Här är Högskolan i Gävle med och tittar på hur framtidens byggnader i nya stadsdelar ska kylas, speciellt bostäder.
Klimatförändringar, högre krav på värmeisolering och interna värmelaster från våra hushållsapparater ökar värmen i våra bostäder och mängden el vi använder. Därtill kommer solinstrålningen och våra ökade krav på komfortkyla inomhus.
Projektet Komfortkyla i framtida stadsdelar har som huvudfokus att utröna om vi behöver kyla våra bostäder i framtiden och vilken som är bästa metoden. Projektedare är Jan Akander, lektor vid Högskolan i Gävle. Med sig har han doktoranden Sana Sayadi och fyra medarbetare.
Efter 2020 ska alla nya byggnader vara så kallade Nära Noll Energi-Byggnader, välisolerade med mycket hög energiprestanda. De använder små mängder av mestadels förnybar energi som dessutom bör produceras lokalt (solceller etc). Det som dessa byggnader vinner i låga uppvärmningsbehov kan förloras i ökande komfortkylebehov.
– Det är en balansgång i och med att klimatet förändras och det blir allt varmare. Äldre byggnader med sämre isoleringsgrad har kunnat transmittera genom klimatskalet, men har vi mycket isolering minskar den möjligheten, berättar Jan Akander.
Enligt Akander finns det fyra metoder för att kyla människor i bostäder: Den första är att minska värmlasten (solinstrålning och internvärmen från elapparater) genom solavskärming och att använda apparater som använder mindre el. Dessa kallas för passiva metoder. Metod två är att använda aktiva kylsystem som avlägsnar värmelasterna, tillföra kyla genom köpt energi, så som AC. Här är det bra att minska behovet av köpt energi genom att nyttja den kyla som finns i närheten av byggnaderna, t ex att nyttja nattventilation när uteluften är sval. Den tredje metoden är att öka den termiska kylan genom lokala enheter, till exampel kyla luften vid sängen nattetid, istället för att kyla hela byggnaden. Den fjärde metoden handlar om att avlägsna fukt, vilket man kan göra i tropiska länder.
– Beräknat från nu till år 2050 kan årsmedeltemperaturen öka med cirka tre grader och enligt våra beräkningar kan vårt behov av kyla öka upp till sex gånger till 2050. Det system som vi tror kommer vara mest hållbart framöver är fjärrkyla med tillgång till frikyla från bland annat sjöar. Det skiljer lite mellan olika nät och vart fjärrkylan ifrån, fortsätter Akander.
Andra saker som spelar roll är om fjärrkylan genereras med förnybar el. Det som är positivt med kylning till skillnad från uppvärmning på vintern är att vi inte har någon energibrist på sommaren. Men det kan ändras framöver, när allt mer kommer att elektrifieras i form av industri och transporter. Krig och elbrist i Europa påverkar dessutom elpriset.
Det finns olika sätt att generera kyla; bl a sorbtiv och absorptionskyla, vilka kan nyttja fjärrvärme. Fjärrvärme distribueras till byggnader även under sommaren på grund av tappvarmvattenbehovet. Spillvärme från industrin kan användas för dessa ändamål, men tekniken är mer mogen för större byggnader såsom köpcenter, samt att absorptionskyla kräver höga fjärrvärmetemperaturer.
– När vi bygger nya stadsdelar kommer dessa kopplas upp till fjärrvärmenätet och då är det bra att lägga in fjärrkylerör samtidigt. Det är ekonomiskt och ger minst utsläpp. Men i befintliga byggnader så är det möjligen lämpligare med kylmaskiner (AC) då dessa inte har tillgång till fjärrkylenätet. Kombinationen med solceller är intressant eftersom kylbehovet ofta sammanfaller när solstrålningen är stark, säger Akander.
