Avslutad

Metodutveckling av högtemperaturlagring i sedimentär berggrund

Målet med projektet har varit att utarbeta system för säsongslagring av överskottsvärme producerad vid KVV Filborna i Helsingborg.

Målet med projektet har varit att utarbeta system för säsongslagring av överskottsvärme producerad vid KVV Filborna i Helsingborg. I nuläget finns ett överskott av ca 50 GWh värme för lagring under sommarhalvåret.

Lagret består av ett så kallat borrhålslager, anlagt i sedimentärt berg och som laddas med en temperatur runt 100 grader C. Den lagrade värmen tas ut igen under kommande vinterhalvår vid en lägsta temperatur av 60o grader C. Utmaningarna har varit att utveckla komponenter som tål dessa höga temperaturer samt att utveckla en kostnadseffektiv borrteknik.

Två lagringskoncept har studerats. Huvudalternativet är baserat på foderrörsinklädda hål ner till djupet 120 m. Dessa är avtätade i botten och helt fyllda med vatten. I hålen sitter så kallade koaxiala borrhålsvärmeväxlare (BHE).

Som jämförelse har ett mer beprövat alternativ använts. Detta är utvecklat utomlands och innebär att borrhålen förses med U-rör i PE-RT-plast och därefter återfylls med termiskt förstärkt cement. Laddningen sker i detta fall vid 70-75oC och vid urladdningen används värmepumpar.

För toppisolering av lagerytan har ett lokalt producerat slaggrus undersökts. Detta visade sig ha tillräckligt god isolerande förmåga (0,3 W/m, oK) för att kunna användas som isolering och är samtidigt det klart billigaste materialet för detta ändamål.

Som plats för lagret har en äldre gipsdeponi valts. Denna yta saknar konkurrens om annan användning. Under gipsen ligger ett sedimentärt berg bestående av fast lagrade sand- och lerstenar. Detaljerade undersökningar har visat att berget uppfyller de krav på tekniska och termiska egenskaper som kan ställas. Dock kvarstår frågor rörande eventuella flöden av grundvatten att utreda närmare.

Försöken med nedborrning av gängade stålrör med vattendriven hammare krävde tre försök innan fullt djup nåddes i det fjärde. Slutsatsen är att nedborrning och tätning med bottenplugg enligt det tänkta konceptet är fullt gångbart. Kvar att testa är ett nytt sätt att få stålrörens gängor helt täta samt om större djup än 120 m går att åstadkomma.

Två protyper av koaxiala värmeväxlare (en med isolerat dubbelrör i rostfritt stål och en med oisolerad EPDM-slang) har testats. Båda visade sig ha goda termiska egenskaper och är tämligen enkla att installera. EPDM-slangen bedöms vara det klart billigaste systemet.

Investeringsanalyser av tre olika koncept pekar mot en anläggningskostnad i intervallet 200-300 miljoner kronor beroende vilket system som väljs. Simuleringar av ett lager med volymen 3 milj. m3 försett med 1 400 borrhål visar en verkningsgrad av ca 75-80 %. Nyttovärdet är beräknat ligga mellan 9-14 MKR/år, vilket med hänsyn taget till investeringen har en tveksam lönsamhet.

Några betydande negativa miljökonsekvenser har inte kunnat förutses, varken under anläggningsskedet eller under drift. Trots en tveksam lönsamhet är en fortsatt projektutveckling motiverad och en plan för detta har upprättats.

Sammanfattning

Projektnamn

Metodutveckling av högtemperaturlagring (+100 °C) i sedimentär berggrund

Organisation

Öresundskraft Kraft & Värme Aktiebolag

Projektledare

Claes Regander

Energimyndighetens projektnummer

P45993-1

Relaterade projekt

Se alla projekt

Avslutad

Ranagård med ny 4GDH-teknik

Projektet utför en transdisciplinärt studie i samband med implementering av en ny fjärrvärmeteknik (4GDH) till ett bostadsområde, för att studera teknikacceptans av bygg- och installationsbranschen samt identifierar vilka hinder som uppstår vid införande av ny teknik.

Områden

Fjärrvärme

Avslutad

Utveckling av kombinerat energilager-värmeväxlare för PCM med luft som värmebärare

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.

Relaterade Nyheter

Se alla nyheter

21
jun
Termometer

Kallare värme och varmare kyla ger stora energi- och miljövinster

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.

06
maj

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.

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

row boat

Webinar: När världen behöver kylas

Med stigande temperaturer och allt mer frekventa värmeböljor kommer efterfrågan av kyla till våra inomhusmiljöer bli allt större. År 2020 tillverkades till exempel cirka 110 miljoner luftkonditioneringar i världen och prognosen är 150 miljoner år 2027. 

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