Publicerad: 2022-05-06

Kan flexibla värmepumpar minska flaskhalsar i elnätet?

När andelen el från förnybara källor ökar leder det till att tillgången på el varierar alltmer. Den varierande tillgången kombinerat med nytillkomna flaskhalsar i näten ökar behovet av flexibilitet i energisystemet. Med hjälp av värmepumpar och kylmaskiner kopplade till termiska nät som fjärrvärme, fjärrkyla och framtidens lågtempererade nät kan flexibiliteten i elnätet öka.

Projektet ”Flexibilitet genom värmepumpar i termiska nät” utreder möjligheter och potential till flexibilitet genom att undersöka hur energibolag aktivt kan styra driften av värmepumpar och kylmaskiner kopplade till termiska nät. Projektet fokuserar på dagens och morgondagens fjärrvärmenät där värmepumpen antingen är placerad centralt i nätet eller ute hos slutanvändaren.

– En av faktorerna som gör projektet intressant för oss i forskargruppen är kopplingen mellan värme- och kylsektorn med elsektorn. Värmepumpar kan vara placerade på olika ställen i fjärrvärmenätet, vilket ger olika förutsättningar där de antingen kan vara en centralt placerad produktionsanläggning eller sitta i fastigheter längre ut i nätet, säger Markus Lindahl, ansvarig projektledare på RISE som driver projektet.

Nya energikällor ökar behovet av flexibilitet

En fördel med att använda en kombination av värmepumpar och termiska nät för uppvärmning är den större flexibiliteten i värmeproduktion som det innebär. När en värmepump stängs av för att minska effektbehovet i elnätet kan värmeproduktionen från övriga produktionsanläggningar i fjärrvärmenätet ofta kompensera för den minskade värmeproduktionen.

– Det som vi är intresserade av, och något vi börjar se mer och mer, är större variationer i tillgången på el när det kommer in nya energikällor som vind och sol och hur det ökar behovet av flexibilitet. Är det smart att köra värmepumpen vissa timmar på dygnet och inte andra? Detta vill vi undersöka både ur ett ekonomiskt och ett energimässigt perspektiv, fortsätter Markus.

Optimering av fjärrvärme och värmepumpar

Med varierande elpriser och allt högre miljökrav i omställningen mot en ökad elektrifiering behöver också fjärrvärmeanvändningen ses över. Något som till exempel kan leda till ett ökat behov av flexibel användning av värmepumparna i fjärrvärmenätet. Att vara aktiv på de lokala flexibilitetsmarknader som börjar dyka upp i Sverige kan vara ett sätt att bidra med flexibilitet och också få ekonomisk ersättning för det. Projektet tittar på hur detta påverkar användningen av värmepumpar, och hur användningen ska optimeras för att vara så effektiv som möjligt.

– Just nu modellerar vi olika scenarios för hur man kan jobba flexibelt med värmepumpar. Om du till exempel har en byggnad där det finns försörjning med både fjärrvärme och värmepump – vad finns det då för möjlighet att samköra de två energislagen eller utnyttja husets termiska tröghet och stänga av värmen en timme eller två? Givetvis beror användningen på vilka energipriser du som fastighets- eller villaägare har, men det kan vara minst lika viktigt att kunna optimera vilken tid på dygnet du ska köra på och när du kan hålla igen, avslutar Markus.

Om projektet
Projektet är kopplat till ett så kallat forskningsannex inom IEA Heat Pumping Technologies (HPT) där forskningen bedrivs på internationell nivå. Kunskapsdelningen mellan länderna ger möjlighet till internationella spridning av de svenska resultaten samtidigt som det svenska projektet kan dra lärdom av liknande forskning på andra europeiska marknader. Resultaten från projektet kommer även att inkluderas i en gemensam slutrapport för annexet som återrapporteras till IEA och HPT-programmet. Projektet drivs av RISE. De andra deltagande aktörerna är Lunds universitet, Högskolan i Halmstad, Francks Kylindustri, Göteborg Energi, Stockholm Exergi, Thermia och Utilifeed.

