fbpx
11. juli 2018

Stort potentiale i grundvandskøling

Af: Trine Møller Pedersen

Samproduktion af køling og varme ved hjælp af termisk energilagring i grundvandsmagasiner og eldrevne varmepumper kan sikre store økonomiske besparelser.

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.

Normalvis produceres køling af ventilationsluft via en traditionel og energikrævende kompressor, mens eksempelvis fjernvarme i radiatorerne sørger for en passende temperatur, når der er brug for varme. Kulde og varme kommer altså fra to separate enheder, men sådan behøver det ikke at være. Der er et grønt alternativ. Samproduktionen af kulde og varme – ved hjælp af termisk energilagring i grundvandsmagasiner og eldrevne varmepumper – kan nemlig sikre store energibesparelser.

Det fortæller Stig Niemi Sørensen, civilingeniør og ph.d. i termisk lagring af energi i grundvandsmagasiner og administrerende 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. I de første år var grundvandsmyndighederne dog noget forbeholdne overfor teknologien.

– Det skyldes, at myndighederne var tilbageholdne i forhold til at anvende grundvand til dette formål, selvom vi ikke forbruger grundvandet, idet 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, da grundvandet kun opvarmes og afkøles nogle ganske få grader, forklarer Stig Niemi Sørensen og uddyber:

– Vi benytter det forhold, at vi kan lagre både kulde og varme i grundvandsmagasiner og kan genvinde op mod 90 procent af den lagrede kulde og varme over et halvt år. Og det er væsentligt at forstå, at grundvandshåndteringen sker i et lukket system, og 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.

Sparer 70-90 procent energi

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

Hvis en traditionel kølekompressor skal levere samme køling, anvendes til sammenligning 10-12 kWh elektricitet. Grundandskøling 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, da 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 høreapparatproducenten 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.

Samarbejde 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, 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 eksempelvis 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:

– Derudover arbejder vi i Enopsol lige nu på at udvikle et koncept til landsbyer, der ligger uden for fjernvarmeforsyningen, hvor 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.

Idéen om samarbejde og samtænkning i energioptimering deler 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 skabt 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.

Fjernkøling = infrastruktur

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.

I rapporten ”Fjernkølingens potentiale” fra september 2017 vurderer Rambøll, at der er et behov for 9,6 TW køling i Danmark, og at halvdelen af det behov med fordel kunne dækkes af fjernkøling med en stor andel af grundvandskøling. En sådan løsning kan realiseres i 2050 – hvis altså arbejdet gik i gang nu. Rambølls generelle anbefalinger til bygningsejere, kommuner, regioner, stat og fjernvarmeselskaber i den henseende kan læses i samme rapport.