Antallet af store varmepumper banker i vejret – og meget mere er på vej

Elektricitet bliver en stadig vigtigere kilde til produktion af fjernvarme i Danmark. I 2020 blev idriftsat mindst 77 større varmepumper med en samlet varmekapacitet på 353 MW. Dermed er der installeret 118 varmepumper svarende til 454 MW i forbindelse med landets fjernvarmeværker.

Det fremgår af en opgørelse udarbejdet af SWECO i forbindelse med et webinar med fokus på erfaringsudveksling afviklet af iEnergi og Dansk Fjernvarme. På baggrund af webinaret er der udarbejdet en liste (se boks) over vigtige tiltag, der yderligere kan fremme udbygning med varmepumper i fjernvarmen.

– I 2020 er der sket en stigning på 65 procent i antal og 77 procent i kapacitet, oplyser energiplanlægger Kasper Qvist fra SWECO, der i løbet af webinaret erkendte, at det fulde overblik ikke er på plads, og at der er tale om minimumstal, da projekterne ikke registreres et samlet sted.

Størrelsesordenen er formentlig inden for skiven, og det står fast, at de større varmepumper vinder frem overalt i landet fra Ringkøbing-Skjern og Esbjerg i vest over Odense og mange andre lokaliteter ’i midten’ til bl.a. VEKS, Høje Taastrup, Tårnby og HOFOR med de store fjernvarmesystemer i øst.

353 MW nye varmepumper i 2020 ligger imellem det niveau, der skal til for at fortrænge al biomasse fra fjernvarmeproduktionen i henholdsvis 2030 og 2040. Ea Energianalyse vurderer i en rapport for Dansk Fjernvarme og Dansk Energi, at en sådan omstilling vil kræve 550 (2030) eller 275 MW (2040) varmepumper om året. Altså 5.500 MW i alt.

Vigtige tiltag til fremme af store varmepumper

• Kortlægning af og mere viden om varmekilder
• Publikation med cases
• Opdatering af Teknologikataloget fra Energistyrelsen
• Indregning af værdi af bl.a. fleksibilitet i Projektbekendtgøerelsen fra Energistyrelsen
• Uddannelse/efteruddannelse i varmepumpeteknologi
• Optimering af energisystemer
• Udveksling af erfaringer om udbud

Svært at finde argumenter imod

Centerleder Claus Schøn Poulsen fra Teknologisk Institut glæder sig over, at der langt om længe er ved at ske gennembrud for de store varmepumper.

– Men vi skal have rigtig mange flere varmepumper for at kunne levere på den grønne omstilling, siger Claus Schøn Poulsen og slår fast, at den seneste udvikling inden for økonomi, teknologi og rammebetingelser ’gør det svært at finde argumenter imod investeringer i varmepumper’.

En hæmsko for meget store varmepumper har indtil nu været, at de anlæg, der har været på markedet, har benyttet kølemidler med en betydelige drivhuseffekt. Noget tyder på, at den udfordring er ved at være løst.

Teknologisk Institut har gennem de seneste mange år sammen med partnere i industrien og med støtte fra ELFORSK arbejdet på at udvikle varmepumpe-løsninger med naturlige kølemidler som bl.a. ammoniak og CO2. Mange internationale øjne hviler derfor på Danmark.

Claus Schøn Poulsen ser endvidere et stort potentiale i at få skabt et bedre overblik over varmekilder, så vi sikrer den økonomisk optimale balance mellem en god varmekilde og eventuelt nødvendig merinvestering.

Verdens største på havvand og CO2

I Esbjerg, hvor DIN Forsyning har en 50 MW varmepumpe i støbeskeen, er der valgt CO2 og dermed et naturligt kølemiddel. DIN Forsyning forventer at idriftsætte verdens hidtil største CO2-varmepumpe i april 2023, hvor Esbjergværkets blok 3 lukker og slukker.

DIN Forsynings budget for indkøb af udstyr ligger på omring en milliard kroner, hvilket ifølge forretningsudviklingschef Claus A. Nielsen er noget billigere end, hvad alternativet, et biomassefyret kraftvarmeværk, vil koste.

Udover valg af kølemiddel kommer varmepumpen i Esbjerg også til at udmærke sig ved modtage energi fra havvand, der trækkes ind fra et område, der står på Unescos liste over Verdensnaturarv: Vadehavet.

Mange trækker energi ud af luft

Valg af varmekilde er et af de helt centrale, når der skal etableres varmepumper i forbindelse med fjernvarmesystemer. Det populære valg er at trække luft ind.

Udeluft er tilgængeligt alle vegne, og da der er en forholdsvis høj luftfugtighed i Danmark, er det et valg med forholdsvis få tekniske udfordringer. Lidt over halvdelen af de anlæg, der blev sat i drift i 2020, benytter kombinationen af luft og elektricitet til produktion af fjernvarme.

