Föreslagen termisk energilagring förväntas bidra till att sänka koldioxidutsläppen, förbättra människors miljö och livsvillkor samt minska den globala uppvärmningen genom ökad användning av förnybar energi.
KTH:s forskargrupp för Strömnings- och klimatteknik har i fem doktorsavhandlingar inom samhällsbyggnad rapporterat energi och miljövinster med lågtemperaturvärme och högtemperaturkyla. Forskningen har fått internationell uppmärksamhet och har nu anslutits till ett globalt forskningsinitiativ inom IEA ECES Annex 37, där energilagring inkluderas. Avsikten är att studera hur lagrad termisk energi som värme och kyla i mark kan bidra och göra tekniken ännu effektivare ur energi- och miljösynpunkt. Forskarutbildning ingår och examensarbeten förväntas stöda forskningen och lämna bidrag till undervisningen och till deltagande näringsliv.
Teknikkonsulten BFD Building Flow Design AB arbetar nära KTH i detta projekt och näringslivets intresse är stort. Avancerad termodynamisk simulering och energiberäkningsprogram ska användas i analysen. Högvärdig energi ska inte användas för att värma/kyla byggnader, utan för miljöns och vår egen skull ska vi använda lågvärdig energi vid måttliga temperaturer. Forskningsresultat som bidrar är i första hand kunskap om hur komponenter på bästa sätt ska kombineras i effektiva systemlösningar. Industrins och fastighetsförvaltarnas medverkan är värdefull.
Preliminära beräkningar visar att stora energi- och miljövinster kan uppnås om en samordning av lagrad energi och aktivt tillförd kan göras med optimal kontroll och god design.
En vetenskaplig artikel om projektet på Science Direct finns att läsa här.
Lågtemperaturvärme och högtemperaturkyla med termiskt lager för ökade energi- och miljövinster
KTH Kungliga Tekniska Högskolan
BFD Building Flow Design AB, IEA Annex 37 (anslutna organisationer), Högskolan i Gävle, Mälardalens högskola, NCC, Bravida, BeBo och BeLok
Sasan Sadrizadeh
51490-1
Pågående
Syftet med projektet är att analysera, styra och hantera potentialen för termisk energilagring och flexibilitet på både byggnads- och distriktsnivå för att möjliggöra helt förnybara, smarta, resurseffektiva och kostnadseffektiva energisystem.
Pågående
Projektet ska utveckla en modulär digital tvillinglösning med öppen källkod, specifikt för storskaliga solvärmeanläggningar. Det förväntas bidra till lägre värmekostnad, mer förutsägbara affärsmodeller och ökad marknadspenetration.
Pågående
"Framtidssäkra fjärrvärme" syftar till att öka förutsättningarna att utveckla försörjningsberedskapen inom svensk fjärrvärme. Det treåriga projektet bygger på en djupgående samverkan mellan näringsliv och akademi. I referensgruppen finns representanter för alla delar; produktion, distribution och användning.
Pågående
I ett nytt bostadsområde implementerades ny fjärrvärmeteknik och systemlösning (4GDH). Bygget studerades av forskare vid Högskolan i Halmstad – som nu följer upp lågtemperaturnätet i ett nytt projekt. ”Vi ska analysera hur nätet rent praktiskt fungerar, tidigare har vi ju bara simulerat, och i slutet kommer vi presentera systemets egenskaper”, säger Helge Averfalk, universitetslektor i energiteknik.
Avslutad
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.
Avslutad
Projektet studerar hur förväntat kylbehov kommer att utvecklas hos nya och framtida stadsdelar bestående av Nära Noll Energi-Byggnader (NNEB) då den termiska prestandan hos klimatskärmen kommer att förbättras.
Avslutad
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.
Avslutad
Syftet med projektet är att ta fram en generell inmatningscentral för att ansluta decentraliserade värmekällor till fjärrvärmenätet och öka förutsättningarna för små industrier att anslutas till fjärrvärmenäten. Inom projektet designas en prefabricerad-central för decentraliserad inmatning, som efter inkoppling följs upp och utvärderas.
Avslutad
Projektet ska visa ett helt digitaliserat fjärrvärmenät som ger nya möjligheter till effektivisering och tjänster, som t.ex. ökad verkningsgrad och minskade utsläpp i produktion, minskade förluster i distribution, samt ökad leveranskvalitet och kundnöjdhet vid energianvändning.
Avslutad
I detta projekt undersöks de affärsmässiga, särskilt rättsliga, förutsättningarna för att introducera och driva balanserade termiska nät, BTN. Det övergripande målet med projektet är att analysera och skapa förståelse för hur affärsmässiga risker påverkar marknaden vid energiaffärer som BTN.
Avslutad
Projektet syftar till att undersöka ett samspel mellan värme, kyla och elanvändning i ett bostadsområde med en hög andel solcellsproducerad el och ett lågtempererat fjärrvärmesystem.
Avslutad
Projektet ska i detalj undersöka långsiktiga effekter av cykliska mekaniska belastningar på nedbrytningshastigheten hos fjärrvärmerör, och även utveckla en ny modell för beräkning av förväntad livslängd som tar hänsyn till kombinerade effekter av hög temperatur och repetitiva axiella belastningar.
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.
Avslutad
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.
