Att hantera variationen i utbud och efterfrågan på el- och värmemarknaden har en enorm potential om man kan hitta ett effektivt sätt att lagra värmeenergi. Om man kan få fram metoder för att lagra hetvatten längre än ett par dygn, kan det spela en stor roll för fjärrvärmens framtid, berättar Ulrika Sagebrand på FVB Sverige.
– Att lagra värme under längre tid än ett par dygn med konventionell ackumuleringsteknik till exempel i en hetvattencistern är inte ett ekonomiskt realistiskt alternativ p.g.a. de stora volymer som skulle krävas. Därför är det så intressant om vi kan lära oss mer om hur vi kan få till en mer kostnadseffektiv värmelagring, genom att använda oss av naturliga eller utgrävda bergformationer.
Förstudie
Ulrika Sagebrands kollegor på FVB har, på uppdrag av Mälarenergi, genomfört en förstudie där de bl.a. simulerade temperaturskiktningen mellan kallt och varmt vatten och hur stor värmeförlusten från hetvattnet, mot det omkringliggande berget, skulle kunna bli. Nu går experter vidare för att förbättra kunskapsläget kring värmelagring i bergrum och då främst högtemperaturlager.
– Nu finns en unik möjlighet att planera och instrumentera det här bergrumslagret som Mälarenergi tar i bruk och vi hoppas också kunna följa bergrumslagret under flera år. Vi kommer att hämta data dels från driften, dels från mätare som vi installerar i berget samt i själva hetvattenlagret. ME har tre bergrum som kommer drivas parallellt. Vi kommer dock bara mäta i ett av dem. Jag tror att det kan ge ett viktigt underlag till framtida beslut i fjärrvärmebranschen både vad det gäller lagring i bergrum och borrhålslager.
Värmelager i bergrum inget nytt
Att lagra hetvatten i ett oisolerat bergrum kan verka märkligt, berg leder ju värme ca 100 gånger bättre än många isoleringsmaterial, t.ex. motsvaras 300 mm isolering (typiskt för hetvattencisterner) av 30 m berg. Som tur är finns det gott om berg! Värmelager i berg i form av nyanlagda bergrum nämns i många sammanhang inom forskningen.
– De finns ett nyväckt intresse för bergrumslager i Sverige och Finland. Hudiksvall var först ut med att driftsätta ett lager 2018. Andra svenska orter har de senaste åren utrett bergrumskonverteringar. I Finland pågår i Helsingfors driftsättning av ett lager, berättar Ulrika Sagebrand och fortsätter:
– Vi har haft ett jättebra utbyte av erfarenheter med några som jobbade med mätning i bergrumslager på 80- och 90-talet i Avesta och Storvreta. Det som är en stor skillnad mot det här projektet är att de bergrummen byggdes för att just lagra varmvatten. I det här bergrummet finns ju inte riktigt samma goda förutsättningar, men hela bergrummet kanske inte behöver funka optimalt eftersom det är så gott om plats (totalt 300 000 m3). Den första vintersäsongen kommer att bli en utmaning. Vi räknar med höga värmeförluster eftersom berget måste värmas upp.
Givare i bergrummet
När saneringen av olja är genomförd kommer forskarna att försöka få sina givare på plats i bergrummet för att samla in data som kan ligga till grund för liknande utnyttjanden av bergrum. Det finns många praktiska utmaningar i det här projektet, berättar Ulrika Sagebrand:
– Givarna som ska mäta temperaturen i berget förs in i ett 10 m långt borrhål och får inte skadas eller komma i kontakt med strömförande material. När vi fått in dem på plats kommer vi att fylla igen hålet. Det får absolut inte komma in vatten för då kommer givarna mäta vattentemperaturen istället för temperaturen i berget.
Nästa utmaning är att placera ut ett givarkoppel i det fjärrvärmevatten som kommer att fyllas på för att kunna utvärdera temperaturskiktningen.
–Mälarenergi kommer ha temperaturmätning i ett av två skepp, som är förbundna i båda ändar. Vi vill utföra mätningar i det andra skeppet, så långt in som möjligt. Totalt finns det tre skepp i bergrummet. Till skillnad från Mälarenergi kommer vi inte ha någon möjlighet att sänka ned givarna i en genomföring ovanifrån. Vi kommer behöva fästa kabelbunten (kopplet) med givare i ett bottensänke och ha flottörer som håller kopplet vertikalt. Här har vi ingen tidigare erfarenhet att luta oss mot. Det kommer att bli svårt att placera givarkopplet, det är en lång sträcka där givarkopplet ska ligga och begränsad åtkomlighet p.g.a. risk för ras och gas. Vi kommer behöva anlita dykare, men det krävs förstås en riskanalys först. Alla material som används måste tåla att vara omgivna av fjärrvärmevatten som kan bli upp till 100 grader varmt.
När materialet väl är på plats och lagret är plomberat och vattenfyllt kan man inte heller göra några ändringar.
– Givarna ska ju kunna fortsätta att ge data i många år. Vi räknar med att vi får de första resultaten först 2024.
Läs mer om Mälarenergis bergrum här