Publicerad: 2023-05-25
Värmelager med smält salt har en potential att halvera spilld el från vindkraft och samtidigt spara 20 procent av bränslet i kraftvärmeverk. Det visar ett Termoprojekt som presenteras på nästa Termowebbinarium den 8 juni.
– Vi ser att det bör kunna löna sig skapligt. I vår studie skulle en investering återbetala sig på cirka 20 år, säger Fredric Ottermo, docent i energiteknik vid Högskolan i Halmstad.
I länder som Spanien och Marocko använder man högtemperaturlager i form av smält salt för att lagra värme från solkraftanläggningar. Mei Gong och Fredric Ottermo från Högskolan i Halmstad tänkte: Varför inte placera den tekniken i ett nytt sammanhang? Det har de gjort i Termprojektet Integration av el och värme via högtempererade värmelager, som Fredric Ottermo kommer presentera på Termowebbinariet den 8 juni.
– Nyttan ligger i att introducera en fungerande lagringsteknik till en redan befintlig infrastruktur, som ett fjärrvärmenät och en ångturbin. Med ett ganska enkelt tillägg skulle man kunna skapa stor nytta, säger Fredric Ottermo.
Lagringen sker med en typ av salt som hela tiden hålls inom temperaturintervallet 250–560 grader, då saltet är i flytande form. Ju större volymer, desto enklare att hålla nere värmeförlusterna. Tekniken fungerar bäst för kortare lagringscykler, ett dygn eller några dagar.
I studien från Högskolan i Halmstad har Mei Gong och Fredric Ottermo simulerat hur en kraftvärmeanläggning skulle kunna dra nytta av ett lager med smält salt.
– Enligt vår studie skulle det sannolikt vara lönsamt att installera en sådan anläggning, för att dra nytta av varierande elpriser. Genom att ladda lagret när elen är billig går det att spara biomassa och på så vis tjäna pengar, säger Fredric Ottermo.
I studien utgick de från danska elpriser från 2017, eftersom elpriserna där varierar mer än i Sverige på grund av högre andel vindkraft. De tittade också på effekterna av en utbredd användning av tekniken och undersökte då ett framtidsscenario med 88 TWh vindkraft i årlig produktion.
– I ett sådant scenario finns det tillfällen där man ibland skulle behöva spilla el, men med storskalig introduktion av saltlagring skulle man kunna ta hand om drygt 50 procent av vindkraftselen, enligt vår studie. Dessutom skulle man spara cirka 20 procent av bränslet i kraftvärmeverken, säger Fredric Ottermo.
Nyttan med tekniken är alltså inte att öka elproduktionen, utan att ta hand om överskottsel och minska användningen av biomassa. Fredric Ottermo ser även framför sig att man sommartid skulle kunna köra kraftvärmeverk i kondensläge, det vill säga att man kör anläggningar bara för att sälja el utan att leverera värme. I ett sådant läge skulle tekniken kunna bidra till ökad elproduktion.
En investering för en anläggning anpassad för Örtofta kraftvärmeverk, med en kapacitet på 90 MW värme och 38 MW el, skulle landa på cirka 160 miljoner kronor, vilket enligt studien skulle ge en återbetalningstid på cirka 20 år.
Vad behövs eller saknas för att den här tekniken ska kunna spela en större roll i Sveriges energisystem?
– Andra alternativ kan vara mer kostnadseffektiva, exempelvis en vattentank. Det ger liknande nytta, men har inte riktigt samma flexibilitet. Dessutom finns det inte så många anläggningar i världen med solkraft som använder smält salt, men av de som finns har några haft problem, även om de flesta fungerar bra. Så det kan det finnas en rädsla för att investera i tekniken.
Vad tror du om framtiden för lagring, hur kommer den utvecklas?
– Jag tycker att det är intressant med elbilar, där jag ser stor potential. Främst borde frekvensstabilitet och liknande tjänster vara aktuellt, där man inte påverkar batteriet så mycket. Ännu är inte tekniken eller affärsmodellen riktigt framme, men det kommer finnas en enorm lagringskapacitet i bilarna, så det vore dumt att inte använda den.
Vilka är de största utmaningarna för att lagring ska bidra mycket till energisystemet?
