1. Resumé
Udnyttelse af synergieffekter i fremtidens energisystem og god integration af vind- og solenergi i energisystemet ved brug af varmelagre og store varmepumper i fjernvarmeproduktionen.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
Analyser peger på, at energiforsyningen i fremtiden er kendetegnet ved, at elektricitet bliver den dominerende energiform, og at elektriciteten i højere grad bliver produceret af vindmøller og solcelleanlæg. Kraftvarmeværkerne vil producere el- og varme, når det ikke blæser, og vil stå for en mindre del af el- og varmeforsyningen end i dag.
For at få fremtidens energisystem til at fungere vil det kræve, at synergieffekter udnyttes i højere grad end i dag. Synergieffekter opstår, når tabene i nogle proces-ser kan udnyttes til energiforsyning i andre processer. Et eksempel er at udnytte overskudsvarmen fra elproduktion eller spildvarme fra industrien til fjernvarme.
Varmelagre og store varmepumper er væsentlige for at integrere vind og sol i energisystemet.
Store varmepumper er en vigtig løsning i forhold til at indpasse vedvarende energiteknologier som eksempelvis vindmøller og solceller. Varmepumperne skal, særligt på lang sigt, omdanne elektricitet produceret på vind og sol til fjern-varme. Varmepumperne er derfor en vigtig komponent i et fossilfrit energisystem, der kan fungere med 100 procent vedvarende energi. Teknisk udnytter store el-drevne varmepumper varmen fra en række forskellige kilder som eksempelvis udeluft, grundvand, drikkevand, havvand, søvand, spildevand, industriel over-skudsvarme og fjernkølingsanlæg. Derudover kan eldrevne varmepumper også bruges til at hæve temperaturen på geotermisk varme, hvilket er nødvendigt, hvis varme fra geotermi skal udnyttes.
Sæsonvarmelagre kan lagre varme fra blandt andet solvarme og affaldsvarme, som typisk er rigelig i sommermånederne, til brug senere på året. Korttidsvarmelagre kan blandt andet sikre, at kraftvarmeproduktion og elforbrug til varmepumper kan styres mere fleksibelt, så el-systemerne kan stabiliseres. At anvende såvel korttids- som sæsonvarmelagre kan få en stigende relevans i fjernvarmesystemerne. Selvom varmelagre ikke i sig selv producerer energi, kan de have en vigtig funktion i energisystemerne, nar det drejer sig om at mindske CO2-udledning og forbrug af brændsel samt indpasse vedvarende energi.
3. Forskningsbehov
Balancen i fremtidens el-system skal sikres gennem intelligent styring. Det betyder eksempelvis, at elbiler oplades, når det blæser, at udnytte norske vandmagasiner til at lagre vindmøllestrøm samt at lagre energi i fjernvarmesystemer, i kølehuse og termisk i bygningerne. Der er behov for, at der afprøves forskellige Smart Grid løsninger i forskellige geografiske områder (fx by- og landområder)
På grund af elafgifterne er varmepumper i fjernvarmen endnu ikke et konkurren-cedygtigt virkemiddel for fjernvarmeselskaberne. Der er igangsat flere energipolitiske initiativer for at fremme brugen af varmepumper, eksempelvis et rejsehold og en tilskudsordning, men det er ikke nok til at gøre pumperne konkurrencedygtige. Samtidig er teknologien i store varmepumper stadig under udvikling. Derfor er det vigtigt at få afprøvet elvarmepumperne i forskellige sammenhænge og med forskellige varmekilder for at understøtte, at både teknologien og metoden modnes.
I forbindelse med varmelagre er der behov for forskning indenfor udvikling af sæsonvarmelagre i forbindelses med fjernvarmeproduktion og erfaringsbaseret viden om sæsonvarmelagre.
4. Forhold vedrørende udmøntning og implementering af forsknings-indsatsen
Det er væsentligt at forskningsindsatsen sker i tæt samarbejde på tværs af sektorer og i særlig grad med forsyningsselskaber. Dette er væsentligt fordi forskningsindsatsen gerne skal kunne bidrage til løsninger der kan imødekomme evt. barrierer ved implementering.
5. Danske forudsætninger
Information omkring danske forudsætninger for forskning på området
6. Mål, effekt og perspektiver
Smat Grid kan være med til at udnytte de vedvarende energikilder effektivt. En forskningsindsats, der bidrager til at synergieffekter udnyttes i højere grad energisystemet end det sker i dag, vil formodes at kunne bidrage til større systemeksport på området. Samtidig vil en forskningsindsats bidrage til høj forsyningssikkerhed i et energisystem baseret på vedvarende energi.
Resultater af en forskningsindsats om varmelagring og store varmepumper vil kunne bidrage eksporten på om området. Det vurderes at denne viden vil være efterspurgt fra udlandet og særligt aktualiseret af Parisaftalen, der blev indgået ved COP21, hvor landende forpligtede sig til at begrænse temperaturstigningen i verden til 1,5 grader.
7. Kontaktperson
Nete Pilemand, nete.pilemand@regionh.dk, 3866 5502
8. Forslagets prioritering
Så vidt muligt angives en prioritering af temaforslaget
Der henvises endvidere til den udførlige vejledning om udformningen af temafor-slagene.