Att lagra värme under längre tid än ett par dygn med konventionell ackumuleringsteknik, till exempel i en hetvattencistern, är inte ett ekonomiskt realistiskt alternativ på grund av de stora volymer som skulle krävas.
– Därför är det intressant om vi kan få till en mer kostnadseffektiv värmelagring genom att använda oss av naturliga eller utgrävda bergformationer, säger Ulrika Sagebrand, FOU-samordnare på energikonsultbyrån FVB och projektledare för Energiforskprojektet Uppföljning av värmelager i bergrum.
På uppdrag av Mälarenergi har FVB genomfört en förstudie om det nya hetvattenlager som Mälarenergi nu bygger i ett gammalt beredskapslager för olja, som rymmer totalt 300 000 kubikmeter. Här har FVB bland annat simulerat temperaturskiktningen mellan kallt och varmt vatten och hur stor värmeförlusten från hetvattnet, mot det omkringliggande berget, skulle kunna bli.
– Värmeförlusten för bergets uppvärmning tills temperaturbalans mellan berg och hetvatten uppnåtts beräknades uppgå till cirka 70 GWh, varav ungefär hälften av förlusterna under de första fyra åren. Men detta ingår i investeringskalkylen. I varaktigt tillstånd bedömds värmeförlusterna bli uppemot 5 GWh/år, säger Ulrika Sagebrand.
”Unik möjlighet”
Nu går forskarna vidare för att förbättra kunskapsläget kring värmelagring i bergrum och då främst högtemperaturlager.
– Nu finns en unik möjlighet att planera och instrumentera det här bergrumslagret som Mälarenergi tar i bruk och vi hoppas också kunna följa bergrumslagret under flera år. Vi kommer att hämta data dels från driften, dels från mätare som vi installerar i berget samt i själva hetvattenlagret, säger Ulrika Sagebrand.
Det nya hetvattenlagret har tre bergrum som kommer drivas parallellt.
– Vi kommer dock bara mäta i ett av dem. Jag tror att det kan ge ett viktigt underlag till framtida beslut i fjärrvärmebranschen, både vad det gäller lagring i bergrum och borrhålslager, säger Ulrika Sagebrand
Nyväckt intresse för berglager
Att lagra hetvatten i ett oisolerat bergrum kan verka märkligt. Berg leder ju värme cirka 100 gånger bättre än många isoleringsmaterial, till exempel motsvaras 30 centimeter isolering (typiskt för hetvattencisterner) av 30 meter berg. Som tur är finns det gott om berg.
Det finns inte så mycket aktuell forskning på värmelager i berg i form av nyanlgda bergrum.
– Men det finns ett nyväckt intresse för bergrumslager i Sverige och Finland. Värmevärden i Hudiksvall var först ut med att driftsätta ett lager 2018. Andra svenska orter har de senaste åren utrett bergrumskonverteringar. I Finland pågår i Helsingfors driftsättning av ett lager, berättar Ulrika Sagebrand och fortsätter:
– Vi har haft ett jättebra utbyte av erfarenheter med några som jobbade med mätning i bergrumslager på 80- och 90-talet i Avesta och Storvreta. Det som är en stor skillnad mot det här projektet är att de bergrummen byggdes för att just lagra varmvatten. I det här bergrummet, som byggdes för att lagra olja, finns ju inte riktigt samma goda förutsättningar. Den första vintersäsongen kommer att bli en utmaning. Vi räknar med höga värmeförluster eftersom berget måste värmas upp.
Komplicerade mätprocesser
När saneringen av olja är genomförd ska forskarna placera givare i bergrummet.
– Givarna som ska mäta temperaturen i berget förs in i ett 10 meter långt borrhål och får inte skadas eller komma i kontakt med strömförande material. När vi fått in dem på plats kommer vi att fylla igen hålet. Det får absolut inte komma in vatten för då kommer givarna mäta vattentemperaturen istället för temperaturen i berget.
Nästa utmaning är att placera ut ett givarkoppel i det fjärrvärmevatten som kommer att fyllas på för att kunna utvärdera temperaturskiktningen, vilket är en kompicerad process:
– Mälarenergi kommer ha temperaturmätning i ett av två skepp, som är förbundna i båda ändar. Vi vill utföra mätningar i det andra skeppet, så långt in som möjligt. Vi kommer behöva fästa kabelbunten med givare i ett bottensänke och ha flottörer som håller kopplet vertikalt, säger Ulrika Sagebrand.
– Här har vi ingen tidigare erfarenhet att luta oss mot. Det kommer att bli svårt att placera givarkopplet, det begränsad åtkomlighet på grund av risk för ras och gas. Vi kommer anlita dykare för detta.
När materialet väl är på plats och lagret är plomberat och vattenfyllt kan man inte heller göra några ändringar.
– Givarna ska ju kunna fortsätta att ge data i många år. Vi räknar med att vi får de första resultaten först 2024.
Marie Kofod-Hansen
