TERMISKA ENERGILAGER I FJÄRRVÄRMENÄT JULIA KUYLENSTIERNA JULIAKU@KTH.SE
Parameter Grön = 3 poäng Gul = 2 poäng Röd = 1 poäng Summa Effekttäthet 10 3 2 38 LCC-kostnad 9 5 37 I och urladdningstemperaturer 6 5 28 Systemintegration 7 2 25 Implementering 5 2 2 21 Drifttillgänglighet dvs frekvens av driftstörningar och stopp 1 6 5 20 Returtemperatur från lagret vid laddning 5 1 17 Verkningsgrad på lagret 1 6 2 17 Investeringsrisk 2 5 1 17 Acceptans hos allmänheten 2 2 4 14 Kommersialiserbarhet 1 4 2 13 Reglerbarhet 1 1 8 13 Temperaturflexibilitet 3 2 13 Monitorering av lagret 3 6 12 Ägarskap, vem äger lagret och vem driftar, industri/bostadsbolag mm 11 11 Energidensitet vid i och urladdning 1 4 11 Växlingstid, hur lång tid det tar att gå från i och urladdning 1 3 9 Teknisk livslängd 1 2 1 8 Skalbarhet, utbyggbarhet, flexibilitet i storlek 7 7 Berggrundskrav, placeringsflexibilitet, fotavtryck, tekniska möjligheter 1 1 2 7 Emissioner till recipient 2 2 Antal laddcykler för PCM 1 1 PARAMETRAR
Parameter Grön = 3 poäng Gul = 2 poäng Röd = 1 poäng Summa Effekttäthet 10 3 2 38 LCC-kostnad 9 5 37 I och urladdningstemperaturer 6 5 28 Systemintegration 7 2 25 Implementering 5 2 2 21 Drifttillgänglighet dvs frekvens av driftstörningar och stopp 1 6 5 20 Returtemperatur från lagret vid laddning 5 1 17 Verkningsgrad på lagret 1 6 2 17 Investeringsrisk 2 5 1 17 Acceptans hos allmänheten 2 2 4 14 Kommersialiserbarhet 1 4 2 13 Reglerbarhet 1 1 8 13 Temperaturflexibilitet 3 2 13 Monitorering av lagret 3 6 12 Ägarskap, vem äger lagret och vem driftar, industri/bostadsbolag mm 11 11 Energidensitet vid i och urladdning 1 4 11 Växlingstid, hur lång tid det tar att gå från i och urladdning 1 3 9 Teknisk livslängd 1 2 1 8 Skalbarhet, utbyggbarhet, flexibilitet i storlek 7 7 Berggrundskrav, placeringsflexibilitet, fotavtryck, tekniska möjligheter 1 1 2 7 Emissioner till recipient 2 2 Antal laddcykler för PCM 1 1 PARAMETRAR
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]
o Lagervolym: Volym innanför ett lagers systemgräns o Lagringskapacitet: Energimängd lagervolymen kan absorbera o Effekt: Urladdningseffektens högsta värde PARAMETRAR: Energi- & effekttäthet
o Investeringskostnad för lagret, normaliserad med avseende på installerad lagringskapacitet och effekt PARAMETRAR: Kostnader
o Laddningstemperatur o Urladdningstemperatur o Returtemperatur vid laddning PARAMETRAR: Temperaturer
T in T ut T retur LADDNING URLADDNING PARAMETRAR: Temperaturer
T in T retur Tut Reaktor Kondensor Reaktor Förångare LADDNING URLADDNING PARAMETRAR: Temperaturer
T in T ut LADDNING URLADDNING PARAMETRAR: Temperaturer
o Verkningsgrad: Förhållande mellan tillförd energi och förluster η = Q laddning Q förlust Q laddning PARAMETRAR: Verkningsgrad
PARAMETRAR: Systemintegration
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
RESULTAT: Geografisk utbredning
RESULTAT: Systemintegration
RESULTAT: Investeringskostnad [ksek/mwh]
6000 5000 4000 ksek/mwh 3000 2000 1000 0 Ackumulatortank Sensibla (ackumulator exkl.) Latenta Termokemiska RESULTAT: Investeringskostnad [ksek/mwh]
250 200 ksek/mwh 150 100 50 0 Akumulatortank Akvifer Borrhål Bergrum Groplager Trycksatt ackumulatortank Hetvattenlager RESULTAT: Investeringskostnad [ksek/mwh]
Teknik Investering ksek/mwh Energipris ksek/mwh Verkningsgrad (min) Verkningsgrad (max) Antal cykler (min) Antal cykler (max) Borrhålslager 8,65 0,9 45 % 63 % 15 21 Akvifer 9,51 0,9 46 % 56 % 19 23 Hetvattenlager 18,17 0,9 81 % 25 Groplager 20,44 0,9 64 % 86 % 26 35 Bergrum 21,26 0,9 20 % 65 % 36 118 RESULTAT: Överslagsräkning
5000 4500 4000 3500 ksek/mwh 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Akumulatortank Organiskat fasändringsmaterial Oorganiskt fasändringsmaterial Sorption RESULTAT: Investeringskostnad [ksek/mwh]
14000 12000 10000 ksek/mwh 8000 6000 4000 2000 0 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)
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 ]
60 50 ksek/kw 40 30 20 10 0 Ackumulatortank Akvifer Borrhål Bergrum Groplager Trycksatt ackumulatortank Hetvattenlager Organiskt fasändringsmaterial Sorption RESULTAT: Investeringskostnad [ksek/kw]
18 16 14 12 kw/m 3 10 8 6 4 2 0 Ackumulatortank Borrhål Bergrum Groplager Trycksatt ackumulatortank Hetvattenlager Organiskt fasändringsmaterial Oorganiskt fasändringsmaterial Sorption Kemisk reaktion RESULTAT: Effekttäthet [kw/m 3 ]
Teknik Verkningsgrad [%] Hetvattenlager 81 A Trycksatta ackumulatortankar 99 A Akvifer 46 56 Borrhål 45 63 Bergrum 20 65 Groplager 64 86 Latenta lager 87 A Termokemiska lager - A) Endast ett rapporterat värde RESULTAT: Verkningsgrad [%]
140 120 120 Temperatur [ C] 100 80 60 40 20 0 90 95 55 60 82 65 50 28 35 22 30 8 Akviferlager Borrhålslager Hetvattenlager Groplager Bergrumslager Latenta lager Termokemiska lager RESULTAT: Urladdningstemperaturer
o Vid efterfrågan av hög energilagringskapacitet o Vid efterfrågan av höga effekter SLUTORD