Pågående
Projektet är ett delprojekt för den svenska delen i annexet “Economics of Energy Storage – EcoEneSto” inom IEA TCP Energy Storage. Målet är att ta fram modell för utvärdering av den tekniska prestandan tillsammans med ekonomisk genomförbarhet i dem integrerade energilagrings tillämpningarna, som uppvärmning, kylning, integrering av förnybar energi, med fokus på att förbättra systemeffektiviteten.
Avslutad
Det här projektet tar fram ny kunskap, simuleringsmodeller och verktyg för utveckling och optimering av delade energilösningar med temperaturkrav som är så låga att det är möjligt att tillvarata och nyttiggöra spillenergi från bostäder, lokaler och processer.
Avslutad
Projektet studerar hur samverkan mellan fjärrvärme-, el- och industrisektorn kan utgöra en flexibel plattform och bidra till ett resurseffektivt energisystem med en ökad användning av industriell överskottsvärme och en ökad andel sol- och vindkraft.
Avslutad
Projektet ska utvärdera möjligheter och potential för att använda värmepumpar och kylmaskiner kopplade till termiska nät som fjärrvärme, fjärrkyla och framtidens lågtempererade nät. Målet är att öka flexibiliteten i energisystemet till exempel genom att leverera efterfrågeflexibilitet till elnätet. Tekniska så väl som ekonomiska och användarmässiga aspekter kommer beaktas inom projektet.
Avslutad
Halkbekämpning av vägar och annan transportinfrastruktur baserad på geoenergi är ett förnybart sätt att ersätta kemisk, elektrisk och mekanisk halkbekämpning. Projektet ingår i det drygt treåriga internationella samverkansprojektet IEA ECES Annex 38 (Task 38).
Avslutad
Här undersöks hur olika sätt att värma ny bebyggelse påverkar möjligheterna att nå nationella klimatmål. Forskningen tittar också på hur det som är kostnadseffektiv uppvärmning i ett brett systemperspektiv beror på omvärldsfaktorer som elprisets utveckling och vad samverkan mellan olika aktörer betyder för att nå de bästa lösningarna.
Avslutad
Det här projektet ska hitta en hållbar lösning för relining av fjärrvärmerör. Miljön i fjärrvärmenätet är mycket utmanande med höga temperaturer och trycknivåer vilket betyder att vanliga polymera reliningprodukter snabbt bryts ner.
Avslutad
Det här projektet ska utveckla energisystem för stadsdelar där värme och kyla kan utbytas lokalt, direkt eller indirekt genom en gemensam energilagring. Det betyder att den totala energianvändningen minskar.
Avslutad
I detta projekt utvecklas algoritmer och tjänster som ökar träffsäkerheten i dimensioneringsberäkningar och hittar fel i befintlig infrastruktur vilket hjälper energibolag att optimera sina investeringar.
Avslutad
Fjärrvärmenätets funktion och status behöver kontrolleras kontinuerligt för att fortsätta leverera avbrottsfri och funktionsduglig fjärrvärme lång tid framöver. Att veta status på ledningarna innebär att byte av dessa sker i rätt tid, det vill säga när livslängden är uppnådd.
Avslutad
Projektet består av tre delar som på olika sätt väsentligt kommer att bidra till att skapa mer resurseffektiva fjärrvärme- och fjärrkylanät. I den första delen utvecklas nya digitaliserade testmetoder för användning i fält, och som gör det möjligt att övervaka rör i drift och bedöma deras status.
Avslutad
Det övergripande målet med Värmemarknad Sverige är att öka kunskapen om hur den svenska marknaden för värme och kyla kan fortsätta att möjliggöra en hållbar och resurseffektiv utveckling av hela energisystemet. Den pågående etappen tar bland annat utgångspunkt i att uppvärmningssektorn ska vara fossilfri år 2030 och en kolsänka 2045.
Avslutad
Med en utökad systemgräns som inkluderar byggnader, fjärrvärmenät och kopplingen till elnät kan man göra en samoptimering som skapar stora värden både för ekonomin och miljön.
Avslutad
Ju mer ett fjärrvärmesystem är sammankopplat med elmarknaden, till exempel om kraftvärme är ett dominerande inslag, desto mer påverkas det av elsystemet.
Avslutad
Runt hälften av Sveriges kommuner har under lång tid haft ett minskande befolkningsunderlag. Detta medför stora utmaningar för kommunerna vad gäller ekonomiska förutsättningar, kompetensförsörjning och att tillhandahålla service för invånarna.
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.
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.
Den 21 oktober arrangerar forskningsprogrammet Termo en konferens i Stockholm om värme och kylas roll i energiomställningen, med presentationer från forskare och företag. Ett tema för konferensen är försörjningstrygghet och kärnvärme. Bland talarna finns Varberg Energis vd Björn Sjöberg och Calentix grundare Ulrika Jardfelt.
Under webbinariet kommer Valentina Zaccaria, Mälardalens universitet och Qian Wang, KTH, att presentera sina projekt Geothermal Community Heat technology and Transfer och Digitalisering och innovativ reglerteknik för effektiv lågtemperatursvärme och högtemperaturskyla med integrerad lagring.
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.
Webbinarium där internet of things för värmepumpar och maskininlärning för fjärrvärme presenteras.
Ett webbinarium som presenterar hur olika tekniker för energilagring bättre kan utnyttja förnybara energikällor