– Affärsmodeller för att få konsumenter att bidra är en utmaning. Ett exempel är värmelagring i byggnaders termiska massa, som stommar och väggar. Med en värmepump och varierande elpriser är det ganska lätt att motivera kunderna att vilja bidra. Även fjärrvärmesidan skulle dra fördel av att kunna motivera kunder att vara flexibla i uppvärmningen, men där saknas affärsmodell och incitament. Det handlar också om att hitta de bästa uppvärmningssystemen för att fortfarande ha komfort, men där man kan förskjuta uppvärmningen några timmar. Vi tittar på detta i ett nytt projekt här på Högskolan i Halmstad.
Ser du optimistiskt eller pessimistiskt på framtiden?
– Optimistiskt. Nyligen fick jag upp ögonen för koldioxidinfångning för att klara klimatmålen. Med bio-CCS, där man eldar biomassa och fångar upp koldioxiden, kan bioeldade kraftverk bidra med negativa koldioxidutsläpp. Det ser jag som en möjlighet.
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
Målet med projektet har varit att utarbeta system för säsongslagring av överskottsvärme producerad vid KVV Filborna i Helsingborg.
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.
Pågående
Syftet med GeoCoHorT är att påskynda övergången till 4:e generationens fjärrvärme och kylning (4GDHC), genom att utvärdera, optimera och demonstrera integrationen av ytlig geotermisk värmeutvinning med andra förnybara källor och smarta byggnader.
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.
Pågående
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.
Pågående
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.
Pågående
Storskalig solvärme för fjärrvärme har ökat snabbt och tekniken har kommersialiserats i Danmark. Mycket talar för att en ökad konkurrens om biomassan leder till högre bioenergipriser och bättre lönsamhet för solvärme även i Sverige. Projektet genomför teknoekonomiska fallstudier på tre olika fjärrvärmenät med (koncentrerande) solfångare och groplager som även används med värmepumpar vid tider av lågt elpris.
En 3D-printad värmeväxlare i aluminium fylld med fasändringsmaterial, det har professor Viktoria Martin och kollegor från KTH provat fram i labbmiljö. Resultatet är en prototyp med både hög energitäthet och hög effekt. Nästa steg är att göra en installation på försök i ett riktigt ventilationssystem.
Hur kan geoenergi på ett hållbart och lönsamt sätt användas för halkbekämpning, det tittar Signhild Gehlin från Svenskt Geoenergicentrum på. Tekniken kan användas till allt från vägar och järnvägsväxlar till fotbollsplaner eller golfbanor.
Hur stora är möjligheterna för flexibilitet i bostäder och hur ser husägare på att förändra sin komfort? Det undersöker Morgan Willis från Rise i projektet Bostäder för flexibilitet.
Kraftigt ökad elproduktion från havsbaserade vindparker öppnar för nya industrietableringar på Gotland, och därmed mer spillvärme. Men hur kan spillvärmen tas tillvara och hur kan öns omställning även bli socialt hållbar, det är några saker som Sofia Klugman från IVL undersöker.
Hur kan vi få in mer förnybart i fjärrvärmesystemen? Det undersöker professor Urban Persson inom ett av IEA:s internationella samarbetsprojekt. Han upplever att utvecklingen i Europa hittills har gått för långsamt, men ser nu tecken på att tempot ökar.
Fjärrvärmens affärsmodell som vi känner den i dag kommer att förändras. I framtiden blir det viktigt att samarbeta med sina mest engagerade kunder för att utveckla sitt erbjudande till alla kunder, tror Kristina Lygnerud från IVL.
Hur många storskaliga groplager för solvärme kan vi ha i Sverige? Det undersöker professor Christopher Bales. Han tror att debatten om hur skogen ska användas öppnar möjligheter för mer solvärme i fjärrvärmesystemet.
Sökhunden Jeckov har haft cirka 25 sökuppdrag för olika fjärrvärmebolag. Med sin nos hittar schäfern snabbt läckor med en träffsäkerhet på 0–14 meter.
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.
Ett webbinarium som presenterar hur olika teknik för energilagring kan bättre utnyttja förnybara energikällor
Ett webbinarium som presenterar värme, kyla och el 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.
Flera av Termoprogrammets projekt anknyter till teknologier som främjar sektorkoppling och flexibilitet i systemet – till exempel värmepumpar. Det belystes under det här webbinariet.
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.
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?
