Siemens: Nyt kølemiddel gør store varmepumper klar til fjernvarmen
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
By signing up, you agree to our Terms & Conditions and agree that Teknologiens Mediehus and the IDA Group may occasionally contact you regarding events, analyzes, news, offers, etc. by telephone, SMS and email. Newsletters and emails from Teknologiens Mediehus may contain marketing from marketing partners.

Siemens: Nyt kølemiddel gør store varmepumper klar til fjernvarmen

Illustration: Siemens

Siemens melder nu klar til at være med til at elektrificere fjernvarmesektoren med de helt store varmepumper i størrelsesordenen 20 MW til 150 MW. Det er varmepumper, som ifølge virksomhedens beregninger vil være en god forretning for knap halvdelen af alle fjernvarmeværker i Danmark.

I en ny rapport har Siemens dels regnet på rentabiliteten i at installere de store varmepumper i fjernvarmeområder med en vis varmepris og adgang til en varmekilde – dels har de fundet et mere klimavenligt kølemiddel, som gør det muligt at tage store varmepumper i brug i Danmark.

Læs også: Varmepumper vipper biomasse af pinden, hvis lav elvarme-afgift gennemføres

Tidligere er en dansk særregel blevet anset for en uoverstigelig barriere for de store varmepumper, fordi en varmepumpe højst måtte anvende 10 kg HFC-kølemiddel.

Men ifølge salgsdirektør i Siemens Power & Gas, Knud Brandelev, findes der i dag et kommercielt tilgængeligt kølemiddel ved navn, R1234ze(E), der har en såkaldt Global Warming Potential under 1 CO2-ækvivalent (CO2-e), hvor kravet ligger på højst 5 CO2-e.

Læs også: Cerius erstatter klimasynderen SF₆ med nyudviklet gas

»Vi ser dette kølemiddel som fremtiden for de store varmepumper. Det er velegnet til de høje temperaturer, vi arbejder med; det kan ikke brænde ved under 30 grader og har også andre gode egenskaber,« siger han.

Han tilføjer, at kølemidlet kan bruges ved alle temperaturer op til 95 grader Celcius. Det er således ikke er bundet til en fast fremløbstemperatur.

Illustration: Siemens

Ingen øvre grænser

Siemens’ varmepumper er såkaldt centrifugalkompressorer, der er velegnede til store volumener, og Knud Brandelev ser ikke umiddelbart nogen øvre grænser for effekten på varmepumpen.

Læs også: Spildvarme fra industrien kan dække forbruget i 128.000 huse

Hos Grøn Energi, som er Dansk Fjernvarmes Tænketank, kalder udviklings- og analysechef Jesper Koch ’fundet’ af det nye kølemiddel for både overraskende og alle tiders:

»Et miljøvenligt kølemiddel er en forudsætning for, at de store varmepumper kan komme ind i fjernvarmen,« siger han.

Han fremhæver, at hvis det store potentiale, som Siemens nævner, skal realiseres, så kræver det, at politikerne fjerner kraftvarme-kravet, som reelt umuliggør anvendelse af store varmepumper i de centrale kraftvarmesystemer omkring de store byer.

Læs også: Energiprofessor til politikere: Vi har ikke brug for flere biomasse-værker

»Det er meget vigtigt at få lavet om på disse regler, så det som udgangspunkt er tilladt at integrere store varmepumper i de store kraftvarmesystemer,« siger han.

Tilbagebetaling på 6,2 år i snit

Siemens-studiets hovedkonklusion er som nævnt, at elektrificeringen af varmeproduktionen i knap halvdelen af fjernvarmeproduktionen gennem varmepumper vil være rentabelt med en gennemsnitlig tilbagebetalingstid på 6,2 år afhængigt af størrelsen på varmepumpen og typen af varmekilde.

Læs også: Energikommissionen: Vi kan snart ikke hælde mere vedvarende energi ind i systemet

Hvis disse projekter realiseres, vil det ifølge rapporten kunne spare det danske samfund for udledning af 2,6 mio,. ton CO2 om året, fordi de fossile brændsler erstattes af varmepumper, som er langt mere effektive end (kraft)varmeproduktion på gas, kul og biomasse.

