I Høje Taastrup, en kommun nordost om Köpenhamn, finns ett 70 000 kubikmeter stort groplager med varmt vatten med en lagringskapacitet på 3300 MWh. Groplagret är inte anslutet till en specifik värmekälla utan är istället kopplat till Köpenhamns stads huvudledning för överföring av fjärrvärme.
Den överskottsvärme som finns i överföringsledningen lagras i groplagret och kan användas i Høje Taastrup när det är högt pris på andra uppvärmningsalternativ. Bakom denna lösning står företaget Aalborg CSP som designar och levererar nyckelfärdiga lösningar för integrerade energisystem baserade på bland annat storskaliga värmepumpar och termisk lagring.
I ett groplager kan värmeenergi lagras från till exempel solvärme, spillvärme eller överskottsel från sol- och vindkraft som kan användas i värmepumpar eller elpannor. Lagringen gör det möjligt att frikoppla konsumtion och produktion, samtidigt som man säkerställer att både bas- och toppbelastning tillgodoses med varmvatten.
– Det ger flexibilitet till värmeföretagen, som kan använda tekniken för att lagra värmeenergi när elpriset är lågt och sedan använda den när elpriset är högt, säger Andreas Zourellis, Vice President of Technical Sales på Aalborg CSP.
Fakta: Groplagret i Høje Taastrup
Under locket på groplagret finns 70 000 kubikmeter varmt vatten. Lagringskapaciteten är 3 300 MWh.
Lagringstekniken förknippas ofta med säsongslagring, men lönsamheten och värdet är mycket högre när den används många gånger per år, som till exempel vid veckolagring enligt Andreas Zourellis:
– Lagringen skapar en tidsmässig koppling mellan värmetillförsel och efterfrågan. Lagringens flexibilitet gör det också möjligt att hela tiden använda den mest kostnadseffektiva värmekällan.
I Danmark finns ungefär 400 fjärrvärmeföretag i Danmark, flera av dem har redan satsat på groplager och några planerar också att utöka sina lager. De flesta av de här verken är antingen kommunalägda eller ägs av energikooperativ. En viktig förklaring till att så många verk har satsat på groplager är att staten erbjuder väldigt fördelaktiga lån till hållbara energilösningar.
– Kommunerna har en egen kreditfond som erbjuder en mycket låg ränta för den här typen av projekt, till och med under 1 procent. Det är ju i princip gratis. I Danmark är läget för fjärrvärmeprojekt gynnsamt, inte bara för groplager, utan för nya hållbara lösningar i allmänhet, säger Andreas Zourellis.
Utmaningar med locket
En av de största utmaningarna med groplager är det översta skiktet, ”locket”, över groplagret. Aalborg CSP har tagit fram två patent på ett väl fungerande lock som fungerar som en typ av isolering.
Det översta skiktet är utformat som en diffusionsöppen konstruktion som gör att ånga kan stiga upp genom den isolerade konstruktionen. Locket är utformat i sektioner för att hantera regn- och snöfall som faller på locket.
De här konstruktionsdetaljerna bidrar till att minimera värmeförlusterna i groplagret. Den stora värmelagringsanläggningen i Høje Taastrup är på 70 000 kubikmeter. Det översta skiktet (11 000 kvadratmeter) är uppdelat i tio sektioner som var och en har en pumpbrunn för att avlägsna ytvatten från täckningen.
– Vår patentlösning bidrar till markant lägre värmeförluster och samtidigt minimeras driftkostnaderna, så det är win-win för alla, säger Andreas Zourellis.
Ju fler cykler som laddas och laddas ur, desto snabbare blir återbetalningstiden. Dessutom minskar värmeförlusterna eftersom vattnet stannar i groplagret under en kortare tid.
Groplagret i Høje Taastrup är ett exempel på hur man kan få till en effektiv och flexibel sektorkoppling som gynnar den totala el- och värmeproduktionen i hela storstadsområdet. Traditionellt har groplagren laddats på sommaren och tömts på vintern. Det räknas som en cykel. När det gäller Høje Taastrup kör operatörerna groplagret i 30 cykler varje år, berättar Andreas Zourellis:
– Nu har de frågat oss om de kan köra det i ännu fler cykler eftersom de ser fördelarna och potentialen. Ju fler cykler som laddas och laddas ur, desto snabbare blir återbetalningstiden för en sådan investering. Dessutom minskar värmeförlusterna eftersom vattnet stannar i groplagret under en kortare tid.
Värms upp när elen är billig
Nästa steg för Aalborg CSP är att undersöka om det är möjligt att installera solpaneler på ”locket” på groplagret.
– På så sätt skulle vi kunna ha en dubbel användning av samma mark – både groplager för lagring och solceller för elproduktion. Det är ett viktigt steg i en ännu mer hållbar användning av energiinfrastruktur och areal, menar Andreas Zourellis.
Andreas Zourellis ser inte groplager som ”rocket scicence”, men han tycker att de är otroligt användbara:
– När elen är riktigt billig från vindkraftverk eller från solceller kan fjärrvärmeföretag köra elpannor eller elvärmepumpar för att producera varmvatten. Överskottet lagras i groplager och kan användas när elpriset stiger igen, säger Andreas Zourellis och avslutar:
– Det här är ett bra exempel på energisektorkoppling. Tekniken har visat sig vara effektiv i många olika länder. Svenska företag som vill minska sina energikostnader och öka sin energieffektivitet bör absolut satsa på groplager.
Goda förutsättningar för svenska groplager
Över 200 svenska städer har goda geologiska förutsättningar för storskalig värmelagring, enligt en studie som genomförts av Högskolan Dalarna i samarbete med Halmstads högskola. De allra flesta fjärrvärmesystem i Sverige har potentiella områden för groplager inom rimligt avstånd från nätet. Det finns dock många fjärrvärmenät som är för små.
– Det behövs en viss volym för att det ska bli lönsamt med ett groplager. Annars är det nog bättre att använda sig av en ackulmulatortank, säger Chris Bales, professor i energiteknik vid Högskolan i Dalarna.
Kostnaderna för att bygga och driva ett groplager är inte så höga, enligt Chris Bales.
– Jag tror också att om man har tillgång till ett groplager kommer man att hitta förutsättningar för att ansluta andra värmekällor till lagret, som till exempel spillvärme från lokala industrier. Varför byggs det inte groplager i Sverige redan nu?
Marie Kofod-Hansen
