Energilagring gir store gevinster

-Framtida handler ikke bare om hvordan vi skal lykkes med å produsere renest mulig energi, men også om mer effektiv energilagring.

For oss er dette et framtidsrettet forretningsområde med et stort potensial, sier avdelingsleder ved Båsum Boring AS, Nils Hanstad.

Bildet: Båsum Boring har vært engasjert i et Enova-støttet prosjekt ved Fjell skole i Drammen, der energilagring er tatt i bruk. Varmebehovet til oppvarming ved Fjell skole skal dekkes med varme levert direkte fra energibrønnene. Foto: Randi K. Ramstad

Nå handler det om termisk lagring av varme, det vil si solvarme og annen overskuddsvarme, i borehull i fjell for direkte bruk i lavtemperatur varmedistribusjonsanlegg. Det betyr enkelt forklart at energi kan lades om sommeren for bruk om vinteren. Et annet alternativ er å benytte energilageret til kjøling om sommeren og oppvarming i den kalde årstiden.
-Kunder som har behov for lav temperatur hele året vil spare store summer på å satse på energilagring. Et eksempel er fotballbaner eller parkeringsplasser som benytter tilførsels temperaturer på 10-13 grader.
I dag sløser vi med energien i stedet for å utnytte teknologien som sikrer lagring og bruk ved behov, mener Hanstad.

Lang erfaring med energiboring
Båsum Boring har lang erfaring med energiboring, å bestandig vært i forkant med teknologi utvikling.
Båsum Boring hadde utførelsen av energilageret i Nydalen næringspark, som ble innviet i 2004. Det var den gang Europas største borehullbaserte varmepumpesystem. Anlegget har 180 borehull og kan produsere ca 6 MW energi for oppvarming og i tillegg 9,5 MW energi til kjøling.
Båsum Boring har også gjennomført boring av 91 brønner på 300 meters dybde i energibrønnparken til Arcus på Gjelleråsen. Det gikk med omlag 7000 meter med isolerte rør fra brønnene og inn til teknisk rom. Sykehuset Østfold og AHus på Lørenskog står også som en del av ei lang referanseliste. Båsum Boring har også levert brønner ned til 1500 meter for å hente opp vann til direkte oppvarmingsformål.

Fornybar energi lite utnyttet
-Vi har i utgangspunktet mye fornybar energi rundt oss som i dag blir lite utnyttet. Dermed er utfordringen å lagre energi for bruk i perioder vi har behov for ekstra tilskudd til en lavest mulig pris.
Et praktisk eksempel er en fotballbane. Når sola skinner kan temperaturen i banedekket komme opp i 40 grader. Da sirkulerer vi varmen og lagrer energien i fjellet. Dermed kan vi også holde banedekket isfritt om vinteren. Det er kostbart å bygge ut strømnettet i Norge, og med denne metoden vil både samfunnet og den enkelte forbruker spare betydelige summer ved å ta i bruk energilagring for anlegg som krever et lavt varmenivå, sier Hanstad videre.
-Vi har omgivelsestemperaturer rundt oss som kan utnyttes i en rekke ulike systemer. Eksempelvis avkast ventilasjon, gulvvarme om sommeren, det kan benyttes solfangere på taket, solceller som produserer strøm til ei varmepumpe der energien kan dumpes til et lager. Dermed er det mulig å etablere en rekke ulike temperatursoner. Det varmeste vannet lagres da i midten, med de lavere temperaturene rundt for å isolere varmtvannet. På den måten kan større energimengder til ulike formål lagres for sitt bruk, forklarer Hanstad.

Fjell skole i Drammen
Båsum Boring har vært engasjert i et Enova-støttet prosjekt ved Fjell skole i Drammen, der energilagring er tatt i bruk. Varmebehovet til oppvarming ved Fjell skole skal dekkes med varme levert direkte fra energibrønnene uten bruk av varmepumpe. Drammen Eiendom har gitt energilageret ved Fjell skole navnet Geotermos. Varme til lading av Geotermosen kommer dels fra solfangere og dels fra varmepumpe. El-forsyningen til varmepumpen vil dels komme fra solceller og dels fra nettet. Gitt en effektfaktor på 3-4, vil de variable enhetskostnadene for forsyning til Geotermosen være om lag 10-15 øre/kWh.

