Publicerad: 2022-06-21
Genom att lagra lågtemperaturvärme och högtemperaturkyla kan man undvika att använda högvärdig energi för att värma och kyla byggnader. På så vis sparas viktiga resurser, användandet av förnybar energi kan öka och koldioxidutsläpp minskas. En forskargrupp på KTH tar nu, för Energimyndighetens Termoprogram, fram ett underlag och en beräkningsmodell för att designa optimerade termiska lager.
— Det finns mycket lågvärdig energi i naturen, till exempel från solen, som vi bör använda. Genom att sänka temperaturen på använd värme, respektive höja temperaturen på kylan, så behöver vi ingen, eller mindre, el för att få ut den i byggnadernas värme-och kylsystem och det blir mer fördelaktigt att lagra, säger Sture Holmberg, professor emeritus på KTH, som deltar i projektet via sitt konsultbolag BFD Building Flow Design AB.
Forskarlaget på KTH har arbetat med frågan i flera år och redan presenterat fem doktorsavhandlingar på temat lågtemperaturvärme och högtemperaturkyla. I projektet man driver inom Termoprogrammet, Lågtemperaturvärme och högtemperaturkyla med termiskt lager för ökade energi- och miljövinster är professor Sasan Sadrizadeh projektledare. Här utvecklas nu ett digitalt simuleringsprogram som samordnar alla parametrar för att skapa så optimerade termiska lager som möjligt. Målet är att ta fram modeller för hur bland annat fastighetsägare ska göra för att använda sig av rätta temperaturområden vid drift.
— Vi tittar på hur komponenter på bästa sätt ska kombineras i effektiva systemlösningar. Vilken typ av lager är till exempel bäst för de behov man har i en byggnad? Är det borrhål eller stora tankar? Hur skall kontrollsystemet optimeras? Hur mycket värme eller kyla kan vi suga ut och hur ser behovet ut?
Preliminära beräkningar visar att stora energivinster kan uppnås genom att samordna lagrad och aktivt tillförd energi med optimal kontroll och god design. Intresset från näringslivet är stort, även internationellt. Projektet har fått en uppväxling genom att forskningen anslutits till ett globalt forskningsinitiativ inom IEA ECES Annex 37. Nästa steg här på hemmaplan är att testa genom implementering i en befintlig fastighet.
— Vi hoppas på att få finansiering för nästa fas av projektet där fastighetsbolaget Vasakronan redan tagit i bruk högtempererad kyla i en av sina moderna kontorsbyggnader (Juvelen) i centrala Uppsala, säger Sture Holmberg. För egen del vore det fantastiskt att se våra modelleringar och optimeringar blir verklighet. Att få vara med och bidra i omställningen till en miljövänlig teknik är den bästa pensionen för mig.
Pågående
Projektet Thermflex ska med hjälp av AI optimera hur värmelager, fjärrvärmenät och elnät kan samspela. Förhoppningen är att det ska leda till ökad flexibilitet som kan bidra till minskat topplastbehov och bättre balansering av effektbehovet mellan olika energisektorer.
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.
Avslutad
Projektet ska utveckla ett högupplöst geografiskt informationssystem för att kartlägga potentialen för förnybara och återvinningsbara värmekällor. Sedan ska man försöka matcha värmekällorna med möjligheter till säsongslagring för att värma byggnader. Slutrapporten visar att Stockholm har stor potential.
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
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.
Pågående
Det internationella projektet Recoin ska utveckla ett system för att effektivt lagra värme och kyla i grupper av borrhål. Tillsammans med partners från Tyskland och Schweiz ska KTH och Bengt Dahlgren Stockholm Geo ta fram ett system för prediktiv styrning.
Avslutad
Målet med projektet har varit att utarbeta system för säsongslagring av överskottsvärme producerad vid KVV Filborna i Helsingborg.
Avslutad
Projektet ska studera hur man kan utveckla ett kombinerat energilagervärmeväxlare med luft som värmebärare. Detta projekt är första steget i utvecklingen av ett innovativt PCM-baserat kylabatteri som kan användas för klimatsmart kyla i t ex frikyla, nattkyla för stora kondensorer, samt komfort i fordon vid avstannad motor och fler. Ny kunskap ger förståelse för de bidragande mekanismer som är inblandade i de kombinerade värmeöverförings- och fasändringsprocesserna i en PCM-värmeväxlare, och nyttjas till att ta fram en första prototyp som utvärderas i laborationsmiljö.
Avslutad
Projektet ”Bostäder för flexibilitet” ska utreda de tekniska, sociala och marknadsmässiga utmaningar det innebär att använda bostäder som en flexibilitetsresurs för att lösa lokala och regionala kapacitetsutmaningar.
Över 200 svenska orter med fjärrvärmesystem kan vara lämpliga att bygga värmegroplager, enligt en ny studie finansierad av Termo. Utmaningen är inte i första hand teknisk utan ekonomisk – om bränslepriserna för fjärrvärmen fortsätter uppåt kan det bli lönsamt.
Den dagliga driften av värmelagrande borrhålsfält påverkar fältets egenskaper både på kort och lång sikt. Därför är det viktigt att simulera hur olika driftsätt slår, men det är komplext. Alberto Lazzarotto har jobbat med att förbättra algoritmerna så att detaljerade simuleringar av borrhålsfält blir möjliga att genomföra.
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.
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.
I år fyller uppvärmningsbranschens Färdplan för fossilfri konkurrenskraft fem år. De lägst hängande frukterna är genomförda inom värmebranschen, det som återstår är både svårt och dyrt. Det säger Kjerstin Ludvig från Profu som på nästa Termowebbinarium presenterar de största utmaningarna för branschen att bli fossilfri.
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.
Med maskininlärning har Qian Wang och hans kollegor på KTH skapat en modell för att prognosticera efterfrågan av värme i bostadsområden. Men han vill se mer samarbete mellan forskare och fjärrvärmebolag för att kunna förstå hur nya affärsmodeller kan integreras i branschen.
Energimyndigheten siktar på att förlänga Termoprogrammet med minst fyra år, beslut kommer sannolikt före årsskiftet. Det framkom under Termodagen den 19 oktober. Hitta alla presentationer från dagen här.
Spillvärme från industrier i Kiruna och Boden fick stort utrymme när Termodagen arrangerades den 19 oktober. För Boden är en utmaning att invånarantalet behöver öka med 25 procent, från Kiruna lyftes frågan hur man kan få olika organisationer att samarbeta snarare än tekniska utmaningar.
Hur kan man simulera värmelagringskapaciteten i borrhålsfält för termiska nät? Och hur många storskaliga groplager för solvärme finns det potential för i Sverige? Välkommen till ett webbinarium där Alberto Lazzarotto från KTH och Christopher Bales från Högskolan i Dalarna presenterar projektresultat.
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.
