TERMISKA ENERGILAGER I FJÄRRVÄRMENÄT JULIA KUYLENSTIERNA

Transkript

1 TERMISKA ENERGILAGER I FJÄRRVÄRMENÄT JULIA KUYLENSTIERNA JULIAKU@KTH.SE

2 Parameter Grön = 3 poäng Gul = 2 poäng Röd = 1 poäng Summa Effekttäthet LCC-kostnad I och urladdningstemperaturer Systemintegration Implementering Drifttillgänglighet dvs frekvens av driftstörningar och stopp Returtemperatur från lagret vid laddning Verkningsgrad på lagret Investeringsrisk Acceptans hos allmänheten Kommersialiserbarhet Reglerbarhet Temperaturflexibilitet Monitorering av lagret Ägarskap, vem äger lagret och vem driftar, industri/bostadsbolag mm Energidensitet vid i och urladdning Växlingstid, hur lång tid det tar att gå från i och urladdning Teknisk livslängd Skalbarhet, utbyggbarhet, flexibilitet i storlek 7 7 Berggrundskrav, placeringsflexibilitet, fotavtryck, tekniska möjligheter Emissioner till recipient 2 2 Antal laddcykler för PCM 1 1 PARAMETRAR

3 Parameter Grön = 3 poäng Gul = 2 poäng Röd = 1 poäng Summa Effekttäthet LCC-kostnad I och urladdningstemperaturer Systemintegration Implementering Drifttillgänglighet dvs frekvens av driftstörningar och stopp Returtemperatur från lagret vid laddning Verkningsgrad på lagret Investeringsrisk Acceptans hos allmänheten Kommersialiserbarhet Reglerbarhet Temperaturflexibilitet Monitorering av lagret Ägarskap, vem äger lagret och vem driftar, industri/bostadsbolag mm Energidensitet vid i och urladdning Växlingstid, hur lång tid det tar att gå från i och urladdning Teknisk livslängd Skalbarhet, utbyggbarhet, flexibilitet i storlek 7 7 Berggrundskrav, placeringsflexibilitet, fotavtryck, tekniska möjligheter Emissioner till recipient 2 2 Antal laddcykler för PCM 1 1 PARAMETRAR

4 PARAMETER FÖRKLARING ENHET Energitäthet Energimängd per massenhet [MWh/m 3 ] Effekttäthet Effekt per massenhet [kw/m 3 ] Kostnad/MWh Kostnad/MW Kostnad med avseende på lagrets installerade kapacitet och effekt [SEK/MWh], [SEK/kW] Laddningstemperatur Temperatur vid laddning [ C] Urladdningstemperatur Temperatur vid urladdning [ C] Returtemperatur vid laddning Temperatur på återvändande värmebärare vid uppladdning av lagret Verkningsgrad Utvunnen energi per inlagrad energi [%] Systemintegration Placering i systemet Drifttillgänglighet Förekomst av störningar och stopp [-] Implementering Möjlighet att installera i ett nät [-] Miljö/Utsläpp Påverkan på närmiljö och klimat [-] PARAMETRAR [ C]

5 o Lagervolym: Volym innanför ett lagers systemgräns o Lagringskapacitet: Energimängd lagervolymen kan absorbera o Effekt: Urladdningseffektens högsta värde PARAMETRAR: Energi- & effekttäthet

6 o Investeringskostnad för lagret, normaliserad med avseende på installerad lagringskapacitet och effekt PARAMETRAR: Kostnader

7 o Laddningstemperatur o Urladdningstemperatur o Returtemperatur vid laddning PARAMETRAR: Temperaturer

8 T in T ut T retur LADDNING URLADDNING PARAMETRAR: Temperaturer

9 T in T retur Tut Reaktor Kondensor Reaktor Förångare LADDNING URLADDNING PARAMETRAR: Temperaturer

10 T in T ut LADDNING URLADDNING PARAMETRAR: Temperaturer

11 o Verkningsgrad: Förhållande mellan tillförd energi och förluster η = Q laddning Q förlust Q laddning PARAMETRAR: Verkningsgrad

12 PARAMETRAR: Systemintegration

13 o Drifttillgänglighet: Förekomst av störningar och stopp o Implementering: Erfarenheter och särskilda krav på omgivning vid implementering o Miljö/utsläpp: Ett lagers påverkan på närmiljö och klimat PARAMETRAR: Drifttillgänglighet, implementering, miljö/utsläpp

14 RESULTAT: Geografisk utbredning

15 RESULTAT: Systemintegration

16 RESULTAT: Investeringskostnad [ksek/mwh]

17 ksek/mwh Ackumulatortank Sensibla (ackumulator exkl.) Latenta Termokemiska RESULTAT: Investeringskostnad [ksek/mwh]

18 ksek/mwh Akumulatortank Akvifer Borrhål Bergrum Groplager Trycksatt ackumulatortank Hetvattenlager RESULTAT: Investeringskostnad [ksek/mwh]

19 Teknik Investering ksek/mwh Energipris ksek/mwh Verkningsgrad (min) Verkningsgrad (max) Antal cykler (min) Antal cykler (max) Borrhålslager 8,65 0,9 45 % 63 % Akvifer 9,51 0,9 46 % 56 % Hetvattenlager 18,17 0,9 81 % 25 Groplager 20,44 0,9 64 % 86 % Bergrum 21,26 0,9 20 % 65 % RESULTAT: Överslagsräkning

20 ksek/mwh Akumulatortank Organiskat fasändringsmaterial Oorganiskt fasändringsmaterial Sorption RESULTAT: Investeringskostnad [ksek/mwh]

21 ksek/mwh Ackumulatortank 1) Utveckling organiskt PCM 7) Mobilt lager salthydrat 8) Moduler med salthydrater 9) Organiskt PCM 10) Solapplikation. Organiskt 13) Öppet mobilt sorptions-system, (zeolit) 14) Vattenhaltig LiBr 17) Säsongslager sorption (NaOH) RESULTAT: Investeringskostnad [ksek/mwh] 18) Mobilt lager sorption (..) (zeolit)

22 0,14 0,12 0,1 MWh/m 3 0,08 0,06 0,04 0,02 0 Ackumulatortank Akvifer Borrhål Bergrum Groplager Trycksatt ackumulatortank Hetvattenlager Organiskt fasändringsmaterial Oorganiskt fasändringsmaterial Sorption Reaktion utan sorption RESULTAT: Energitäthet [MWh/m 3 ]

23 60 50 ksek/kw Ackumulatortank Akvifer Borrhål Bergrum Groplager Trycksatt ackumulatortank Hetvattenlager Organiskt fasändringsmaterial Sorption RESULTAT: Investeringskostnad [ksek/kw]

24 kw/m Ackumulatortank Borrhål Bergrum Groplager Trycksatt ackumulatortank Hetvattenlager Organiskt fasändringsmaterial Oorganiskt fasändringsmaterial Sorption Kemisk reaktion RESULTAT: Effekttäthet [kw/m 3 ]

25 Teknik Verkningsgrad [%] Hetvattenlager 81 A Trycksatta ackumulatortankar 99 A Akvifer Borrhål Bergrum Groplager Latenta lager 87 A Termokemiska lager - A) Endast ett rapporterat värde RESULTAT: Verkningsgrad [%]

26 Temperatur [ C] Akviferlager Borrhålslager Hetvattenlager Groplager Bergrumslager Latenta lager Termokemiska lager RESULTAT: Urladdningstemperaturer

27 o Vid efterfrågan av hög energilagringskapacitet o Vid efterfrågan av höga effekter SLUTORD