Varje dag året runt är Stockholm beroende av sin sjövärme, oavsett om värmepumparna är på eller ej. De gör lika stor nytta när de är avstängda, både för fjärrvärmen och elnätet.
Som forskningschef på Stockholm Exergi kan Fabian Levihn nästan tycka det är synd att sjövärmens teknologi är så välprövad, säker och kostnadseffektiv för energisystemet då den därför inte behöver mer forskning. När allt fungerar blir uppmärksamheten låg.
Det började för länge sedan när Värtaverkets ingenjörer pekade ut över fjärden och föreslog att man skulle ta vattnets värme upp på land. Den kunde användas i fjärrvärmenätet, sa de.
Det som behövdes var några värmepumpar. Det skulle bli både säkrare och billigare, ”i dessa oroliga tider”.
Få förstod vidden av förslaget och vattnet var definitivt inte varmt påpekade kommunfullmäktige. Men okej – kör på, vi litar på er. 40 år senare är Stockholm fortfarande världens värmepumpshuvdstad. Åtminstone om man går efter pumparnas storlek och deras samverkan med resten av energisystemet.
Tredubblar energin
– Utan värmen från Lilla Värtan hade huvudstadens elnät haft betydligt mindre kapacitet, konstaterar Fabian Levihn. På land förenas den med liknande hydrotermisk energi ur stadens avlopp.
Värmepumparnas finess är att de genom att processa vattnets värme tredubblar den energi som de själva använder i form av el. Värmeenergin pumpas vidare till fjärrvärmenätet som på sitt sätt frigör ny elektrisk energi i elnätet.
Det är givetvis fascinerande hur ting hänger ihop, tycker Fabian Levihn, men han är nästan mer imponerad över sina historiska kollegors påhittighet när de släpade, bokstavligen talat med båt, en 170 meter lång rörledning byggd av trä ut i sjön mellan Östermalm och Lidingö. Den ligger fortfarande kvar med insuget flytande på precis lagom djup.
Vattnet är varmare längre ner, men värme är ett högst relativt begrepp på sjön. Om vintern når inte temperaturen högre än 3–4 grader men det räcker. Också kallt vatten är fullt av energi.
Varje pumpvänlig dag sväljer det tre meter breda rörgapet i Lilla Värtan en hel älv inåt land. Vid Ropstens kajer sugs vattnet upp och fördelas till Stockholm Exergis tre stora värmecentraler för exklusiv sjövärme.
Värmepumparna höjer temperaturen medan det nu ännu kallare sjövattnet återgår till fjärden. Så har dagarna sett ut i nästan 40 år.
Det började för 40 år sen
1983 ansökte dåvarande Stockholm Energi om att få uppföra sjövattenbaserade värmepumpar på totalt 100 MW kapacitet. Man ville ”bortledninga” vatten från Lilla Värtan, som man skrev i sin koncessionsansökan.
Trots, eller kanske tack vare det kreativa nyordet godkändes planen av Vattendomstolen. Det uppmuntrade Stockholms kommunfullmäktige till att ta det som idag framstår som ett av Sveriges modigaste energibeslut i skarven mellan olja och kärnkraft.
Av en händelse råkade forskningschefen komma till världen samtidigt. Fabian Levihn föddes 1983 när Värtaverket och Stockholms kommunfullmäktige signerade de första dokumenten kring det som skulle bli den världsunika Ropstensanläggningen som man nu kan promenera runt på.
Så nu sitter han där 40 år senare med de nästan jämnåriga rören. Anläggningen behövde dock något längre tid på att skruvas ihop och sattes i drift först 1986.
Först byggdes fyra värmepumpar med 22,3 MW effekt per pump, fördelade på de två hallarna Ropsten 1 och 2. De blå aggregaten levererades av Friotherm, en ledande europeisk leverantör i Österrike. Där konstruerades den första kommersiella värmepumpen redan 1856 så det var ingen pilotanläggning man beställde, utan enbart den största.
Testkörning vid reningsverket
Också Värtaverket hade övat på konceptet. Under ett par år hade man testkört en stor värmepump vid Louddens reningsverk längre neråt Gärdet, men då med renat avloppsvatten som värmekälla. Det var där man samlade på sig värmepumpskompetensen och putsade argumenten inför kommunfullmäktige.
Det blev så lyckat att staden också beslutade att skrota olja som bränsle i det då planerade Hammarbyverket. Nu krokade man istället på trenden med vattenvärme genom att ta energin från Henriksdals reningsverks avloppsvatten. Man behövde inte ens tänka nytt. Därför är värmecentralerna i Ropsten och Hammarbyverket byggda efter samma ritning med nära på identiska aggregat.
Så dimensionerna höll sig stora även för avloppsvärmen. Fortfarande är Hammarbyverket världens största värmepumpsanläggning som utvinner fjärrvärme ur avloppsvatten. Idag har verket sju värmepumpar på totalt 225 MW.
Ropsten blev å sin sida Europas, kanske också världens, största värmepumpsanläggning för sjövärme med en sammanlagd effekt kring 275 MW, inklusive sladden Ropsten 3 som utrustades med sex värmepumpar på 21 MW styck.
Sjövärme i Sverige
Det är enbart Stockholm Exergi som använder sjövärme i större skala. Även Eon har ett par tre mindre anläggningar för sjövärme.
Källa: Energiföretagen
Växande värmebehov
Under 1980-talet byggde Stockholms kommunala energibolag stora värmepumpsanläggningar på löpande band. Motivationen var en blandning av den växande storstadens ökande värmebehov och höga energipriser, då särskilt på olja, samt kärnkraftens expansion.
