Case om Termisk Smart Grid

-”36% af alle huse har ikke fjernvarme og har heller ikke udsigt til at få det. Vi har forskellige teknologier til at løse udfordringen, men desværre er lodret jordvarme, det kollektive potentiale og samfundsmæssige gevinster druknet lidt i mængden af løsninger. Det vil jeg gerne udfordre ved at bringe en løsning på markedet, der er nem at koble til det eksisterende net og som løser nogle af samfundsudfordringerne med samspil i forsyningen,” siger Søren Andersen fra Geodrilling.

Løsningen kræver at den gængse tænkning for, hvad der kan lade sig gøre med forsyningsnettet, vendes 180 grader og anskues på ny. Her er tale om at anvende uisolerede rør og en funktion som buffer, hvor termisk smart grid bidrager til reguleringsmarkedet. I spændingsfeltet mellem fjernvarmeleverandører, termisk smart grid løsninger og traditionelle varmepumpeløsning er der behov for en større fælles forståelse for mulighederne og potentialet. Det har projektet Termisk Smart Grid som et bobleprojekt under IN-NO-SE sat fokus på.

DET UNIKKE VED PROJEKT

Projektets formål er at udvikle et modulop-bygget kollektivt forsyningsnet for varme og køling i områder uden fjernvarmenet. Lodrette jordvarmeboringer og uisolerede forsyningsnet med temperaturer under jordtemperaturen skal spille sammen med varmepumper hos forbrugerne, der kan bruge systemet til både opvarmning og køling. Smart Grid konceptet er kun velkendt i forhold til el-nettet, men ikke som ”smart-grid-koncept” i forhold til varmeforsyning. Til gengæld er problematikken med husholdninger og erhverv, der ligger uden for fællesforsyning, velkendt. Bygninger udenfor fællesforsyning er overladt til sig selv og vælger som oftest individuelle løsninger. Varmepumper med luft/vand løsninger eller vandrette jordslanger er velkendte løsninger, men lodret jordvarme er ikke velkendt – og slet ikke som en kollektiv og ’smart-grid’-løsning. Projektet har set på, hvordan man kan forbinde køl og varme ét og samme integrerede system og være flere sammen om en kollektiv løsning. Dén tilgang er ikke set før med lodrette boringer i Danmark.

Projektet lægger an til en fortsat debat om, hvordan termiske smart grid bliver en større del af det danske forsyningsnet, dels ved overvejelser om fremtidig energiplanlægning, men også for at inspirere til nye tanker om, hvordan man kan udnytte adgangen til et net med stor termisk kapacitet i fremtidens energiløsninger.

HVORDAN VIRKER DET?

Termisk Smart Grid bruger jorden som energikilde og lager. Ved at forbinde varme og køl i ét integreret eldrevet system, opnår man en betydelig reduktion i brugen af fossile brændstoffer. Når der er overskuds-el på elmarkedet, kan der lagres store mængder energi i det termiske Smart Grid. Den opvarmning, der sker, mens der er overproduktion på elmarkedet, medfører en større effektivitet i varmepumperne i en efterfølgende periode. Det giver en bedre effektbalance og systemstabilitet – og derved leveringssikkerhed samt et samspil mellem det traditionelle fjernvarmenet og el-nettet. For at der skal være fuldt udnyttelse af energien er der kontinuerlig overvågning af temperaturer, flow og virkningsgrad. I stedet for individuelle løsninger kan systemet koble mange bygninger sammen, det giver en samtidighedsfaktor og nemmere dimensionering. At flere går sammen om løsningen, og at det er skalérbart, vil imødekomme udfordringerne ved meget spredt beliggende bygninger.

VIGTIGSTE LÆRING

Der har været både udfordringer og gavnlig læring ved projektet. Søren Andersen anslår selv en udfordring, som ikke lader sig ændre på kort tid:

-”En af de største hurdler kræver faktisk et paradigmeskifte i den måde fagfolk anskuer fjernvarme og fjernevarmesystemet i dag. Det sker ikke fra dag til dag, og derfor er demonstrationsprojekter, hvor vi kan høste en enorm viden, som den ved Båring i Middelfart, en vigtig faktor.”

For selve projektet, som har kørt med en stram tidsplan, har nogle af de øvrige udfordringer været:

  • Forskydninger i tidsplanen, travlhed på universiteterne
  • Simuleringssoftwaren gav udfordringer
  • Ideen kræver mange specielle tekniske kompetencer, som kan være svære at mobilisere
  • Danish Renewable Energy lukkede under-vejs i projektet

Læringen er at et stabilt og stærkt partner-netværk med rette videnspersoner er vigtige parametre i konsortiesammensætningen. I regi af INNO-SE peger Søren Andersen især på adgang til et teknisk vidensbaseret netværk, som er af stor værdi:

-”Jeg har fået rigtig god sparring med DTU og fået viden fra Alexandra Instituttets undersøgelser. Det har givet mig svar på en lang række af hidtil uafklarede spørgsmål og født nye idéer, ” siger han.

BAGGRUNDSVIDEN

GeoDrilling har stor erfaring fra etablering af lodrette jordvarmeboringer til individuelle anlæg overalt i Danmark. Prisen for sådanne anlæg er af en betydelig størrelse, men økonomien på længere sigt er god. For at imødekomme udfordringen med at kunne løfte en større investering, og samtidig høste betydelig stordriftsfordele, blev tankerne om det termiske smart grid skabt.

NEXT STEP

Termisk Smart Grid-projektet har medfødt barslen af et demonstrationsprojektet ”Kollektiv Opvarmning i LandDistrikterne (KOLD)”. Desuden er der planer om at udbygge hjemmesiden www.kold-fjernvarme.dk for at aflive nogle af de myter, der eksisterer omkring løsningen. Derudover er konsortie-medlemmerne i dialog omkring ansøgninger om yderligere midler til at videreudvikle og teste løsningen. Desuden er der oprettet et spor i et aktivitetsudvalg i CLEAN, som skal arbejde indgående med konceptet omkring det termiske smart grid.

MILEPÆLE

  • Gennemgang af litteraturen for lignende og tilstødende varmesystemer og relevante regelsæt
  • Opbygning af dimensioneringsværktøj (model)
  • Opstille forskellige scenarier for, hvad der kan indgå i et termisk smart grid
  • Prissætning og forretningsanalyse af mulighederne for udbredelse af et termisk smart grid
  • Færdiggørelse af ansøgning om demonstrationsprojekt til EUDP, ELFORSK, ForskEL eller lignende
  • Kvalitativ markedsanalyse
  • Afslutning af projektet med afrapportering