Energilagring med varme sten og et nyt tvist på gamle ideer

torsdag 21 mar 19
|
af

Kontakt

Kurt Engelbrecht
Seniorforsker
DTU Energi
46 77 56 49

Om projektet

Projektet ‘HT-TES – High Temperature Thermal Energy Storage’ er et samarbejde mellem SEAS-NVE (projektleder), DTU Energi, Aarhus Universitet, Rockwool, Dansk Energi og Energinet.dk. Det rådgivende ingeniørfirma Niras bidrog til konstruktionen af energilageret.

HT-TES er støttet af Energiteknologisk Udviklings- og Demonstrationsprogram (EUDP) og slutter i 2019.

Du kan læse meget mere om projektet her.

Om energilageret

Energilageret indeholder 5394 kg svenske diabase-sten, hver af en størrelse på 8-11 mm. Stenene er placeret i en halvkugleformet beholder med en diameter på 2 meter, gravet ned i jorden og omgivet af 400 mm hård isolation efterfulgt af 200 mm beton. Lagringskapaciteten er 1 MWh, og det tager ca. 1 dag at oplade lageret fuldt.
Forskningsminister Tommy Ahlers indviede en innovativ energilagringsenhed på DTU, der demonstrerer et nyt koncept for energilagring baseret på varme sten og nogle meget gamle idéer.

I takt med at energisystemet overgår fra fossile brændsler til vedvarende energikilder som vind og sol, bliver energilagring stadig mere vigtig. Faktisk er det slet ikke muligt at nå en 100% fossilfri økonomi uden robuste og billige løsninger til energilagring i stor skala. Mandag den 18. marts blev et nyt forsøgsanlæg til energilagring på DTU Risø Campus indviet af uddannelses- og forskningsminister Tommy Ahlers.

Konceptet er besnærende simpelt: Når efterspørgslen på elektricitet er mindre end produktionen af vindkraft, som det fx sker på meget blæsende dage, bruger man elektriciteten til at opvarme luft som så blæses igennem en beholder fyldt med sten, der derved opvarmes. Når elproduktionen på et senere tidspunkt er lav og efterspørgslen høj, blæses kold luft igennem de varme sten, og den varme luft der kommer ud, bruges derefter til at fremstille elektricitet i en turbine. Enheden er blevet udviklet i et projekt ledet af SEAS-NVE med DTU Energi som en af partnerne.

Ministeren og de andre gæster blev budt velkommen af universitetsdirektør Claus Nielsen der lagde vægt på den centrale vigtighed af nye bæredygtige energiteknologier, ikke bare for DTU, men for det danske samfund og hele verden. Vi har brug for nye løsninger i en fart. Som Claus Nielsen udtrykte det med den amerikanske forfatter og futurist Alex Steffens' ord: “At vinde langsomt er basalt set det samme som at tabe helt og holdent [...] forsøget på at opnå klimahandling ved at gøre de samme ting, på de samme gamle måder, betyder nederlag. Det er en garanti for nederlag.”

I sin tale udtrykte Tommy Ahlers lignende tanker da han betonede at politikersnak ikke er nok – vi har brug for at få tingene til at ske. Og han anså dette projekt, som bringer universiteter, industri og energiforsyningsvirksomheder sammen, som et fremragende eksempel på den slags løsninger der er behov for. Mere spøgefuldt fik han også delt sine egne spejderrelaterede oplevelser med varme sten med tilhørerne. Og så var det tid for ham til at trykke på knappen der satte anlægget i gang.

"Vi kan allerede se en lovende forøgelse af effektiviteten"
Seniorforsker Kurt Engelbrecht

At bruge sten til at lagre varme er naturligvis en gammel ide, blandt andet har Henrik Stiesdal været aktiv i at sætte teknologien på dagsordenen. Hvis man vil bruge konceptet til at lagre energi i stor skala, begynder tingene at blive komplicerede. Man bliver nødt til at designe anlægget på en måde så tabene bliver mindst mulige, både internt i anlægget og når stenene skal udveksle varme med den luft der blæses igennem for enten at lagre varme eller trække den ud igen. En vigtig indsigt er at man skal undgå at alle stenene får den samme temperatur – det er meget mere effektivt at udveksle varme, hvis der er en jævn forskel mellem stenenes temperatur ned gennem beholderen.

Efter at forskerne på DTU Energi havde bygget den første prototype – en stenbeholder i lille skala med horisontal strømning af luften – indså de, at luftstrømme internt i beholderen, som skyldtes den termiske opdrift, var en væsentlig kilde til tab og nedsat effektivitet. Kombineret med et vidtrækkende modelleringsarbejde førte disse erfaringer til det nuværende design, hvor luften strømmer vertikalt gennem en halvkugle fyldt med sten. Seniorforsker Kurt Engelbrecht udtaler: “Vi er kun lige begyndt at teste og kan allerede se en lovende forøgelse af effektiviteten.” I de kommende måneder vil projektpartnerne udføre en række grundige test af enheden og dens ydelse. Deres håb er at resultaterne vil være tilstrækkeligt gode til at retfærdiggøre en opskalering af løsningen.

Principskitse af energilageret og luftens strømning under afladning af lageret