Värmelagring i byggnader gör fjärrvärmen mer klimatsmart

​Behovet av fjärrvärme varierar kraftigt under dygnet. För att klara topparna får producenterna ofta köra igång fossildrivna reservpannor. Men forskning från Chalmers visar att variationen kan jämnas ut, helt enkelt genom att lagra värme i byggnaderna anslutna till fjärrvärmenätet.
Fjärrvärme är ett vanligt alternativ för att värma upp byggnader och varmvatten i många svenska städer. Till stor del produceras den av restprodukter från skogsbruk och hushållsavfall, eller av restvärme från industrier.

Men behovet av fjärrvärme varierar kraftigt under dygnet. Till exempel stiger det kraftigt på morgonen när många människor tar sin morgondusch ungefär vid samma tidpunkt. För att täcka det ökade behovet tvingas många fjärrvärmeproducenter tillfälligt köra igång fossildrivna reservpannor, så kallade spetslastpannor. I Göteborg eldar man till exempel med naturgas.

Men nu har Johan Kensby, doktorand i installationsteknik, visat hur det går att undvika på ett billigt sätt: helt enkelt genom att lagra värme i byggnaderna som redan är anslutna till fjärrvärmenätet.

– Byggnader har stor termisk massa – värme kan lagras i golv, väggar, tak och i vattnet i radiatorsystemet, säger Johan Kensby.

I en pilotstudie har han testat hur inneklimatet påverkas om man låter fjärrvärmesystemet ge byggnaderna lite mer värme i radiatorerna ibland och lite mindre ibland. Det visade sig att det går att lagra så mycket som 0,1 kilowattimmar värme per kvadratmeter golvyta i en byggnad utan att inomhustemperaturen varierar med mer än  0,5 grader.

– Det är ingenting de boende märker. Sådana temperaturvariationer har man redan, till exempel när man lagar mat, säger Johan Kensby.

Därmed går det att jämna ut belastningen på fjärrvärmesystemet. Inför en förväntad topp, som till exempel morgonruschen till duschen, kan systemet förbereda sig genom att värma byggnaderna lite extra ett par timmar i förväg. En femminuters dusch ”kostar” ungefär 2 kilowattimmar, vilket betyder att en lägenhet på 80 kvadratmeter kan lagra värme motsvarande fyra duschar. 

När duschruschen sedan kommer styrs värmen om från radiatorerna till att istället värma upp duschvatten. Undertiden håller byggnaderna inomhusvärmen med hjälp av den lagrade extravärmen. När duschruschen är över skruvas värmen i radiatorerna upp igen. Därmed kapas värmebehovstoppen och fjärrvärmeleverantören slipper att köra igång spetslastpannor. 

Johan Kensby har simulerat vad det skulle innebära om hans metod med värmelagring i byggnader infördes i Göteborgs fjärrvärmenät. Resultaten visar att den dagliga variationen kan halveras om 500 av de totalt 20 000 undercentralerna utnyttjas för värmelagring. (En undercentral är en byggnad eller en grupp av byggnader ansluten till fjärrvärmenätet.)

– Det skulle minska fjärrvärmens klimatpåverkan drastiskt. Det skulle också minska produktionskostnaderna och därmed öka lönsamheten för fjärrvärme. Att slå av och på spetslastpannor ger extra förluster och slitage, vilket man också skulle undvika.

Fredagen 8 maj presenterar Johan Kensby sina forskningsresultat under ett licentiatseminarium. Därefter fortsätter han sitt doktorandprojekt genom att undersöka hur energilagring i byggnader skulle kunna genomföras i praktiken. Han vet redan att varje undercentral, i princip varje byggnad ansluten till fjärrvärmenätet, kommer att behöva en enkel dator med internetuppkoppling.

– Sedan finns det två huvudspår: antingen sköter energibolaget hela styrningen eller så erbjuder de timpriser och överlåter åt kunderna att avgöra när de vill köpa värme, säger Johan Kensby.

Forskningsprojektet bedrivs i samarbete med Göteborg Energi.

Text: Ingela Roos


Publicerad: on 23 maj 2018.