Baggrund: Case fra VEKS’ årsberetning 2022
Høje Taastrup Fjernvarme og VEKS har opført og ejer i fællesskab et damvarmelager, som ligger på Bondehøjvej i Taastrup tæt på både transmissions- og distributionssystemet. Lageret sikrer bedre udnyttelse af el- og varmeproduktionen i det storkøbenhavnske system - til gavn for den grønne omstilling.
Den primære idé med lageret er, at man lagrer fjernvarmen, når den er billig at producere - omvendt udnytter man varmen fra lageret, når varmen er dyr at producere.
Banebrydende pionerprojekt
Det er første gang man ser denne type varmelager i et af de store fjernvarmesystemer i Danmark, idet man løbende tilfører og aftager energi afhængig af pris, udbud og efterspørgsel. Lageret fungerer som et ”ugevarmelager”, hvilket er til forskel fra eksisterende sæsonlagre, hvor man opsparer sommerens solvarme i varmelagre og først udnytter varmen, når varmesæsonen starter.
Da parterne skulle udvikle lageret, tog man udgangspunkt i erfaringer fra ovennævnte eksisteren- de damvarmelagre, men man kunne ikke ”hive alle erfaringer ned fra hylden”. Selve idéen med et uge- lager er ny, og sætter andre krav til materialevalget. De højere temperaturer kombineret med, at man of- tere op- og aflader medførte, at man måtte anvende en større grad af uprøvede materialer. Derudover er forretningsmodellen og optimeringsmetoden ny. Disse pioner-forhold har medvirket til, at udviklings- projektet - til både materialeudvikling samt et måleprogram - har fået et tilskud på 13 millioner kr. fra EUDP, som er Energistyrelsens pulje til støtte af ud- viklingsprojekter.
Et lager er et lager…
Der er tale om et damvarmelager; en dam er som bekendt en lille sø. Denne type termiske varmelag- ring er den billigste måde at lagre energi på i energisystemer til forskel fra eksisterende stål-akkumulatortanke samt andre lagertyper såsom sten og sand.
Ved både Avedøreværket og Amagerværket findes der akkumulator-tanke, som lagrer varmen. Disse ståltanke styrer og opretholder samtidig trykket i nettet, og er er i stand til at levere store energi- mængder hurtigt. Tankenes kapacitet (Avedøre- værket 24.000 m3) er dog begrænsede set i relation til hovedstadsområdets meget store fjernvarmenet.
Damvarmelagre er modsat tanke ikke under tryk, og indeholder kun meget lidt dyrt stål, hvilket alt i alt gør etableringen langt billigere.
Til forskel fra ståltank-anlæg kræver et damvarme- lager til gengæld en del plads, hvilket findes i VEKS’ forsyningsområde til en rimelig pris i landzoneområderne.
Samarbejde
Lageret fungerer som en buffer, og er - i praksis - et udtryk for sektorkobling mellem el og fjernvarme. I fremtiden vil fjernvarme i højere grad produceres på el, og i en verden med stærkt varierende elpriser over døgnet, vil værdien af varmelagring stige. Både varmeselskaberne og producenterne får nytte af projektet, hvorfor producenterne også har bidraget økonomisk til lageret. Ørsted kan fx nyde godt af at kunne lagre varmen, når elprisen er høj. Affaldsenergianlæg, som Vestforbrænding og ARGO, får nytte af lageret særligt om sommeren, hvor var- men kan være svær at afsætte pga. af lavt varme- forbrug. CTR og VEKS får yderligere nytte af varme- lageret, da lageret også kan spare lokal spidslast om vinteren og i nogle tilfælde reservelast. Disse lokale kedler er i dag typisk baseret på fossile brændsler.
Raffinerede varmeplaner
Varmelast har til opgave at sikre den daglige optimering af varmesystemet. Lageret har en op- og af- ledningskapacitet på 30 MW, og vil bidrage til at raffinere Varmelasts varmeplaner: Med det nye lager er der kommet en større smidighed i det storkøbenhavnske energisystem.
Varmelageret fungerer som det ”nye håndtag”. Man kan nu beregne, hvornår det kan betale sig enten at trække varme fra varmelageret, eller hvornår det er mest givtigt at lagre varmen - ud fra en syvdags horisont. Producenterne melder ind, hvilken varme- kapacitet der er til rådighed på værkerne, og var- meplanen defineres efter den billigste varme.
Rent praktisk oplades lageret fra transmissionsnet- tet og leverer varme til Høje Taastrup Fjernvarmes net, som er stort nok til at modtage varmen.