Projektet startade vid årsskiftet 2020/21 och slutrapporteras vid midsommar 2023.

Relaterade projekt

Se alla projekt

Pågående

Bostäder som flexibilitetsresurs

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.

Pågående

Propac Control

Projektet Propac Control adresserar utmaningarna med system för luftkonditionering med mycket liten köldmediemängd i förhållandet till köldmedieflödet. En felfördelning av köldmedium riskerar att skada komponenterna, försätta systemet i ett svängningstillstånd och minska verkningsgraden. Projektet ska utveckla och utvärdera strategier för kontrollsystem som hanterar dessa problem.

Avslutad

EkoPack

EkoPack-projektet har visat på möjligheterna att kraftigt reducera köldmediemängden i kyl- och värmepumpssystem och samtidigt upprätthålla energieffektiviteten. Därmed öppnas möjligheten att använda naturliga köldmedier i fler applikationer som tidigare har varit begränsade utifrån riskbedömningar i gällande säkerhetsstandarder.

Elledningar över åker

Pågående

Lantbrukseffekten

Det övergripande målet för projektet Lantbrukseffekten är att undersöka hur lantbrukets resurser i form av kyl- och värmeanläggningar kan användas för att stötta det överliggande elnätet och på så sätt bidra till att det totala effektuttaget minskar under kritiska perioder, samtidigt som det öppnar upp för nya energiaffärer inom lantbrukssektorn.

Pågående

Spillvärmesamarbete i Kiruna

Den pågående stadsomvandlingen i Kiruna kräver en utveckling av energisystemet och stadens mål är ett klimatneutralt energisystem till år 2025. Projektet utreder hur Tekniska Verken i Kiruna kan bidra till stadens mål genom ökad spillvärmeåtervinning från LKAB.

Områden

Fjärrvärme

Avslutad

3D-printing av värmeväxlare

Genom att tillverka värmeväxlare i 3D-printing kan man släppa de flesta restriktionerna relaterade till tillverkningen och tillåtas att tänka helt fritt. Det innebär helt nya möjligheter och initierar nya tankar om hur en värmeväxlare bör utformas. Vi kommer att utforma nya geometrier och optimera dem med hjälp av datorsimuleringar.

Relaterade Nyheter

Se alla nyheter

11
maj

Ny rapport ger det senaste inom värmepumpsteknik

Värmepumpar är en av nyckellösningarna för att nå klimatmålet globalt. IEA HPT är ett internationellt forskningssamarbete kring värmepumpsteknik där Sverige deltar tillsammans med 16 andra länder för att utveckla nya lösningar. Inom samarbetet har en årsrapport tagits fram som ger en överblick över höjdpunkter under 2021 och pågående aktiviteter inom samarbetet.

29
apr

Fjärrvärmen skapar robusta system och bidrar till klimatmålen

Projektet Gemensam eller individuell värme – vilket är bäst, undersöker hur olika sätt att värma ny bebyggelse påverkar möjligheterna att nå nationella klimatmål och belyser det faktum att fjärrvärmen, trots sin lite underskuffade roll i debatten, fortsatt har en viktig roll att fylla för att skapa robusta energisystem och minska belastningen i nätet.

25
apr
Hedenverket

Så skapas en lönsam vätgasaffär

Vätgas är en energibärare som spås få en viktig roll i framtidens hållbara energisystem. Med el från förnybar energi kan grön vätgas tillverkas av vatten. Genom att koppla vätgasproduktionen till fjärrvärmeanläggningar kan man skapa synergieffekter som ökar lönsamheten. Det menar projektledarna för projektet HyCoGen som tittar på vilka systemvinster som kan göras.

Relaterade Event

Se alla event

Illustration av fjärrvärme

Webinar: Fjärrvärmens roll i framtidens energisystem

Hur kan fjärrvärmesystem bli mer effektiva och flexibla genom sektorkopplingar till olika tekniker så som vätgas, värmepumpar och kylmaskiner? Och vad är egentligen bäst för nya bostadsområden – anslutning till fjärrvärmenätet eller individuella värmelösningar?

Områden

Fjärrvärme