Damvarmelagre er klar til sektorkobling

Etableringen af damvarmelagre i Danmark har stået stille, siden VEKS indviede sit 70.000 m3 lager i Høje Taastrup i 2023.

Men det betyder ikke, at damvarmelagre er et overstået kapitel. Der er stigende interesse for vandbaseret varmelagring i stor skala i flere europæiske lande, og Odense, Roskilde og Hjørring kan måske blive placeringer for kommende danske damvarmelagre.

– Damvarmelagre tilbyder de samme muligheder som akkutanke, blot i større skala. Prisen per kubikmeter i damvarmelagre er to-tre gange lavere, men investeringen er større end akkutanke, fordi man etablerer mange flere kubikmeter. Men så råder man også over lagringskapacitet på flere GWh, siger Geoffroy Gauthier, teamleder hos PlanEnergi.

I dag er der seks danske damvarmelagre i drift: i Dronninglund, Gram, Marstal, Toftlund, Vojens – og senest Høje Taastrup. Historisk er damvarmelagre koblet til solvarme, hvor sommervarme gemmes og bruges i vinterhalvåret. Men fremtidens damvarmelagre skal kunne indgå i flere typer applikationer – og frem for alt bidrage til sektorkoblingen. Som det er tilfældet i Høje Taastrup.

– Udbygningen af damvarmelagre standsede med udbygningen af store solvarmeanlæg. Til gengæld peger lageret i Høje Taastrup mod en fremtid, hvor lagrene kobles til kraftvarmeproduktion, systemydelser og elektrificeringen af fjernvarmen, siger Geoffroy Gauthier.

Billigere per kubikmeter

Damvarmelageret i Høje Taastrup modtager varme fra VEKS’ transmissionsnet med overskudsvarme fra kraftvarmeproduktion og affaldsforbrænding i hovedstadsområdet.

Lageret kan rumme 3.300 MWh og kan op og aflade med 30 MW. I 2024 modtog lageret 22.934 MWh og leverede 21.109 MWh. Temperaturspændet ligger på 45-90 °C, mens gennemsnitstemperaturen i øverste lag har været 84 °C. Der er beregnet afledte CO2reduktioner på 6.200 ton årligt – ved mindre behov for fossilbaseret kraftvarmeproduktion.

– Kravet til fremtidens damvarmelagre vil være, at de kan oplade og aflade, som elmarkedet kræver det. Lageret i Høje Taastrup har bevist, at det kan levere de ønskede op og afladninger, og viser på den måde vejen til damvarmelagre som en del af sektorkoblingen, siger Geoffroy Gauthier.

PlanEnergi har beregnet en etableringspris på 120 euro per kubikmeter i en ståltank og 50 euro per kubikmeter i et damvarmelager i Danmark. Disse gennemsnitlige priser gælder for de højeste volumener, man kan få med disse teknologier (se figur).

– Damvarmelagre bygger på Economy-of-Scale – jo højere volumen, desto lavere kubikmeterpris, og desto bedre business case, siger Geoffroy Gauthier.

Man kan forvente 20 til 30 års levetid for et damvarmelager.

– Men videreudviklingen af materialer tilstræber at forlænge levetiden. Til sammenligning kan ståltanke holde mindst 30 år, og deres levetid kan forlænges, hvis de er blevet ordentligt passet på, siger Geoffroy Gauthier.

Fortsat udvikling i gang

Damvarmelagre behøver ikke at være mere pladskrævende end store akkutanke, påpeger Geoffroy Gauthier og henviser til Aalborg Forsyning, som har implementeret fire akkutanke på hver 50.000 m3.

– I Aalborg bruger man 43.000 kvadratmeter til de fire akkutanke på i alt 200.000 m3. Et damvarmelager med tilsvarende kapacitet vil kunne placeres på 34.000 m3 – så damvarmelagre optager ikke nødvendigvis mere plads end akkutanke, siger han.

Hvis man kan finde naturlige fordybninger i landskabet, der kan udnyttes til lagre, kan det også gavne business casen, og et damvarmelager bliver aldrig lige så højt, som en akkutank ville være.

– Vi ser eksempler i både Danmark og andre lande på grusgrave og stenbrud, som vil kunne omdannes til damvarmelagre, men de skal selvfølgelig ligge i nærheden af et fjernvarmenet, siger Geoffroy Gauthier.

Damvarmelagre er under fortsat teknologisk udvikling, men løsningerne bliver stadigt mere robuste.