Beregninger er foretaget med udgangspunkt i værker med en varmepris på 275 kroner/350 kroner pr. MWh og derover for henholdsvis store og mindre værker plus at der skal være adgang til en varmekilde i form af havvand- eller spildevand.

Spildevand giver højst effektivitet

Spildevand er det bedste for virkningsgrad og økonomi på grund af spildevandets højere temperatur – næstbedst er havvand. Ifølge rapporten matcher placeringen af kraftvarmeværker og spildevand mange steder i landet (se kort). Konkret har man regnet med en såkaldt Cop-faktor (Coefficient Of Performance) på 3,2 med spildvand som varmekilder og 2,8, hvis det er havvand.

Læs også: Spildevandsanlæg vil producere energi

Rapporten har regnet på tre størrelser varmepumper i fjernvarmeværkerne, nemlig 20 MW, 50 MW og 150 MW. Den mindste egner sig til byer som Svendborg eller Næstved, mellemstørrelsen til byer som Silkeborg eller Herning og de største til store byer som Aalborg eller Odense.

Siemens henviser i øvrigt i sin rapport til Sverige, hvor store varmepumper i Stockholm gennem mange år har leveret ca. 50 pct. af indbyggernes varmeforbrug. Byens varmepumper har hver især en størrelsesorden fra 11 MW til 30 MW, som henter energien fra søvand, havvand eller spildevand.

"Coefficient Of Performance på 3,2 med spildvand som varmekilder og 2,8, hvis det er havvand"
Det er kilder med vintertemperatur på 0-10 grader.
Endnu højere CoP kan (i lavprisperioder i blæst) fås på varmepumpedelen hvis dens varmereservoir kommer fra konverteringstabet i brintelektrolyse. Varmekilden kan også udbygges som lavtemperaturlager mellem 10 og 50 grader så det kan fortsætte i nogle dage i pausen mellem flere blæsevejr.

Den danske del af NEL skal levere påfyldning til over 400 brintstationer i Nordamerika, og den norske del skal lave elektrolysen på ialt 1 gigawatt. https://www.tu.no/artikler/milliardkontrak...
Det giver en stor mængde spildvarme som ligeså godt kan udnyttes til noget fornuftigt, og det kan fx ske hvis der også kommer nogle stationer i lande med fjernvarme. Der skal bruges andet end dyr letolie i langtgående skibe og færger, og det kan måske blive brint. Personbiler på brint kan næppe blive andet end en niche fordi batteribiler er så veludviklede.

  • 3
  • 2

Hvis spildevand kan bruges ved 15 - 5 gr.C så kan man vel finde en del steder hvor der er geo-termisk varme til rådighed. Det er måske 30-40 gr.C. og det kan så blandes.
Eller man kan måske finde/benytte en billigere type geo termisk brønd, som kan levere ved lavere temperatur, således at tilbagebetalingen stadig bliver i et fornuftigt område.

  • 5
  • 0

Nogen der har et bud på hvor det nye kølemiddel er bedre end ammoniak som i dag er det foretrukne middel til store anlæg og høj temperatur ?

  • 3
  • 0

Når man ser på oversigtskortet, så angives der at der i Odense er adgang til havvand.
Det urealistisk, når placeringen er i bunden af Odense Fjord, som er et habitatsområde.
Enhver temperaturændring i nærområdet bliver af lystfiskerforeninger og Dansk Naturfredningsforening omgående påklaget.

  • 2
  • 1

"Beregninger er foretaget med udgangspunkt i værker med en varmepris på 275 kroner/350 kroner pr. MWh".

Så er det jo væsentligt billigere at varme med elradiatorer eller med decentrale varmepumper.

