– Våra resultat kan ha stor betydelse för att kunna minska industrins klimatpåverkan. Värmepumpsbaserad torkning är en praktisk, skalbar och kommersiellt tillgänglig lösning som kan hjälpa industrin att nå Sveriges och EU:s klimatmål, säger Metkel Yebiyo, seniorforskare på Rise.
Studien är en del av IEA HPT-projektet Heat Pumps for Drying, HP4D och har undersökt hur värmepumpar fungerar i olika industribranscher, bland annat massa- och pappersindustrin, trä, livsmedel, batteritillverkning och avloppsrening. Resultaten visar att tekniken är både tekniskt möjlig och ekonomiskt lönsam i många fall.
Huvudsyftet har varit att undersöka möjligheterna att integrera värmepumpsteknik i industriella torkprocesser för att förbättra energieffektiviteten, minska utsläppen och öka hållbarheten i driften.
– Vår rapport visar att värmepumpsbaserade torksystem inte bara kan matcha utan i många fall överträffa traditionella fossildrivna metoder. Sådana system kan minska energibehovet med upp till 70 procent, kraftigt minska de klimatpåverkande utsläppen och samtidigt ge möjlighet till förbättrad produktkvalitet, säger Metkel Yebiyo.
Några av de viktigaste resultaten från studien är:
- Högtemperaturvärmepumpar kan integreras i många olika torkprocesser, exempelvis inom massa och papper, trä, livsmedel, textilier, slam och cement. Optimering av temperaturer är dock avgörande för att förbättra effektivitet och produktkvalitet.
- Fallstudier visar energibesparingar på 30–70 procent. Exempelvis trefaldigades energieffektiviteten vid betongtorkning med naturliga köldmedier. Torkning av litiumjonbatterier visade på betydande minskningar av klimatpåverkande utsläpp.
- Trots höga initiala investeringskostnader är återbetalningstider på 3–7 år möjliga. Faktorer som elpris, systemdesign som enstegs- eller kaskadsystem och politiska incitament påverkar ekonomin.
- Integration är komplext och kräver skräddarsydd ingenjörskonst, särskilt vid uppgradering av äldre system. Framgång beror på samarbete med teknikleverantörer och användning av avancerade simuleringsverktyg.
Intervjuer och fallstudier visar dock att industrin anser att högtemperaturvärmepumpar främst kan vara en teknik att investera i först om 5–10 år, beroende på prisutvecklingen för biobränslen och el. Biomassapannor är i dag vanligast, särskilt inom massa- och träindustrin, och är för närvarande det mest ekonomiskt fördelaktiga alternativet.
Studierna visar att den största utmaningen är de höga investeringskostnaderna. Företag som redan är självförsörjande på biobränsle är inte redo att investera i annan teknik – om inte biobränslet får ett nytt ekonomiskt värde eller om koldioxidskatten förändras.
– Våra analyser visar att med politiska åtgärder som energieffektiviseringsstöd och ett pris på koldioxidutsläpp kan återbetalningstider på 3–7 år uppnås, vilket gör värmepumpar till en attraktiv investering, säger Metkel Yebiyo.
En annan viktig aspekt är modernisering av äldre anläggningar för att sänka processtemperaturer och bättre utnyttja intern spillvärme.
– Många företag saknar data om energibehov i olika processer och använder inte spillvärme effektivt, särskilt under sommaren. Därför är kartläggning av energibehov och förbättring av infrastrukturen avgörande för att lyckas med högtemperaturvärmepumpar, säger Metkel Yebiyo.
Om projektet
Projektet Heat Pumps for Drying, HP4D, har letts av forskningsinstitutet Rise i samarbete med KTH, Chalmers och flera industripartners. Det har finansierats av Energimyndighetens program Termo och är en del av det internationella samarbetet IEA Heat Pumping Technologies.
Författare till rapporten är:
- Metkel Yebiyo och Bassam E. Badran från Rise
- Monika Ignatowicz och Rahmatollah Khodabandeh från KTH
- Simon Harvey och Roger Nordman från Chalmers
Läs rapporten
Hela rapporten kan läsas här.