I dette ligger bruk av el i perioder når nettleien er lav. I investeringen vil det være merkostnader på solceller, solfangere og opplading av Geotermosen. Investeringen i energibrønner er lavere fordi brønnene utnyttes bedre per meter sammenlignet med vanlige energibrønner. Varmepumpen blir også mindre på grunn av lengre brukstid sammenlignet med opprinnelig prosjektert varmepumpe i tradisjonell energibrønn-løsning. Men totalt sett i en slik innovativ løsning må det legges inn ekstra tiltak som gir en merkostnad på investeringen.

Rådgiverselskapet Asplan Viak mener Geotermos har potensial til å utnytte solenergi i fyringssesongen til konkurransedyktige enhetskostnader. I fremtiden kan denne lønnsomheten være knyttet til times- og sesongvariasjoner i el-pris, blant annet fordi man nettopp kan la være å etterspørre el i høyprisperioder.
Nøye effekt- og energistyring og oppfølging i Drammen Eiendom sitt SD-anlegg og EOSsystem er derfor et viktig suksesskriterium for Geotermos og Fjell-prosjektet.


Bildet: Kunder som har behov for lav temperatur hele året vil spare store summer på å satse på energilagring mener avdelingsleder Nils Hanstad i Båsum Boring.

Kombinasjon av kjente teknologier
Hanstad forklarer at dette prosjektet kombinerer kjente teknologielementer som hver for seg er vel utprøvd. Utover et demonstrasjonsanlegg ved NMBU på Ås, som er i oppstartsfasen, er prosjektet på Fjell banebrytende i norsk sammenheng. Dette fordi det leverer varme direkte fra energibrønnene til lavtemperatur varmesystemet, – det vil si gulvvarme i skolebygget.  

Å høste solvarme på sommerdager er forholdsvis enkelt og rimelig. Hovedutfordringen med solvarme er å skape systemer slik at den kan nyttiggjøres. Her er sesonglagring et sentralt stikkord. Det å utnytte sesonglagret varme inngår også i prosjektet, i første rekke ved at man legger til grunn såpass lave temperaturer som 25 grader i gulvvarmeanlegg.
Sesongvarmelagre er i og for seg kjent teknologi, men likevel lite brukt. Solenergi i seg selv nesten er gratis, samt at ekstra energi til varmepumpen kan hentes når effektleddet og energiprisen er minimal.


Bildet: For å lage energilageret mest mulig effektivt kan flere relativt grunne brønner kobles sammen i serie fra midten og ut. Varmen tilføres da i midten og kollektorvæsken kjøles av når den sirkulerer gjennom flere seriekoblede brønner mot utkanten av brønnparken.


Varmelagring i borehull
Hanstad forklarer at et borehullsbasert energilager lages ved å plassere borehullene relativt nære hverandre, gjerne fire til sju meter. Størrelsen på energilageret og temperaturnivået avgjør hvor stort varmetapet til omgivelsene blir. Varmetapet vil være minst i energilagre der volumet er størst mulig sammenlignet med energilagerets overflateareal. Temperaturforskjellen mellom omgivelsene og energilageret er liten. Temperaturen er lavest og varmetapet er størst i de ytterste borehullene i energilageret. Borehullene i midten av energilageret vil ha høyest temperatur og minst varmetap. For å lage energilageret mest mulig effektivt kan flere relativt grunne brønner kobles sammen i serie fra midten og ut. Varmen tilføres da i midten og kollektorvæsken kjøles av når den sirkulerer gjennom flere seriekoblede brønner mot utkanten av brønnparken. Når varme skal hentes ut fra lageret, sirkulerer kollektorvæsken andre veien, og varmes opp mot midten av lagret.

Kost/nytte
Det hersker fortsatt noe usikkerhet om kost-nytte effekten av energilagring, men Hanstad mener det er store penger å spare på drift. Han anslår reduksjon i driftskostnadene med 60-80 prosent, men legger ikke skjul på at investeringene er noe høyere enn ved kun å benytte den elektriske kraften, olje eller gass, som kan kjøpes til markedspris.
Kostnaden ved å etablere et tradisjonelt varmeanlegg på en fotballbane ligger i dag i størrelsesorden fire til seks millioner kroner. Hanstad mener metoden med etablering av energilagring skal gi en besparelse på både investering og drift sammenlignet med et tradisjonelt varmepumpeanlegg.
Hanstad mener videre det vil være gunstig å tenke energilagring også for fjernvarmeanleggene rundt om i norske byer.
Det er Schneider Electric som har levert energistyringssystemene til Drammen kommune, og selskapet mener Drammen kommune er et godt eksempel på hvordan man kan bruke teknologi til å spare både miljø og penger.