Foto: Grundfos 

Find grøn køling over hækken

af: Trine Møller Pedersen, journalist

Det kan godt lade sig gøre at holde sommerheden ud på kontoret og samtidig have grøn samvittighed. Faktisk kan en moderne køleløsning endda gøre varmeregningen billigere i vinterhalvåret. Men mangel på samarbejde og en utidssvarende lovgivning hæmmer udviklingen.


Et velfungerende ventilationssystem kan være livsnødvendigt på et hospital, uundværligt for at holde produktionen i gang på fabrikken, eller en luksus der gør underværker på kontoret, når vejrguderne er i strandhumør.

Men køling kan desuden være yderst bæredygtig energi, der tilmed gør varmen i vinterhalvåret grøn og billig. Det skyldes ganske enkelt, at COP-værdien er betydeligt højere, når kulde og varme leveres i samproduktion, end hvis de produceres af separate enheder - det kunne for eksempel være fjernvarme i radiatorerne og køling af ventilationsluft via en traditionel og energikrævende kompressor.

Samproduktionen kan ske meget fordelagtigt ved hjælp af termisk energilagring i grundvandsmagasiner og eldrevne varmepumper.

Det fortæller Stig Niemi Sørensen, civilingeniør og ph.d. i termisk lagring af energi i grundvandsmagasiner og adm. direktør i virksomheden Enopsol, der er specialiseret i netop grundvandskøling og termisk lagring af varme og kulde i undergrunden.

En teknologi, som Stig Niemi Sørensen har været pionér for siden 1994, og som han har udviklet og markedsført i Danmark til brug i hospitaler, lufthavne, fjernvarme, industri, hoteller, gartnerier og kontorhuse. Grundvandsmyndighederne var dog i de første år noget forbeholdne overfor teknologien.

– Myndighederne var tilbageholdne i forhold til at anvende grundvand til det her formål, selvom vi ikke forbruger grundvandet, fordi hele den oppumpede grundvandsmængde tilbageføres i det samme grundvandsmagasin. Vi ændrer heller ikke i den bakteriologiske sammensætning - hvilket er bevist i store undersøgelser både herhjemme og i udlandet - fordi grundvandet kun opvarmes og afkøles nogle ganske få grader, forklarer Stig Niemi Sørensen og uddyber:

– Vi kan lagre både kulde og varme i grundvandsmagasiner og genvinde op mod 90 procent af over et halvt år. Og det er væsentligt at forstå, at grundvandshåndteringen sker i et lukket system, og at energioverførslen sker til et internt vandsystem ved gennemløb af lukkede varmevekslere. Når systemerne opbygges korrekt, er faren for at forurene grundvandet minimal - og vi har da heller ikke oplevet uheld, selv om vi efterhånden har cirkuleret mange millioner m3 grundvand.

Foto: Enopsol

Stig Niemi Sørensen er civilingeniør og Ph.d. i termisk lagring af energi i grundvandsmagasiner og adm. direktør i virksomheden Enopsol, der er specialiseret i netop grundvandskøling og termisk lagring af varme og kulde i undergrunden. En teknologi, som Stig Niemi Sørensen har været pionér for siden 1994 og har udviklet og markedsført i Danmark til brug i hospitaler, lufthavne, fjernvarme, industri, hoteller, gartnerier og kontorhuse. Foto: Enopsol.

Sparer 70-90 procent energi

Stig Niemi Sørensen tilføjer, at der ikke findes en alternativ teknologi, der kan måle sig i hverken bæredygtighed eller effektivitet, da pumpning af grundvand kræver meget lidt energi. Når man fx bruger 1 kWh elektricitet til en grundvandspumpe, får man typisk 50-60 kWh køling ved varmevekslingen, fortæller han.

Hvis en traditionel kølekompressor skal levere samme køling, anvendes til sammenligning 10-12 kWh elektricitet. Grundvandskøling sparer altså cirka 90 procent på elregningen til køling.

Når den lagrede varme fra sommeren skal udnyttes om vinteren til for eksempel fjernvarme, kan der ikke opnås samme høje energibesparelse, fordi man er nødt til at anvende varmepumper. Her vil man typisk få 3,5 kWh varme for hver kWh elektricitet, som varmepumpen forbruger. Sammenlignes med traditionel varmeproduktion, spares cirka 70 procent.