Findes der overskudsvarme fra industrier og datacentre eller havvand, spildevand, søer og sågar drikkevandsledninger i nærheden, kan det være bedre muligheder, da de har en højere temperatur end udeluft på de tidspunkter, hvor der er stor efterspørgsel efter varme.

Spildevand leverer varme i Kalundborg

Kalundborg Forsyning er et eksempel på en forsyningsvirksomheder, der allerede udnytter spildevand i en af Danmarks hidtil største varmepumper. Varmepumpen trækker energi ud af 23-24 grader varmt spildevand i dets vej ud mod Storebælt.

Ifølge fagspecialist Jacob Jensen fra Kalundborg Forsyning giver en 10 MW stor varmepumpe, der er koblet på 10 kV-nettet, en række fordele for både miljø, forsyningssikkerhed og energieffektivitet. Varmepumpen har også ført til en lavere pris på både spildevandsrensning og fjernvarme til borgerne i den vestsjællandske by, der med sin industrielle symbiose er et fyrtårn, når det handler om at udnytte ressourcestrømme på tværs af virksomheder.

Badeland får fjernvarme fra drikkevand

Ringkøbing-Skjern Forsyning kan sammen med Lalandia levere et eksempel på et innovativt varmepumpeprojekt i Søndervig. Et varmepumpeanlæg på 1,1 MW skal levere fjernvarme til et nyt tropisk badeland, der har forventet indvielse op til påsken 2022. Gæsterne i bassinerne vil kunne nyde det varme vand med tanke på, at det er opvarmet med energi fra koldt drikkevand og elektricitet fra vindmøller.

Badelandet ligger klos op ad en drikkevandsledning fra Ringkøbing til Hvide Sande. Selv om drikkevandet er koldt, er det stadig muligt at hente energi ud af det på turen ud mod kunderne bl.a. i Hvide Sandes fiskeindustri. De skal bruge noget af vandet til produktion af is, så de klager næppe over at modtage koldere vand.

Varmepumperne vinder også frem i hovedstadsområdet. Høje Taastrup Fjernvarme har etableret flere varmepumper bl.a. med grundvand som energikilde, HOFOR har idriftsat flere varmepumper på havvand og kigger også på andre varmekilder, Tårnby Forsyning udnytter spildevand, og Vestegnens Kraftvarmeselskab (VEKS) har i nogle år kunnet trække fjernvarme fra en japansk ammoniak-varmepumpe hos Kelco, der lever af at fremstille pektin fra appelsinskaller ved forholdsvis høje temperaturer.

Aalborg: 100 MW på havvand

Aalborg Forsyning har analyseret på brug af varme fra undergrunden, men geotermi er et kompliceret kapitel for sig selv. Chef for projektafdelingen, Lars Boye Mortensen, i Aalborg Forsyning, fastslår, at geotermi ’kræver tilskud’ på grund af risici og udviklingsomkostninger. Samme konklusion kommer Ea Energianalyse frem til i sin rapport.

Mere sikkert er det - lyder vurderingen i Aalborg - at satse på en havvandvarmepumpe som en del af fjernvarmeforsyningen i tiden efter Nordjyllandsværket.

Aalborg Forsyning er derfor i dialog med teknologivirksomheder på markedet om et udbud på en gigantisk varmepumpe på 100 MW med ammoniak og CO2 som mulige naturlige kølemidler og HFO som kemisk alternativ. Den meget store varmepumpe kan om alt går vel levere fjernvarme fra 2025.

Varmepumper giver sektorkobling

Et af de punkter, der blev trukket frem på webinaret som ’her har vi brug for mere viden’, handler om sektorkobling. Varmepumperne går på tværs af elforbrug og varmeproduktion, og slår bro mellem eksempelvis industrier med overskudsvarme og energisektorerne - men der kan være meget mere at hente, fordi varmepumperne kan spille med på en række elmarkeder og understøtte driften af elnet både lokalt og nationalt.

– Selvom vi taler om store varmepumpe, bevæger vi os væk fra at have hele varmeproduktionen samlet et sted til en situation, hvor der er flere varmepumper med forskellige varmekilder fordelt ud i nettet, påpeger chefkonsulent Henrik Martens fra Intelligent Energi.

Decentral varmeproduktion giver lavere nettab, endnu højere effektivitet, mere fleksibilitet i forhold til elmarkederne og bedre forsyningssikkerhed, påpeger Henrik Martens og med ham mange andre.

– Vi skal optimere det samlede system, konkluderer bl.a. Aalborg Forsyning, Fjernvarme Fyn og DIN Forsyning i Esbjerg.