Tema: Energilagring. Foto: Colourbox 

Det Smarte Ellager

af: Anders Dyrelund, Senior Markedschef, Rambøll og Søren Møller Thomsen, Energiplanlægger, Rambøll


Det er kendt viden, at vindenergi er nemmere at producere end at udnytte. Men med integrerede energisystemer kan vi opsamle og lagre den vedvarende energi, så vi i fremtiden får det maksimale ud af både vindenergi og overskudsvarme.

Utallige rapporter - ikke mindst IDA’s energivision og Energikommissionens rapport - viser, at vindenergi skal være vores dominerende vedvarende energikilde i fremtiden. Dertil kommer biomasse, affald, solceller og solvarme med videre. Bygningernes integrerede varme- og køleanlæg i kombination med fjernvarme, fjernkøling og biogas vil få en betydelig rolle med at udnytte vindenergien.

Energikommissionens vigtigste konklusion er vel, at det ikke er noget problem at producere vindenergi nok, men at udfordringen bliver at udnytte vindenergien.

Vi skal erstatte fossile brændsler med el, og det gælder derfor ifølge Energikommissionen om at bruge meget mere el, når prisen er lav (fordi vinden blæser) og slet ikke bruge el, når prisen er høj (fordi det er vindstille).

Vi skal med andre ord fremme det fleksible elforbrug, der kan afbrydes lige så længe, som det er nødvendigt, af hensyn til elnettets kapacitet og produktionen af el fra vedvarende energi. Samtidig skal vi spare på det elforbrug, der ikke kan afkobles, når der er spidsbelastning.

Bygningernes rolle i det smarte energisystem

Bygningernes HVAC-anlæg er krumtappen i fremtidens smarte energisystem. Med centrale lavtemperaturvarmeanlæg (eksempelvis 60/30) og højtemperaturkøleanlæg (eksempelvis 10/20) vil bygningerne kunne bidrage til at integrere de fluktuerende og lavværdige vedvarende energikilder.

Det gælder både bygninger, som kan få fjernvarme (70 procent) og bygninger udenfor fjernvarmeområderne, som bør få individuelle varmepumper.

Man kunne endog arbejde for at få mere af det svært afbrydelige elforbrug til opvarmning af vand til vaske- og opvaskemaskiner flyttet over på brugsvandet. Tørreskabe til overtøj og sko opvarmet med centralvarme ville også være en energivenlig komfortforbedring.

Forslag til løsninger

I Smart Energi Barriere og Løsningskatalog fra Rambøll beskrives netop, hvordan man med et integreret energisystem kan opsamle og lagre den fluktuerende vedvarende energi, herunder:

  • At elkedler i fjernvarmen kan bruge el ved meget lave elpriser og indgå i reguleringen af elsystemet
  • At gasfyret kraftvarme i fjernvarmen kan producere el ved meget høje elpriser og indgå i reguleringen af elsystemet
  • At store varmepumper i fjernvarmen kan udnytte vindenergien effektivt og afkobles, lige så længe det er nødvendigt, da lagre og alternative kilder kan overtage produktion
  • At det er særlig fordelagtigt, når de store varmepumper kan udnyttes til både fjernvarme og fjernkøling
  • At fjernvarmens store varmelagre og tilsvarende lagre til fjernkøling vil øge og effektivisere udnyttelsen af den fluktuerende vedvarende energi
  • At storskala solvarme fremmer store varmelagre, som igen fremmer effektiv udnyttelse af elkedler, varmepumper og kraftvarme
  • At hybridløsninger med seriekobling af luft/vand varmepumper og gaskedler til enfamiliehuse eller klynger af bygninger kan være en god og fleksibel løsning i de områder, hvor fjernvarme er for dyr

 

Disse løsninger sikrer, at vi udnytter vindenergi og overskudsvarme maksimalt.

Eksempel: Virtuelt ellager hos Gram Fjernvarme

Et godt eksempel på et fjernvarmesystem, som kan reagere kraftigt på elprisen, er det forbrugerejede Gram Fjernvarme.

Her leverer storskala solvarme det økonomiske grundlag for et stort damvarmelager. I tilgift kan værkets elkedel på 10 MW el, gasmotor på 5 MW el og en varmepumpe optimere produktionen i forhold til elprisen og lagre varmen i lageret.

Gram Fjernvarme er kun ét blandt mange værker, men det er værd at fremhæve Gram, da værket optræder i en ny EU-rapport som ét af otte udvalgte effektive fjernvarme- og fjernkøleprojekter i EU, som vil kunne gennemføres mange steder (figur 1).

Set fra elsystemet ser der ud, som om Gram Fjernvarme har installeret et abnormt stort elbatteri. Derfor kunne man kalde fjernvarmen med de tilhørende lagre og produktionsenheder for et ”virtuelt ellager”. Det kan det samme som et elbatteri, men til en brøkdel af prisen.

Figur 1 viser elprisens svingninger de første 500 timer af januar 2016 samt de muligheder, som Gram Fjernvarme har for at reagere på elprisen uden afgifter.

 

 

Foto: Figur 1: Elprissvingninger og den mulige demand response fra Gram Fjernvarme