Efter att Termo-projektet är avslutat har Akander och hans kollegor som avsikt att fortsätta inom det här området. De vill gå ner på byggnadsnivå och kolla på olika typer av fönster exempelvis bland annat så kallade elektrokroma-fönster. Dessutom fortsätter deras samarbete ihop med International Energy Agency IEA – Annex 80 Resilient Cooling, där de gör fallstudier på bland annat rådhuset och Åhlénshuset i Gävle.
Pågående
Elektrifieringen ger en större tillgång på lågtempererad restvärme. Men kylvattnet från omvandlartransformatorer är i dag för kallt för att nyttjas direkt. Projektet Heatwise ska undersöka hur det kan lösas.
Pågående
Projektet "Uthållig geotermisk energi för framtiden" ska utveckla maskininlärningsmodeller för akvifär termisk lagring, ATES. Målsättningen är att förbättra drift och styrning av geotermisk energi.
Pågående
Vilken roll spillvärme från små modulära reaktorer och traditionell kärnkraft kan spela i framtidens fjärrvärmesystem ska Rise undersöka i projektet Nuceheat. Analysen görs ur energisystemperspektiv på både lokal och nationell nivå.
Pågående
Hur ska värmeöverskottet från omvandlingen av el till vätgas, motsvarande fyra gånger Sveriges fjärrvärmeenergi, nyttjas bäst i framtida investeringar nationellt och på EU-nivå? Det ska Anders Wickströms projekt Hycogen 2 djupanalysera.
Pågående
Maria Eidenskogs projektgrupp ska undersöka potentialen i generativ AI för att skapa syntetiska data över hushålls energianvändning. Projektet syftar till att ge mer exakta energiprognoser på olika systemnivåer och samtidigt utveckla metoder för ansvarsfull användning av AI.
Pågående
Intresset för små modulära reaktorer växer och att integrera SMR i det svenska energisystemet kan bidra till att reducera utsläppen av växthusgaser. I ett projekt ska man hitta sätt att kombinera reaktorerna med termokemiska processer för att producera förnybara råvaror till stålindustrin.
Pågående
I december inleds ett nytt Termoprojekt för att optimera industriella värmepumpar med naturliga köldmedier. Forskare från KTH ska ta fram värmeväxlare som minimerar köldmediefyllningen – och samtidigt bibehåller hög termisk prestanda. Projektledaren Jens Fridh hoppas att projektet kan få stor betydelse för att få bort fossila bränslen inom Europas fjärrvärmesektor.
Avslutad
Projektet ska demonstrera och utvärdera en ny typ av energilager baserat på ett nanobelagt salt i en fiberväv. En prototyp för värmelagring ska tas fram hos Ahlstrom-Munksjö Paper med en värmeeffekt på 6 kW och en lagringskapacitet på 20 kWh.
Pågående
The project will accelerate the heating and cooling transition by facilitating the development of Geothermal 5th Generation District Heating and Cooling, Geo5GDHC, systems with climate-neutral shallow geothermal energy resources. It will also assist in the integration of heating and cooling in local and regional energy systems.
Pågående
Projektet ska accelerera omställningen till smarta energisystem och energieffektiv teknik för lågtemperaturvärme och högtemperaturkyla, LTV/HTK-system. Med hjälp av maskininlärning ska projektet utveckla reglersystem som löpande förbättrar sig självt.
Termoprogrammets nya etapp 2 gick som en röd tråd genom konferensen Värme- och kyladagen som arrangerades i Stockholm den 13 november. Den öppnades av Energimyndigheten, som påminde om värme och kylas viktiga roll i energiomställningen. Omkring 120 personer var på plats, klart fler än Termoprogrammets tidigare konferenser.
Energimyndigheten vill påskynda omställningen till ett hållbart och robust energisystem. Myndigheten har utlyst 45 miljoner kronor för etablering av innovationskluster.
Hur kan social hållbarhet påverka fjärrvärmens affärsmodeller? Det är en av frågeställningarna i ett av flera internationella projekt som IEA-DHC startat. "I framtiden levererar man andra värden än uppvärmning. Företagen blir någon form av samhällsaktörer", säger projektledaren Kristina Lygnerud, adjungerad professor Energivetenskaper vid LTH.