Ved samproduktion af kulde og varme kan der alt i alt spares ganske betydelige energimængder, vurderer Stig Niemi Sørensen, der kommer med et eksempel:

– For Widex A/S, der indviede sit nye hovedsæde med et grundvandskøle- og -varmeanlæg i 2010, blev merinvesteringen tilbagebetalt inden for få år. Anlægget har haft en væsentlig andel i at bygningen kunne blive CO2-neutral.

Foto: Illustration: Rambøll, ”Fjernkølingens potentiale”

Lagring i grundvandet, godt 100 meter over jordens overflade, bevarer 75-90 procent af vandets temperatur i løbet af et halvt år. Derfor kan overskudsvarme lagres i vandet og hentes op, når der er behov for det i vinterhalvåret. På samme vis lagres kulde og hentes op ved behov for køling. Lagringen mindsker behovet for energi betragteligt og dermed er hovedudgiften til driften af selve pumpe, der holder flow-systemet i gang. 

Samarbejde er nødvendigt

Men det kræver væsentligt mere end en gængs parcel i Birkerød, før det kan svare sig at tænke i grundvandskøling. Som tommelfingerregel vurderer Stig Niemi Sørensen, at der skal et kølebehov på mindst 500 kW eller 10.000 etage-kvadratmeter til, før grundvandskøling kan svare sig.

Derfor mener han også, at der er behov for samarbejde mellem virksomheder og fjernvarmeværker og andre varmeaftagere for at øge de godt 50 større grundvandsanlæg, der er i dag, til det potentiale på mindst 500 anlæg, som Stig Niemi Sørensen mener, der er basis for i Danmark.

– I Bjerringbro kører der et termisk grundvandslager på fjerde år, hvor man lagrer overskudsvarmen fra Grundfos i grundvandet, leverer billig og energirigtig køling til Grundfos i vinterhalvåret og samtidig billig og grøn varme til både Grundfos og de borgere, som får deres varme fra fjernvarmeforsyningen, siger Stig Niemi Sørensen og fortsætter:

– Herudover arbejder vi i Enopsol lige nu på at udvikle et koncept til landsbyer, der ligger uden for fjernvarmeforsyningen. Vores beregninger tyder på, at man kan lave et grundvandssystem, der er rentabelt, hvis der er mere end 100 boliger tilknyttet. Vi skal have styrket andelstanken igen i landsbyerne, så vi kan udnytte de naturlige ressourcer til boligopvarmning.

Grafik: Sæsonlagring i undergrunden 


Idéen om samarbejde og samtænkning i energioptimering deles af Anders Dyrelund, markedschef for energiplanlægning og produktion i Rambøll. Han er en af hovedmændene bag Rambølls rapport ”Fjernkølingens potentiale” fra september 2017. En rapport der netop tydeliggør både potentialet ved grundvandskøling og behovet for samarbejde i såkaldte klynger.

– Som virksomheds- eller bygningsejer skal vi have ændret den kultur, hvor man kun ser på sin egen matrikel og skabe en forståelse for, at man finder den grønne køling ved at snakke med naboen over hækken, påpeger Anders Dyrelund og forklarer:

– I dag har mange overinvesteret og har en del maskineri i bygningen, men det er slet ikke nødvendigt. Hvis man i stedet for at tænke på sin egen bygning, tænker på sig selv som en del af en klynge af bygninger og virksomheder, så giver det meget mere mening at koble kølingen sammen.

Foto: Grundfos

Grundfos i Bjerringbro har etableret et termisk grundvandslager, som er designet og udført af Enopsol. Her lagrer Grundfos varme fra virksomhedens køleprocesser i sommerhalvåret. Om vinteren genvindes op mod 90% af varmen i lageret ved anvendelse af eldrevne varmepumper til brug for varmeproduktion i Bjerringbro Varmeværk, hvilket understøtter en billigere varmeforsyning til både virksomheder og borgere i forsyningsområdet. Grundfos kølebehov dækkes samtidigt med fjernkøling i vintertiden i stedet for et internt energikrævende kølekompressorsystem.

Lovgivning blokerer

Den klynge-tanke er eksempelvis brugt i den nye bydel Carlsberg-byen i København. Her har bygherren fra begyndelsen tænkt kølebehovet ind i samarbejde med Frederiksberg Forsyning.

