: Afdelingsleder PlanEnergi pas@planenergi.dk PlanEnergi: 30 års erfaring med vedvarende energi biomasse biogas solvarme sæsonvarmelagring varmepumper fjernvarme energiplanlægning
Formålet med opgaven Status for varmelagring til fjernvarme Udviklingsmuligheder for varmelagring til fjernvarme Status for varmepumper til fjernvarme Udviklingsmuligheder for varmepumper til fjernvarme Modelberegninger
Ståltanke Damvarmelagre Borehulslagre Aquiferlagre Status for varmelagring Danske (og udenlandske) anlægs- og driftserfaringer med de 4 lagertyper
Specifik varmekapacitet
Hvad er et damvarmelager? Et damvarmelager er et stort og relativt billigt vandlager, som kan lagre varme ved at pumpe varmt vand ind og koldt vand ud af lageret (og modsat ved afladning).
Egenskaber for damvarmelagre Lav pris pr. MWh Høj op- og afladningskapacitet + stratificering Bør være > 50.000 m 3 a.h.t pris og varmetab Kræver en del plads Kræver gode jordbundsforhold Kan ikke udvides Varmeveksler mellem lagervand og FJV-vand Kan anvendes med og uden varmepumpe
Kortlægning af damvarmelagre Sted Volumen Opført år Ottrupgård 1.500 m 3 1995 Marstal, SUNSTORE 2 10.000 m 3 2003 Marstal, SUNSTORE 4 75.000 m 3 2012 Dronninglund, SUNSTORE 3 60.000 m 3 2013
Marstal, SUNSTORE 4 Opført: 2011-12 Størrelse: 75.000 m 3 Pris: 19,9 mio. kr. excl. transmissionsledning, svarende til 266 kr./m 3 eller 2,8 kr./kwh Temperaturspænd: 10 90 C Kapacitet: 6.960 MWh Op- og afladningseffekt; 10,5 MW (svarende til de tilkoblede solfangere) Tab (beregnet): 2.475 MWh/år
Udviklingspotentiale for damvarmelagre Billiggørelse (30% over 5 år) Forbedring af anvendelsesmulighederne Solvarme vs. overskudsvarme Linere, som kan tåle 90 C året rundt Isolerede låg, som er fugtbestandige ved høje temperaturer Billige damvarmelagre til lavtemperaturvarme Opskalering!
Hvad er et borehulslager? Et borehulslager er et jordvarmelager, hvor jorden opvarmes ved at cirkulere varmt vand i et lukket slangesystem. Lageret aflades ved at cirkulere koldt vand i slangesystemet.
Egenskaber for borehulslagre Lav pris pr. MWh Lav op- og afladningskapacitet Langtidslager Lavt varmetab Lang levetid Optager næsten ingen plads Ingen strømmende grundvand Kan udvides efter behov Kræver bufferlager og varmepumpe
Kortlægning af borehulslagre Sted Volumen Opført år Neckarsulm, Tyskland 63.300 m 3 jord 1997 2001 Drake Landing, Canada 34.000 m 3 jord 2007 Crailsheim, Tyskland 37.500 m 3 jord 2008 Brædstrup, Danmark 19.000 m 3 jord 2012
Brædstrup Opført: 2011-12 Størrelse: 19.000 m 3 (jord) Pris: 2,0 mio. kr. excl. transmissionsledning og buffertank, eller 3,2 kr./kwh Antal borehuller: 48 (dybde 45 m) Temperaturspænd: 10 70 C Kapacitet (beregnet): 630 MWh Op- og afladningseffekt: 300 600 kw Tab 1. år (beregnet): 148 MWh
xx
xx
xx
Hvad er et aquiferlager? I er aquiferlager etableres boringer til grundvandet. Grundvandet opvarmes om sommeren ved at koldt vand pumpes op og anvendes til køling. Det opvarmede grundvand returneres i en anden boring til samme grundvandsmagasin. Om vinteren tømmes grundvandsmagasinet for varme og magasinet kan igen anvendes som køling om sommeren
Mekanisk drevne varmepumper
Varmedrevne varmepumper
Vision of 50 % windpower! Balancing the powersystem DK1 ~ 50 % wind? MW 2007 20.6 TWh per year MW 2007 10.3 TWh per year (offshore 4.4 TWh) Subtracting wind power from demand leaves a residual demand and an overflow 8.6. 2007-157436-07 51 Windpower and environment
SUNSTORE konceptet kan lagre el fra vedvarende energianlæg som varme. Eksempler: Brædstrup og Marstal VP KV 35 40 000 m² Kedel Slutforbrug 50 100 000 m 3 varmelager
Potentiale for sol/varmepumpe/lager i Region Midtjylland 77 værker undersøgt (næsten alle naturgasfyrede) 33 værker havde mulighed for borehulslager og/eller damvarmelager 64 værker havde varmekilder til varmepumper
Beregningsforudsætninger Region Midtjylland 1. Vindkraftkapaciteten fordobles Den installerede effekt øges fra 841 MW til 1.682 MW, svarende til 58% af elforbruget på årsbasis 2. Fuld udnyttelse af potentialet for store grundvandsvarmepumper svarende til en effekt på ca. 290 MW el 3. 15% af varmeproduktion dækkes af solvarme svarende til en varmeproduktion på 750 GWh/år 4. 50% sol på værker, hvor der kan etableres sæsonlager svarende til yderligere 250 GWh/år
TWh/år Udredning vedrørende store varmelagre og varmepumper Brændselsforbrug fordelt på produktionsenheder 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Central, kondens Central, kedel Central KV, dampturbine Decentral KV, kedel Decentral KV, motor
MW Udredning vedrørende store varmelagre og varmepumper Varighedskurve eleksport 1400 1200 1000 800 600 400 200 Reference +Fordobling vindkraft *) +Varmepumper *) 0 0 500 1000 1500 2000 2500 Timer
Sammenfatning Naturgassens afløser 1. Brændselsforbruget på KV-værker kan reduceres med ca. 25% 2. Naturgasforbruget kan reduceres med ca. 60% 3. Store varmepumper kan fjerne decentral kedeldrift på naturgas 4. Store varmepumper og lagre kan give plads til ca. 200 MW ekstra vindkraft
Tak for opmærksomheden Flere oplysninger på www.planenergi.dk Hent hele rapporten på www.ens.dk