– 3D-printing är en fantastisk tillverkningsmetod, den öppnar för geometrier som inte varit möjliga att skapa på ett vettigt sätt tidigare. Det säger professor Björn Palm på KTH, som är mitt uppe i ett Termoprojekt för att utveckla kompakta och effektivare värmeväxlare.
Kemi och materialstruktur på nanometernivå minskar frostbildningen och ökar effektiviteten i luftvärmepumpar, enligt ett Termoprojekt från Rise. Resultatet öppnar för att luftvärmepumpar kan användas i kalla klimat i större utsträckning.
En investering i energieffektivisering på 15 miljarder kronor kan spara elkonsumenterna närmare 100 miljarder kronor per år, genom minskad och flyttad elförbrukning. Flexibel drift av vattenburna värmepumpar kan tillgängliggöra mer än 10 procent av Sveriges maximala effektbehov en kall vinterdag. Den uppskattningen gör Björn Berg, vd på Ngenic.
85 procent mindre fel för ett beräkna det dimensionerande effektbehovet i ett fjärrvärmenät, det uppger Johan Kensby på Utilifeed att de kan uppnå. Med deras metod vill de hjälpa energiföretag att fatta klokare investeringsbeslut.
Tekniska Verken i Linköping och företaget Hydroc har testat att skapa sprickor i berggrunden för att skapa ett värmelager till fjärrvärmenätet. Pilotprojektet har gått enligt plan, nästa steg är att utöka spricksystemet och höja temperaturerna. Om allt funkar kan lagret vara i full drift om två år.
Energimyndigheten förlänger forsknings- och innovationsprogrammet Termo med minst fem år. Myndigheten satsar 160 miljoner kronor på att finansiera forskning om hur värme- och kylasektorn kan snabba på omställningen till ett robust och hållbart energisystem. Två nya områden i programmet är försörjningstrygghet och värmeproduktion från kärnkraft.
Digitaliseringen öppnar för nya affärsmodeller och energidelning. Utmaningarna ligger i regelverk som hindrar effektivt utnyttjande av data från värmepumpar. Det anser Davide Rolando från KTH, som presenterar ett Termoprojekt om internet of things på nästa Termowebbinarium den 5 december.
Den 13 november arrangerar forskningsprogrammet Termo en heldagskonferens om värme och kylas roll i energiomställningen i Stockholm. Under dagen kommer resultat från forskningsprojekt både inom och utom Termo att presenteras, liksom nya projekt från Termos programförlängning varvat med externa talare. Anmälan är nu stängd.
Ta del av resultat från projekt som utvecklar luftvärmepumpstekniken genom att minska frostuppbyggnaden och utnyttja 3D-utskrift för att skapa innovativa värmeväxlare.
Kom och lyssna på hur fjärrvärmeföretag kan optimera sina investeringar respektive potentialen för flexibilitet i befintliga värmepumpar.
Vid detta tillfälle får du ta del av två projekt om färdplan för fossilfri uppvärmning och en ny generation av underjordiskt värmelager.
Webbinarium där internet of things för värmepumpar och maskininlärning för fjärrvärme presenteras.
Den 19 oktober kommer Termodagen 2023. Forskare inom värme och kyla har stor betydelse för att sprida kunskap till politiska beslutsfattare och samhället i stort. Kunskapen som kommer fram inom Termo ska bidra till att utforma framtidens energisystem. Under den här dagen vill vi öka engagemanget och möjligheten till samverkan.
Digital workshop där Energimyndigheten informerar om sina tankar kring strategin för framtidens värme och kyla.
Ett webbinarium som presenterar hur olika tekniker för energilagring bättre kan utnyttja förnybara energikällor
Ett webbinarium som presenterar värme, kyla och flexibilitet som en del av framtidens energisystem.
Ett webbinarium om hur IEA:s program inom fjärrvärme och fjärrkyla, IEA-DHC, främjar innovation och utveckling i Sverige och världen.
