Fjerde generasjons fjernvarme: hva forsker vi på?

Neste generasjons fjernvarme vil kunne gjøre det mulig å utnytte spillvarmen og fornybarvarmen med høyere effektivitet og med økt energifleksibilitet. Muligheter og utfordringer ble diskutert på et forskermøte ved NTNU i mai 2015.

Hva fjerde generasjons fjernvarme innebærer, hvilke utfordringer det har og hvilke krav som må møtes, var tema under det 5. møtet for Internasjonalt Energibyrå (IEA) innenfor prosjektet DHC TS1 som ble avholdt ved NTNU i Trondheim 20.-22.mai. IEA-prosjektet driver med lavtemperatur fjernvarme eller såkalt fjerde generasjon fjernvarme. Fjerde generasjon fjernvarme vil innebære vanntemperatur på 50°C i turledning som en gjennomsnittstemperatur over året. Dette vil åpne muligheter for høyere utnyttelse av spillvarme og fornybarvarme i fjernvarme og dermed introdusere økt energifleksibilitet i varmeforsyning.

Videre vil fjerde generasjons fjernvarme åpne mulighet for eksport av varme fra IT-sentre, kjøpesentre, og andre som har overskuddsvarme. Alt dette vil hjelpe for en overgang til en helt fornybar varme- og kjøleforsyning. For å nå disse målene fra prosjektet har IEA følgende delmål: energiplanlegging, teknologier for framtidens systemer, grensesnitt mellom energiforsyning og brukere og prosjekteksempler.

Fra før: høy- og mellomtemperaturnivå

Veien frem mot den neste generasjonen fjernvarme er ikke bare enkel. Det vil medføre store fordeler og mange åpne muligheter, men utfordringen er at alle store byer er utbygd med fjernvarme basert på høy- og mellomtemperaturnivå. Bakgrunnen for den høye temperaturen er at de er tilknyttet eldre bygg med radiator og ventilasjonssystemer med turtemperatur på mellom 80 og 90 °C, og industrikunder. Turtemperatur er temperatur fra vann som kommer til bygningen, mens returtemperatur går ut av bygningen.

I tillegg er årsaken til høy temperatur om sommeren for det første krav til tappevann, og for det andre høy returtemperatur fra sirkulasjonsledninger på grunn av krav for å forhindre legionella. Dette er bakgrunnen for at en del av forskningen innen IEA-prosjektet ser på muligheter for å få en overgang fra et høytemperatursystem til et lavtemperatursystem i eksisterende bygninger. Hvis fjernvarmesystem skal være lavtemperaturbasert, da bør bygninger tilknyttet til fjernvarme ha mulighet for å benytte lavtemperatur system. For at den fjerde generasjon av fjernvarme skal være pålitelig er arbeid på grensesnitt mellom energiforsyning og brukere en viktig del. Grensesnitt mellom energiforsyning og brukere er et bredt tema som dekker forretningsmodeller for fjernvarmeselskaper, prismodeller, overgangsstrategier, styring og optimalisering av drift.

Legionella og tappevannsproblematikken

Professor Svend Svendsen ved Dansk Tekniske Universitet (DTU) var formann for seminar om legionella på møtets første dag. Seminaret var åpent for eksperter fra norske og internasjonale bedrifter, og hadde et høyt faglig og vitenskapelig nivå med foredrag fra Tyskland, Norge, Danmark og Sverige. Legionella-problemet ble diskutert fra ulike synspunkter, både medisinsk, kjemisk og teknisk. Legionellabakterier oppstår nemlig i tappevannssystem og er uønsket på grunn av farlige helseproblemer. For å unngå legionellaproblemet stilles det høye krav til tappevannstemperatur, og det viser seg at ulike lander har ulike krav. For å utnytte lavtemperaturvarme må det finnes tiltak og teknologier for å redusere temperaturen på tappevannet, samtidig som en kan unngå legionella. Foreløpig finnes forskjellige typer vannbehandlingssystemer for legionella, slik at det blir mulig å få redusert temperaturkravet på varmt tappevann og samtidig unngå den farlige bakterien. Vi ser at ikke alle metoder er like effektive, og noen av dem er svært kostbare.

God nettverksplass

I tillegg til at jeg fungerte som vert for møtet ved NTNU, ledet jeg de to siste dagene en deloppgave om grensesnitt mellom energiforsyning og brukere. Deltakerne fikk seg en omvisning ved NTNUs Varmeteknisk laboratorium, og den snart ferdige nullutslippsbygningen ved ZEB-prosjektet som bygges ved den såkalte Perleporten.

Herved ønsker vi å takke Norsk Forskningsråd for den økonomiske støtten som gjorde det mulig å organisere møtet. Det er viktig at vi på denne måten forsterker vårt faglige nettverk og samtidig viser vår kompetanse internasjonalt.

Dette blogginnlegget ble først publisert 21.06.2015 på www.ntnutechzone.no

Natasa Nord

Natasa Nord er professor ved NTNU - Institutt for energi- og prosessteknikk ved NTNU