All ny planerad kraftproduktion skulle ge ett stort elöverskott till låg kostnad, resonerade man. Elförbrukande värmepumpar sågs därför som en smart lösning även på lite längre sikt. Det man rimligtvis inte hade full koll på var framtidens och omvärldens utveckling, men lite tur ska man också ha.
Den idag supersmarta balanserande nyttan som värmepumparna har fått i det moderna energisystemet växte fram som en bonuseffekt. Det blev också mycket gynnsamt när det huvudsakligen ekonomiska beslutet att skippa oljeeldning i Hammarbyverket senare visade sig vara ett byte till en mycket klimatvänlig energikälla.
Med sjövärmens värmepumpar kan vi hantera både väldigt höga och väldigt låga energipriser. Det hjälper oss att minska risken för stora variationer i råvarupriserna.
Flyttbar anläggning med flyt
För att ändå säkra en eventuell nedskalering föreslog Värtaverket det udda greppet att Ropsten 3 skulle vara en flyttbar anläggning, i praktiken flytbar. Den byggdes därför på en pråm så den lätt kunde släpas vidare till annan ort om den eldrivna värmeproduktionen blev för kostsam.
Fiffigt tänkt, tycker Fabian Levihn, rent av ett tips till andra kustnära kommuner som har trångt om plats på land. En pråm är ett fartyg som med rätt underhåll kan ligga i sjön till evig tid.
– Ropsten 3 skulle inte användas särskilt länge. Det fanns en stark förväntan på ökad elförbrukning i samhället och anläggningen skulle bli onyttig, säger Fabian Levihn.
Den dagen kom aldrig. Rätt nog minskade elöverskottet och priserna höjdes men nyttigheten fanns kvar tack vare att hela energisystemet förändrades. Idag är det inte kärnkraften som motiverar sjövärmens drift utan vindkraft.
Elmarknaden avreglerades och med tiden blev allt så komplext, intermittent, volatilt, flexibelt och en rad andra synonymer för oplanerbarhet att den provisoriska pråmen ligger kvar, mer nyttig än någonsin.
Kombineras med kraftvärme
– Sjövärmen ger Stockholm en stor fördel och många möjligheter till förbättrad kapacitet. Och den går utmärkt att kombinera med våra stora kraftvärmeblock, säger Fabian Levihn.
Logiken bakom systemet förutsätter en ständigt flexibel balans mellan olika typer av energiproduktion och energipriser. När tillgången på vindkraft är god och elpriserna låga är Stockholm Exergi nettokonsument av el.
– Då använder vi så mycket el som möjligt för att göra fjärrvärme av värmepumpar och elpannor.
I motsatt fall när elpriserna blir för höga ökar man istället värme- och elproduktionen från det bioeldade kraftvärmeverket. Då prioriteras värmepumparna ner.
Sjövärme i Stockholm
Året runt utvinner Stockholm Exergi förnybar värme från skärgårdens sjövatten. Stora rör leder vattnet upp till Europas största värmepumpar. Där växlas värmen vidare till fjärrvärmenätet vars effekt avlastar elnätet. Det avkylda sjövattnet återförs till fjärden för ny uppvärmning.
Samtidigt ligger sjövärmen i beredskap för att avlasta kraftvärmen om priserna på biobränsle sticker iväg.
– Med sjövärmens värmepumpar kan vi hantera både väldigt höga och väldigt låga energipriser. Det hjälper oss att minska risken för stora variationer i råvarupriserna, säger Fabian Levihn.
Förmågan att lokalt kunna agera åt båda hållen blir väldig viktig i tiden framöver, menar Fabian Levihn. Växlandet mellan produktion och konsumtion av el kan bli en kritisk förmåga för både energisystemet, ekonomin och energikunderna.
I Stockholm har vattenvärmen blivit en grundläggande förutsättning för hela energisystemet. Den är det stockholmska el- och fjärrvärmenätets fundament. Det kan kännas som stora ord men det är mest för att de uttalas så sällan.
Tillsammans bidrar sjövärmens 275 MW och 225 MW från renat avloppsvatten med mer effekt i energisystemet än vad hela Uppsala kan göra av med en kall vinterdag.
Värme från avloppsvatten kan vara några grader varmare och upplevas ha ett högre värde men det motiverar inte tystnaden kring sjövärmen.
Krävs bättre incitament
Betydligt fler fjärrvärmenät än hittills hade kunnat bygga några insug med sjövärme, tycker Fabian Levihn. Tid till insikt har det funnits gott om en nu blev det inte så, av olika marknads- och politiska orsaker.
Istället trendade solvärmen fram på den förnybara värmemarknaden. Med sina soluppvärmda vattenfyllda solfångare fick man samhällsbidrag till allt större anläggningar kopplade till fjärrvärme. Efterhand försvann nyhetens behag och marknaden tynade bort. Solvärmeparken på 1,5 MW i Härnösand var 2021 den första stora nybyggda anläggningen på tjugo år.
Detta nämns då vi i all blygsamhet kan påminna om att också sjövärme är lagrad solvärme. Sveriges största solenergilager är emellertid helt osynligt fast det ligger mitt i synfältet för landets 82 kustkommuner.
Avloppsvärme från renat avloppsvatten är däremot en uppskattad kommunal energiform, till skillnad från förnybar sjövärme.
– Värme från avloppsvatten kan vara några grader varmare och upplevas ha ett högre värde men det motiverar inte tystnaden kring sjövärmen, säger Fabian Levihn.
Sjövärme är lätt tillgänglig, kostnadseffektiv och välkänd teknologi. Avloppsvärme kräver trots allt att det finns ett reningsverk i närheten, påpekar han.
– Det som behövs är tydliga incitament och ett större intresse från omgivningen men det har vi idag svårt att se.
Morten Valestrand