– Damvarmelagre kan efterhånden lagre op til 90-95 °C. Varmetabet er nede på 8-10 procent ved hyppige op- og afladninger, men kan udgøre omkring 20 procent som sæsonlager. Der vil altid være udfordringer med korrosion af diffuserne, som stiller krav til vandbehandling. Derfor ville det være en stor fordel at kunne undgå kostbar vandbehandling, men det kræver, at man får udviklet helt korrosionsfri løsninger, siger Geoffroy Gauthier.

Der er konkurrerende løsninger på markedet for membraner, hvor forskellige plasttyper indgår.

– Man vil gerne tilbyde løsninger op til 95 °C. Forhåbentlig kan konkurrence mellem leverandørerne være med til at udvikle endnu mere holdbare løsninger, som stadig er tilgængelige i pris, siger Geoffroy Gauthier.

Alle temperaturer skal udnyttes

Såkaldt stratificering af temperaturlagene i damvarmelagrene er også vigtig for optimal udnyttelse af energien.

– Ligesom i akkutanke er der forskellige temperaturlag i damvarmelagre. Der er måske 90 °C i toppen, men kan være helt ned til 10 °C i bunden. Pointen er, at man skal prøve at udnytte alle temperaturlagene – enten til opvarmning eller køling. Man kan typisk nå lavere temperaturer i bunden af lageret ved hjælp af en varmepumpe, siger Geoffroy Gauthier.

En anden opgave er at udvikle damvarmelagre, der optager mindre plads. Det vil kunne ske, hvis man kan designe lagrene med stejlere sider.

– I dag er vinklen på siderne af et lager omkring 26 grader med de typiske favorable danske jordforhold, men hvis man kan designe et lager med sider på for eksempel 45 grader, vil lageret kunne rumme mere vand på et tilsvarende eller mindre område. Så vil man også kunne spare på lågarealet, som er en af de dyreste dele af lageret, og hvor der mistes mest energi, siger Geoffroy Gauthier.

En tredje udfordring handler om, hvordan man kan anvende låget på lageret til andre formål. Det kunne være solceller, rekreative områder, legepladser eller p-pladser.

– Udfordringen ved at udnytte låget til andre formål er at holde omkostningerne nede, så man bevarer den økonomiske fordel, der er ved storskalalagring, siger Geoffroy Gauthier.

Han fremhæver også, at damvarmelagre trods et stort “fodaftryk” i landskabet kan blive nærmest usynlige for omgivelserne.

– Over tid kan damvarmelagre med den rette beplantning falde i med den omgivende natur, som vi har set det ved flere af de danske anlæg, siger han videre.

Internationale demoprojekter

I europæisk og internationalt regi foregår en række udviklings- og demonstrationsprojekter – både i regi af EU og det internationale energiagentur, IEA. Fra Danmark deltager PlanEnergi, DTU og Aalborg CSP i disse bestræbelser på at udvikle, demonstrere og udbrede damvarmelagre. Energistyrelsen medfinansierer et af IEA-projekterne – gennem sit EUDP-program.

I det EU-finansierede TREASURE-projekt skal der demonstreres damvarmelagre i praksis og høstes flere erfaringer. TREASURE tackler blandt andet de nævnte udfordringer – holdbare materialer ift. høje temperaturer, korrosionsfri ind- og udløb og stejlere hældninger.

– Antallet af deltagere i projektet viser, at der er stor europæisk interesse for flere damvarmelagre. Men faktisk er det Kina, som lige nu viser vejen. Der er bygget flere damvarmelagre i Kina de seneste fem år end i resten af verden tilsammen. De kobler lagrene med solvarme, Concentrated Solar Power og til at understøtte fjernvarme, fortæller Geoffroy Gauthier.

Kommende danske damvarmelagre kan blive ved Odense, hvor Fjernvarme Fyn skal beslutte, om man vil opføre et 700.000 kubikmeter lager. VEKS har lavet forundersøgelse af et muligt lager ved Roskilde. Og Hjørring Fjernvarme har også undersøgt muligheden for damvarmelagre. Ingen af disse projekter er dog i skrivende stund endeligt besluttet eller officielt meldt ud.

– Det er en stor investeringsbeslutning, men damvarmelagre giver fjernvarmen mulighed for meget stor fleksibilitet i produktionen.

Man kan afkoble sin varmeproduktion fra det aktuelle varmebehov og levere attraktive systemydelser til gavn for varmeprisen. Oveni kan man reducere spidslast og reducere CO2udledning. Så der er både økonomiske og klimamæssige gevinster at hente, siger Geoffroy Gauthier.