Undersökning på systemnivå
Ofta när man undersöker vilka energiåtgärder som är mest effektiva tittar man antingen på byggnaden eller på energitillförseln, men i detta projekt har forskare vid Chalmers knutit ihop dessa båda system för att se vilken systemnytta det kan ge att kombinera dem.
Läs vad forskaren Filip Johnsson, professor i energiteknik vid Chalmers har att säga om projektet!
Ökad väderberoende elproduktion – främst vindkraft – innebär att variationerna i elproduktion ökar, vilket även avspeglar sig i elpriset. I de flesta fjärrvärmesystem utgör kraftvärmeverk en del av produktionskapaciteten och därmed finns en direkt koppling mellan el och värmeproduktionen. Vid ökad variation i elpriset kommer intjäningsförmågan hos kraftvärmeverken – och därmed fjärrvärmesystemen i stort – bero på deras flexibilitet. Då blir det allt viktigare hur man kan koppla samman el- och värmeproduktion med möjligheterna att lagra energin i byggnader.
I detta projekt har forskarna utvecklat och tillämpat en teknisk-ekonomisk optimeringsmodell för att studera tillförsel- och efterfrågekombinationer av el- och värme i fjärrvärmesystem.
De har också genomfört en fallstudie där de har använt byggnader och fjärrvärmesystemet i Göteborg, från vilket generella slutsatser har dragits.
Byggnader som termiskt lager minskar lastvariationerna i fjärrvärmenätet
Projektet visar att man kan utnyttja efterfrågeflexibilitet genom att använda byggnadsstocken som ett termiskt lager. Det kan minska lastvariationerna i fjärrvärmenätet rejält. Genom att tillåta avvikelser i inomhustemperaturen med så lite som + 1 °C kan kortvariga (dagliga) efterfrågevariationer jämnas ut med upp till 18 procent. Det i sin tur leder till den årliga totala systemkostnaden kan minska med upp till 4 procent. Om man däremot vill utjämna last variationerna under en längre period, visar projektet att det är bättre med en centraliserad lagringsmetod i form av en ackumulatortank.
Projekt: Framtidens lastkurva för svensk byggnadsstock Utförare: Chalmers Tekniska Högskola AB Samfinansiärer: Energimyndigheten Projektstart: Maj 2018 Projektslut: Maj 2020 Projektbudget: 1 089 000 Projektledare: Filip Johnsson Energimyndighetens projektnummer: 38892-3
Om utvecklingen fortsätter mot mer volatila elpriser är det – ur en ekonomisk synvinkel – fördelaktigt för energibolag att både ha värmepumpar och kraftvärmeverk i sitt fjärrvärmesystem. Tillsammans med energilagringspotentialen i fjärrvärmesystemen möjliggör dessa tekniker att energibolaget kan erbjuda flexibilitetstjänster till elkraftsystemet, vilket i sin tur underlättar för en effektiv integrering av väderberoende elproduktion, framförallt i form av vindkraft.
Resultaten pekar också på att på att de lägsta systemkostnaderna för omställning av fjärrvärmesystem får man genom att kombinera investeringar i energibesparande åtgärder i byggnaderna tillsammans med investeringar i värmeproduktion och lagringstekniker i fjärrvärmesystemen. Om energieffektiviseringsmålen i byggnaderna uppfylls leder detta som väntat till lägre investeringar i fjärrvärmeproduktionen.
Du kan läsa mer om projektet i slutrapporten:
- Genom att använda byggnader som termiskt lager kan man väsentligt minska lastvariationerna i fjärrvärmenätet.
- Energilager i form av exempelvis ackumulatortank är det mest effektiva sättet om man vill utjämna lastvariationer under en längre tidsperiod.
- Energibolag som både har kraftvärme och värmepumpar i sitt fjärrvärmesystem har fördelen att kunna dra nytta av variationerna i elpriserna och också kunna bidra med flexibilitetstjänster till elkraftsystemet.
- De lägsta systemkostnaderna för en omställning av ett fjärrvärmesystem får man genom att kombinera investeringar i energibesparande åtgärder i byggnaderna och investeringar i värmeproduktion med lagringstekniker i fjärrvärmesystemen.
Text: Ann-Sofie Borglund
Tidigare etapp av projektet
Första etappen av projektet som heter "Framtidens lastkurva för Sveriges byggnadsstock" pågick mellan 2014-2017.
Läs mer om första etappen av projektet