Nya generationer fjärrvärmesystem kommer att behöva byggas för att förse lågenergibyggnader med värme och kyla från lågtempererade värmekällor. Både tekniska och ekonomiska lösningar utforskas nu för att nyttja potentialen till fullo.
Text Anneli Hidalgo
En kartläggning av EU:s tillgång på spillvärme från lågtemperaturkällor visar att ungefär 1.2 exajoule, motsvarande 340 terawattimmar, värme per år är möjlig att ta tillvara från vattenreningsverk, tunnelbanor, datacenter samt offentliga och kommersiella fastigheter. Det motsvarar drygt 10 procent av EU:s totala energibehov för värme och varmvatten, som är cirka 2 980 TWh.
– Det är en resurs som förslösas i dagsläget men ju mer måna vi blir om att ta tillvara på resurser desto viktigare blir också dessa källor, menar Kristina Lygnerud, projektledare hos IVL Svenska Miljöinstitutet.
Hon är också koordinator för EU-projektet Reuseheat där fokus ligger just på outnyttjade värmeflöden och hur de kan införlivas i befintliga fjärrvärmesystem. Fyra demonstrationsprojekt genomförs i tre europeiska städer. I Nice ska till exempel värme utvinnas ur ett avloppsreningsverk och föras direkt ut på ett stort, lågtempererat, fjärrvärmenät. I Madrid kommer ett sjukhus att ta tillvara spillvärmen från kylsystemet för att producera varmvatten. I Braunschweig återvinns värme från en datahall och i Berlin tas värme från tunnelbanesystemet.
Lönsamma affärsmodeller
Målsättningen är att få fram lösningar som är klara för marknaden när Reuseheat avslutas om drygt två år. Att utvärdera lönsamheten är en viktig del av projektet, berättar Kristina Lygnerud.
– Hittills har vi kunnat identifiera att privata investerare och banker inte har så bra kännedom om nya teknikkombinationer inom fjärrvärme vilket skapar osäkerhet. Därför fokuserar vi mycket på affärsmodell och kontrakt och vad man skall tänka på i den lågtempererade affärsmodellen. Vi försöker också ringa in potentiella risker. Det finns ingen som vill investera i den här sortens lösningar om riskbilden inte är känd.
Ett annat problem som har identifierats är avsaknaden av legala ramverk.
– Det finns få lagar överlag kring spillvärme, och inga riktlinjer kring lågtempererad fjärrvärme. Det finns med andra ord en hel del policyfrågor som behöver lösas, säger Kristina Lygnerud.
Nya nät för låg temperatur
Även i Sverige pågår flera satsningar för att ta tillvara på outnyttjad lågtempererad spillvärme. I nordöstra Lund utvecklas världens största fjärrvärmenät för låg temperatur. Den nya stadsdelen Brunnshög växer fram kring forskningsanläggningarna Max IV och ESS. Kraftringen har byggt ett lågtempererat nät på 65 grader i området som även kommer användas till uppvärmda busshållplatser och markvärme.
I Lund bygger också E.ON flera riktigt lågtempererade nät med varierande temperaturer om 5-40 grader. Med hjälp av energibolaget E.ONs teknik ectogrid ska överskottsvärmen från anläggningarna ESS samt Medicon Village återvinnas för att låta kvarter och stadsdelar kring dem få sitt värme- och kylbehov tillgodosett.
De låga temperaturerna förädlas sedan genom lokala värmepumpar i respektive byggnad till de temperaturer som krävs för kranvatten och uppvärmning. På motsvarande sätt används lokala kylmaskiner för att leverera kyla. Rörsystemet kopplas också till en stor ackumulatortank för lagring av överskottsvärme.
En viktig del av lösningen är att byggnaderna ansluts till varandra. Om det till exempel behövs värme i en byggnad och det finns ett överskott i byggnaden intill startar värmepumpen som suger till sig värmen.
– Genom att gå över till en decentraliserad arkitektur och nyttja de bästa egenskaperna från värmepumpar kan vi på ett högeffektivt sätt ta fjärrvärmen till nästa nivå. Vi pratar om att ectogrid är ett 5:e generationens fjärrvärmesystem. Energin från ESS kan flyttas vid riktigt låga temperaturer och när vi har möjlighet att närma oss alla energibehov ”underifrån” kan vi också ha mindre värmepumpar i systemet som gör att systemet drar mindre el, förklarar Fredrik Rosenqvist, chef för EONs innovationsavdelning och globalt ansvarig för utvecklandet av Ectogrid.
Flexibelt system
Tack vare det lågtempererade systemet kommer totalt sett en betydligt mindre mängd energi att behövas. I nuläget köper Medicon Village 10 GWh värme och 4 GWh kyla varje år. När ectogrid står färdigt räknar EON att det ska räcka med 3 GWh per år.
– Vi minskar mängden tillförd energi med 78 procent. Det blir också en kostnadsbesparing med 20 procent. Dessutom ger systemet möjlighet till att samla på sig flexibilitet i fastigheterna och aktivt höja eller sänka temperaturen vid behov, säger Fredrik Rosenqvist och fortsätter.
– Den kanske största fördelen är att sådana här anläggningar kan byggas precis var som helst, till och med i en stad som saknar fjärrvärmeinfrastruktur. I en tid av stark urbanisering måste vi hela tiden måste trycka in mer energi i stadskärnan samtidigt som vi bara återanvänder en bråkdel av överskottsenergin. På det här sättet kan vi ändra stuprörstänket och arbeta mer effektivt.
Liksom Kristina Lygnerud ser han ekonomiska bromsklossar som måste lösas.
– Många gånger kommer investeringsbeslut och krav i vägen. Försök dör ofta när det måste ställas krav på dem som har spillvärme. Volym och temperatur lovas gentemot investering till exempel. Eftersom ectogrid har en decentraliserad arkitektur behövs inga investeringar hos spillvärmeleverantörerna och det möjliggör nya och enklare affärsmodeller vilket skapar fler möjligheter att ta tillvara och dela med sig av spillvärme, avslutar Fredrik Rosenqvist.
