21-09-2018 08:28:39

Hvor skal varmen til varmepumperne komme fra?

Varmekilder til varmepumper findes i stort set alle fjernvarmeområder, viser en ny undersøgelse om 4. generations-fjernvarme. Det betyder, at varmepumper kan spille en stor rolle i fremtidens fjernvarme.
18. nov. 2015 Af Aalborg Universitet
Havvand er tilgængeligt i rigelige mængder året rundt, og det er derfor muligt at bruge havvand som supplement til de andre varmekilder
Havvand er tilgængeligt i rigelige mængder året rundt, og det er derfor muligt at bruge havvand som supplement til de andre varmekilder

Varmepumper i stor skala til produktion af fjernvarme nævens ofte som en måde, hvorpå man kan integrere den voksende produktion af vindkraft med vores fjernvarmeforsyning- og dermed øge værdien af vindkraften.

IDAs Energivision 2050

IDAs Energivision 2050 er et bud på et robust og fleksibelt dansk energisystem, som bygger på vedvarende energikilder og et massivt fokus på energibesparelser. Visionen er baseret på et effektivt energisamspil på tværs af sektorer som industri, boliger, transport og husholdninger.

IDAs Energivision 2050 bygger videre på arbejdet i Ingeniørforeningens Energiplan 2030 og IDAs Klimaplan 2050, som udkom i henholdsvis 2006 og 2009. Visionen er baseret på bidrag fra en række af IDAs fagtekniske netværk samt Aalborg Universitets mangeårige arbejde med energisystemanalyse.

Læs IDAs Energivison 2050

For eksempel foreslås det i CEESA—projektet, som er et 100 procent vedvarende energiscenarie for Danmark, at omkring en tredjedel af fjernvarmen skal komme fra varmepumper i 2050. tilsvarende foreslås det i Energistyrelsens ”vindscenarie”, at en fjerde skal komme fra store varmepumper. 

Kortlægning af mulige varmekilder
I de to nævnte scenarier berøres dog ikke, hvor varmen til varmepumperne skal komme fra. Store varmepumper i megawattskala har nemlig brug for varmekilder med høj energitæthed for at få en tilstrækkelig virkningsgrad. Luft- og jordvarme, som bruges til varmepumper i husholdningsstørrelse, er derfor ikke egnede i stor skala. Det har derfor været væsentligt at kortlægge potentialet for brug af andre varmekilder til varmepumper i fjernvarmeforsyningen.

I den kortlægning af varmekilder, som denne artikel beskriver, har der været fokus på at sammenholde fjernvarmeområdernes placering med den geografiske placering af mulige varmekilder til store varmepumper. Formålet er at give et billede af, hvor bredt varmekilderne når ud til de mange værker.

Resultaterne viser, at der er varmekilder i nærheden af stort set alle landet omkring 400 fjernvarmeområder. Undersøgelsen viser også, at der er flere varmekilder i nærheden af de større byer end de små. Det skyldes dels at en del af varmekildetyperne er knyttet til bymæssig aktivitet såsom større supermarkeder, spildevand og industri, del at de fleste store danske byer ligger ved vandet.

Havvand bliver nødvendig varmekilde
Undersøgelsen tyder på, at det på længere sigt bliver nødvendigt at inddrage havvand som varmekilde i større skala i forsyningen for derved at kunne nå målet om 100 procent vedvarende energi i 2050 uden at skulle bruge meget store mængder importeret biomasse. Det skyldes, at de andre behandlede varmekilder er begrænsede, da de eksempelvis ikke er tilgængelige i de kolde måneder eller ikke har et tilstrækkeligt stort energipotentiale i forhold til varmebehovet.

De første fire varmekilder lavtemperaturspildvarme fra industri, supermarkeder, spildevand samt drikke- og brugsvand, vil dog i mange tilfælde være at foretrække i det omfang det er muligt. Det skyldes, at de ofte vil kræve mindre anlægsomkostninger og give bedre virkningsgrader- især i de kolde måneder.

Havvand er derimod tilgængeligt i rigelige mængder året rundt, og det er derfor muligt at bruge havvand som supplement til de andre varmekilder. For at kunne bruge havvand i de kolde måneder skal der dog bruges en varmepumpe med en såkaldt varmdampskompressor, som kan håndtere den isdannelse, der vil opstå ved lave temperaturer. Det er dog en teknologi, der tidligere har været i drift hos eksempelvis Augustenborg Fjernvarme, der har planer om at genoptage processen.

Fleksibilitet spiller central rolle
For at varmepumper skal kunne bidrage til integrationen af vedvarende energi, er det vigtigt, at varmepumper kan køres fleksibelt i forhold til elpriserne. Det vil sige, at varmepumperne ikke må være bundet til varmebehovet, men skal være i stand til at slukke eller skrue ned, hvis elpriserne blive høje, eller omvendt hvis elpriserne falder. Varmekilderne skal derfor også kunne bruges fleksibelt.

I forhold til spildevand og drikkevand er det her antaget, at vandet køles hele året rundt. Hvis det fulde potentiale skal kunne udnyttes på en fleksibel måde, kan lagring af vandet være aktuelt.

I GI. Rye bruger man grundvand som varmekilde. Grundvandet pumpes op i en vantank – netop med det formål at varmepumpen køres uafhængigt af varmebehov og pumpning af grundvandet. Ved Morsø Forsyning har man eksempelvis drikkevand som varmekilde, og her køler man vandet i et vandtår, hvilket giver mulighed for at køre varmepumpen fleksibelt, om end den ikke udnyttes i dag.

Industriel spildvarme bliver afgørende

I kortlægningen er kun industriel spilvarme med lav temperatur inkluderet. For at kunne udnytte denne lavtemperaturkilde skal man bruge en varmepumpe til at levere energien ind på et fjernvarmenet. Der er dog også industriel overskudsvarme andre steder, som kan have en lige så stor betydning i energiforsyningen i fremtiden.

Udviklingen i industrien er afgørende for, hvor meget spildvarme der kan blive fjernevarme:

Hvis industrielle processer optimeres markant, eller hvis virksomheder flytter til udlandet, vil potentialet for spildvarme blive reduceret, og andre kilder skal dermed udnyttes mere.

Hvis nye virksomheder med overskudsvarme starter op og begynder at bidrage til fjernvarmeforsyningen, bliver der omvendt mere industriel spildvarme tilgængelig for fjernvarmesystemerne. Og det giver igen mindre behov for brug af havvand og andre naturlige varmekilder som eksempelvis grundvand, luft, sø-og åvand.

Artiklen er baseret på en undersøgelse foretaget under forskningscenteret 4DH om 4-generationsfjernvarme- som et samarbejde mellem Urban Persson fra Halmstad Universitet og Rasmus Lund fra Aalborg universitet.  

Du kan læse originalartiklen på Aalborg Universitet. 


Deltag i debatten

Nyheder og arrangementer

Nyeste energi- og miljøjob

luk
close