  • 2
  • 4

Som jeg læser artiklen, du refererer til, er det udstyret, der skal leveres og ikke brinten. Brinten fremstilles lokalt på de spredte stationer, og det vil gøre varmegenindvindingen, som du foreslår vanskelig. Se:

equipment supplier to create the largest hydrogen network in the world that will cover over 2,000 miles and include 16 stations. Hydrogen stations will initially produce up to eight tons daily, but can also be expanded up to 32 tons per day.

  • 0
  • 0

Det lugter lidt af Siemens har fundet nyt segment de ønsker at tjene penge på!
Men det lyder som en virkelig dårlig ide for miljøet og danmark som et foregangsland inden for grøn energi!!!
- R1234ze bliver til TFA (som er giftigt).
- Man kender ikke de langvarige konsekvenser ved brug af HFO kølemidler (Som R1234ze)
- Naturlige kølemidler som ammoniak har en bedre virkningsgrad (Ja. ammoniak er giftigt, men man kan i det mindste lugte et udslip i modsætning til HFO kølemidler)

  • 5
  • 0

I henhold til arbejds tilsynet og EN378 som er kravet ved ammoniak varmepumpe og køleanlæg opstilling, er det et spørsmål om fyldnings mængden og placering, for hvornår der er krav til detektion (Mener det er 10 kg)

Men generelt er det altid en god ide!

  • 4
  • 0

Karsten
Som jeg læser det (Ret mig hvis jeg tager fejl)
Der er krav til gasalarm/detektering ved krav til maskinrum (Som er 25 kg ved placering indendøre, ikke 10 kg som jeg tideligere skrev)

4,3 beskiver alarm grænserne

  • 1
  • 0

Der er stort set intet kemisk kølemiddel der har overlevet klimakravene. Alle kølemidlerne er blevet forbudte, enten på grund af skade på ozonlaget eller på grund af drivhus effekten. Gruppen af kølemidler R123...xx er først og fremmest blevet udviklet til automobilbranchen. På nuværende tidspunkt findes der ikke nogen undersøgelser der klart kan klarlægge sundhedsvirkning og klimavirkning på lang sigt. Husker stadig da R12 og R22 blev lanceret som "Sikkerhedskølemidler", hvor det senere viste sig bestemt ikke at være "sikkre" kølemidler. R1234ze er et relativt dyrt kølemiddel og så vidt vides kun fabrikkeres af 2 fabrikker på verdensplan. Det nævnes i artiklen at anlæggene er baseret på centrifugalkompressorer. Disse kompressorer udemærker sig ved at kunne levere store kølemiddel volumener men med relativ lavt trykløft. Varmepumper har netop brug for relative høje trykløft, hvorfor stempel- og skruekompressorer vinder på effektiviteten. Derfor er de fleste større varmepumper idag stempel- og skruekompressorer baseret på ammoniak som kølemiddel. Erfaringer viser at varmepumpeanlæg baseret på ammoniak har en effektivitet der er ca. 10-15% højere end varmepumper med R1234ze. Ganske interessant at vores rejse gennem de sidste 100 år i køleteknikens verden er startet op med kølemidler som ammoniak R717 og kulsyre R744 , hvorefter turen har passeret adskillige kemiske kølemidler og at vi nu tilsyneladende igen bruger R717 og R744 i større industrielle køletekniske installationer. Rygter siger at disse kølemidler er brandfarlige og giftige. Jo, man slår grise ihjel med CO2 og ammoniak lugter ganske fælt, men det har køleindustrien lært at håndtere for mange årtier siden. Selv om varmepumpeanlæg med R1234ze skulle være billigere end tilsvarende med R717, så bidrager investeringen kun med 20-30 % af levetidsomkostningerne. Resten er drift- og vedligeholdelses omkostninger, her mest strømforbruget. Så varmepumpeanlæg med ammoniak vinder når man kigger med levetidsbriller.

  • 5
  • 0

Det kan meget vel være en vigtig, ny teknologi.

Men når Danmark fortsat har tåbelige regler, som omtales igen og igen, som gør det uøkonomisk at genbruge spildvarme (e.g. fra kontor- og forretninger), så kan jeg kun smile af det her ny stads.

Det er uacceptabelt at smide energi bort !

  • 0
  • 0