Energieffektivitet i verdensklasse

For å realisere en grønnere og mer konkurransedyktig norsk industri, mener vi det er viktig å utvikle effektive og lønnsomme teknologier for utnyttelse av overskuddsvarme. I FME HighEFF skal vi legge til rette for implementering av kraftprosesser i verdensklasse fram til 2024, sammen med andre forskningsmiljøer, næringsliv og forvaltning.

• Dette arbeidet foregår i HighEFF forskningsområde Cycles (RA3 – WP3.1).

Et av norsk industris kjennetegn og viktige konkurransefortrinn er industriprosesser med energieffektivitet i verdensklasse. Energieffektive prosesser har lave direkte og indirekte CO₂-utslipp, i tillegg til å være kostnadseffektive.

Utnytte overskuddsvarme

Et hovedspor for videre forbedring i energieffektivitet er å utnytte overskuddsvarme fra damp og avgasser til direkte oppvarming eller å omdanne denne varmeenergien til elektrisk kraft gjennom en såkalt varme-til-kraft prosess.

Utnyttelse av overskuddsvarme til direkte oppvarming har høyest energieffektivitet, men på steder med lange avstander mellom overskuddsvarme og varmebehov eller manglende varmebehov, er kraftproduksjon et mulig alternativ som gir høy fleksibilitet for gjenbruk av energi.

Bytte av anoder ved Hydro i Høyanger. Foto: Hydro

Selv om den grunnleggende teknologien for kraftproduksjon fra varme er veletablert, er det fremdeles lav utnyttelsesgrad av industrielle varmekilder ved lavere temperaturer på grunn av høyere kostnader og lavere kraftutbytte. Et tiltak for å øke energieffektiviteten i industrien er derfor å gjøre varme-til-kraft prosesser for overskuddsvarmegjenvinning så energi- og kostnadseffektive at de blir lønnsomme.

Lovende teknologier

I HighEFF utvikler vi teknologi for å øke energi- og kostnadseffektiviteten til kraftproduksjon fra overskuddsvarme i industrien. Vi har evaluert potensialet til eksisterende teknologier for anvendelse på typiske, storskala varmekilder hos HighEFF-partnere. Formålet med evalueringen var å kartlegge teknologier med stort potensiale ved lavere varmekildetemperaturer.

Med utgangspunkt i forskningslitteratur og prosjekterfaring i SINTEF, har vi identifisert et knippe teknologier som samlet sett virker lovende innenfor evalueringskriteriene modenhet, kompleksitet og termodynamisk prestasjon. Vi har blant annet funnet at konvensjonelle dampsykler egner seg mindre bra, mens enkelte andre teknologier synes å gi effektiv kraftproduksjon for relevante varmekilder.

Basert på resultater fra evalueringen går vi nå videre med kvantifisering av potensialet til lovende teknologier.

En innledende studie for ett enkelt aluminiumsverk i Norge indikerer et potensiale på rundt 40 GWh elektrisitetsutbytte per år – kun fra energi i avgassen og ved bruk av de enkleste kraftprosessene.

Eksotiske teknologier

I år utvikler vi nye modeller av mer «eksotiske» teknologier, for å undersøke om disse kan gi enda høyere netto kraftproduksjon for relevante varmekilder.

Videre forskning på kraftproduksjon i HighEFF inkluderer utvikling og optimalisering av aktuelle teknologier, flere case-studier av industriell anvendelse, samt publisering av vitenskapelige forskningsartikler. Det er også aktuelt med eksperimentell validering av resultater.

Teknologievalueringen vi har utført heter «Technologies for medium-temperature heat-to-power conversion«.

Jobbe sammen med oss?

Er du student og har lyst til å jobbe med denne tematikken i sommer? Da kan du søke jobb som sommerforsker hos oss! Vi har over 30 utlyste sommerjobber, 163-11 Kraftproduksjon fra industriell overskuddsvarme er en av dem.