Termisk lagring for økt energieffektivitet

I Norge var energiforbruket til landbasert industri 79 TWh i 2017. Til sammenlikning var energiforbruk til husholdninger 49 TWh i 2017.

I industrien er energibehovet ofte i form av termisk energi – damp, varme eller varmtvann, eller kulde.

• FME HighEFF (Centre for Energy Efficient and Competitive Industry for the Future) har akkurat gitt ut sin årsrapport for 2018. Se videoer og resultater fra fjorårets aktiviteter her.

I dag baseres det meste på fossile energikilder

Mesteparten av produksjon av damp og varmvann er i global sammenheng fremdeles basert på bruk av fossile energikilder. For kjøling brukes det enten sjøvann eller store kjølemaskiner, avhengig av temperaturbehovet. Kjølemaskiner har store investeringskostnader, og kan være krevende å drifte effektivt hvis det er store variasjoner i behovet.

Industrien er veldig motivert til å redusere utslippene sine – og med store sentrale aktører som industri er, er potensialet for store utslippskutt enormt. Fossilbasert dampproduksjon kan erstattes med fornybar elektrisitet, eller konsentrert termisk solkraft, avhengig av beliggenhet. I begge tilfeller vil tilgjengeligheten og/eller prisen til energien variere.

For å sikre lave produksjonskostnader, og kontinuerlig produksjon, er det en teknologi som sitter i nøkkelposisjon – termisk lagring.

I forskningssentret FME HighEFF jobbes det med termisk lagring ved både lave og høye temperaturnivåer.  For kald termisk lagring (cold thermal energy storage, CTES) er en ny teknologi basert på bruk av faseforandringsmaterialer (phase change materials, PCM) under utvikling av PhD-studenten Håkon Selvnes i samarbeid med en lokal leverandør, Skala Fabrikk. CTES-teknologien kan brukes i matindustrien, som har stort og varierende kjølebehov, og som ønsker å benytte fornybar kraft når prisene er lave.

Alternative løsninger? Faseforandringsmaterialer og følbar lagring

For høytemperatur termisk lagring trengs det nye løsninger for å kunne lagre og produsere damp i store mengder kostnadseffektivt. Alternativer er ulike faseforandringsmaterialer, eller følbar lagring i for eksempel saltsmelter eller betong.

For å kunne benytte det termiske lagret effektivt, er godt design og effektiv styringsstrategi viktige faktorer i lik linje med valg av teknologi. Med bruk av avanserte modelleringsverktøy, har forskere i FME HighEFF sett på hvordan termisk lagring og avanserte kontrollstrategier, slik som prediktiv kontroll, kan brukes til å øke utnyttelsen av industriell spillvarme.

Energilagring er et nøkkeltema i det grønne skiftet, og termisk lagring vil muliggjøre lagring av store mengder energi kostnadseffektivt. Termisk lagring og effektiv styring – disse temaene vil du garantert høre mye av de kommende årene!

Les mer om SINTEFs forskning på faseenringsmaterialer (PCM).