Her er der ikke mulighed for grundvandskøling, men selv uden grundvandskøling er det meget fordelagtigt at udnytte storskalafordele og et stort kølelager, som kan udjævne det stærkt svingende behov og optimere driften af kompressoren i forhold til elprisen. I næste fase er det tanken at etablere en varmepumpe i Carlsberg-byen, så overskudsvarmen fra kølingen udnyttes. Derfor er det et krav, hvis man vil købe sig ind i området og bygge, at man kobler sig på det fælles fjernkølenet, hvis man har et kølebehov. Dermed er alle sikret rentabel køling, og brugerne slipper for støjende og grimme tørkølere på tagene.

– Vi skal altså tænke fjernkøling som infrastruktur, der skal fungere i et område, ligesom vi har gjort det med fjernvarmen. Og der er ikke noget nyt eller eksperimenterende i det. Det har fungeret i Sverige i 25 år, og her kom man i gang, fordi man gav fjernvarmeselskaberne lov til at tænke selv i en situation med lave elpriser og mangel på billig kraftvarme. Og den situation har vi nu i Danmark siger Anders Dyrelund.

Overskudsvarme forsvinder i den blå luft

Han er nemlig enig med Stig Niemi Sørensen i, at det vil være til stor fordel for både samfundsøkonomien, klimaet og den enkelt borgers eller bygningsejers pengepung at udnytte grundvandskølingen ved at etablere fjernkøling i samspil med fjernvarmeforsyningen. Men i dag står lovgivningen i vejen for en forsyningsrevolution. Det mener begge herrer.

– Vi bliver ved med at sende en masse overskudsvarme fra produktion ud i den blå luft, fordi vi står med en lovgivning, som i den grad trænger til at blive opdateret, siger Stig Niemi Sørensen.

– Vi skal etablere et smart energisystem, hvor vi udnytter samspillet mellem el, varme og køl. Eksempelvis at vi bruger meget el, når vinden blæser, og prisen er lav, og undlader at bruge el, når prisen er høj, og at den samme store varmepumpe kan bruges til varme om vinteren og køl om sommeren. De fordele opdages af campusejere, som Grundfos, DTU og Københavns Lufthavne. Ja, selv de fleste amerikanske universiteter etablerer fjernkøling med kølelagre. Derfor burde alle bygningsejere med kølebehov se over hækken, og gerne i samarbejde med fjernvarmen og kommunen, siger Anders Dyrelund.

Der er lysglimt

Der er dog små tegn på opblødning, mener Anders Dyrelund. Han refererer til at regeringen i det seneste energiudspil opfordrer til at give fjernvarmeselskaberne ”friere tøjler”, ligesom man i eksempelvis Hillerød Kommune har lavet en energiplan i forbindelse med etableringen af en ny bydel med et nyt sygehus, hvor man kan se fordelen i fjernvarme og fjernkøling

– Der er små solstråler, men der er også store hindringer. Eksempelvis er det gængs praksis i Danmark, at kommuner må garantere for lån til investeringer i fjernvarmeinfrastruktur Men det må de ikke, når det gælder fjernkøleinfrastruktur og grundvandskøling, og det skaber endnu en fordyrende barriere for energiforbrugerne, påpeger Anders Dyrelund.

Vend ligningen

Han ser alligevel store muligheder for udvikling på området, men det kræver, at man vender ligningen. I stedet for at vente på politikere og myndigheder, opfordrer han nemlig til, at virksomheder ikke kun ser ”over hækken”, men straks kontakter nærmeste fjernvarmeværk, hvis der ikke er planlagt fjernvarme

– Vi ser jo for eksempel i Bjerringbro, Høje Taastrup og andre steder, at fjernvarmeselskaberne kommer med i samarbejder, og at de gerne vil det. Her forhindrer loven ikke realiseringen. Man kan sige det sådan, at lovgivningen forhindrer fjernvarmeselskaberne i på eget initiativ at tilbyde en ny vare, altså køling. Men lovgivningen er ikke en hindring for, at fjernvarmeselskaberne understøtter et initiativ og en efterspørgsel som kommer udefra, siger Anders Dyrelund og fastslår:

– Min kraftigste opfordring er altså, at bygningsejere og store virksomheder selv snakker sammen og selv tager kontakt til fjernvarmeselskabet. Det er den bedste måde at få gang i udviklingen på lige nu.