Uprøvet teknologi - vidensdeling
Projektet er et eksempel på, at åben videndeling om transmissions- og distributionsnet er en meget vigtig forudsætning for at få sådanne projekter til at lykkes.
Det har været en stor fordel for projektgruppen bag damvarmelageret, at man kunne indhente erfaringer fra andre danske sæsonlagre med hensyn til konstruktion og låg. Trods denne vidensdeling har projektgruppen bag VEKS’ og Høje Taastrup Fjern- varmes varmelager også måtte gennemføre en række test, for at kunne træffe de rette teknologiske valg og løsninger.
Undervejs løb projektet ind i udfordringer, fordi man testede uprøvet teknologi. Der blev indhøstet man- ge erfaringer, og man ændrede både materialevalg og lågløsning. Denne læringsproces kendetegner ofte et udviklingsprojekt, der jo som omtalt er støttet af EUDP. EUDP lægger i øvrigt vægt på, at man skal være åben i sin kommunikation - det gælder både de gode og mindre gode erfaringer, man gør sig undervejs.
Alt i alt vil projektet bidrage til at speede udviklin- gen inden for varmelagring op, som er et stærkt voksende felt inden for hele fjernvarmebranchen.
Liner
Man vidste fra starten, at der er stor forskel på at anvende plastik til damvarmelageret i forhold til stål i tanke. Stål er gennemprøvet og anvendt til utrolig mange formål i utrolig mange år.
Plastik er som konstruktionsmateriale et meget yng- re og mindre erfaringsbaseret produkt. Og da man i dette projekt har løbende op- og afladning, ender man med at have en højere gennemsnitstemperatur på fjernvarmevandet, hvilket udfordrer plastikmaterialet i højere grad end vandet i de sædvanlige sæsonlagre i de decentrale fjernvarmesystemer.
Varmelageret blev derfor udstyret med en nyudviklet liner til bassinets bund og sider. Lineren er spe- cialdesignet til høje temperaturer i fjernvarmesystemet over året, og kan tåle op til en konstant temperatur på 90 grader. I løbet af udvælgelsesprocessen har projektets rådgiver Plan Energi spillet en afgørende rolle. Lineren er fabrikeret af PolyPropylen, som er udviklet og specialfremstillet i det østrigske innovations-projekt gigaTES. Lineren har en forventet levetid på over 30 år ved de høje temperaturer, hvilket er testet af Linz Universitet i Østrig.
Der opstod desværre undervejs problemer med den første liners kvalitet og den udførte montering. Lang historie kort: Bassinet holdt ikke tæt, og man måtte montere en helt nyudviklet liner. Det medførte en forsinkelse i projektet, som ingen kunne have forud- set. Lineren er desuden monteret med en nyudviklet lækagekontrol.
Låg
Mange beslutninger måtte træffes, før man fandt den rigtige lågløsning. Under projekteringsfasen erfarerede man, at flere af landets solvarmelagre har problemer med deres låg. I branchen er der stor åbenhed, så man kan tage ved lære af hinandens gode såvel som dårlige erfaringer. Summa summarum blev lågets design justeret sideløbende med at Teknologisk Institut testede forskellige isoleringsmaterialer til låget.
Den valgte lågløsning er designet som en diffusions- åben konstruktion, der kan udlede vanddamp gen- nem ventilationshætter. Derved undgår man, at vanddamp beskadiger den isolerende opbygning. Man kan i øvrigt gå på låget ved inspektion.
Låget er desuden opdelt i sektioner, som sikrer, at regnvand effektivt ledes bort - og giver minimal vedligeholdelse. Varmetabet fra lager og låg er be- regnet til formentlig ca. 8-9%.
Evig læring
Lagring vil fremover få en voksende betydning. Ikke kun for at udnytte mere vind og sol, men også for at kunne honorere flere typer overskudsvarme baseret på varmepumper.
Man har hentet masser af læring fra projekterings- og anlægsfasen. Nu venter opsamling af driftserfaringer. Til det formål vil man overvåge driften nøje for at blive klogere på lagring og for løbende at optimere driften af lageret til gavn for hele systemet.
Til projektet er der desuden tilknyttet et 3-årigt måleprogram. Denne del af projektet varetages af DTU i samarbejde med Plan Energi, Høje Taastrup Fjernvarme og VEKS.
Alt i alt vil projektet fremover opsamle - ikke mindst teknologisk - erfaring og læring, som alle involverede parter vil dele med branchen i ind- og udland. En vigtig grundsten i et udviklingsprojekt.
Varmelageret blev officielt indviet medio april 2023