- Dette er neste generasjons høyeffektiv varmelagring i berggrunnen som vi holder på å utvikle sammen med energiselskapet Tekniska Verken i Linköping, sa Jan Bergland administrerende direktør i Hydroc Energy Storage AB da han presenterte prosjektet på Fjernvarmedagene i november. De skal etablere et pilotprosjekt i en fåreinnhegning i Linköping.

- De systemene man bruker for energilagring i dag er den kortsiktige løsningen som er en akkumulatortank, som jobber for å kutte termiske effekttopper. Temperaturen i akkumulatortanken ligger på rundt 100 grader og har en lagringstid på inntil en uke, sa Bergland.

- Man bruker også borehullslager der man borer fra ti til et hundretalls brønner hvor man kan lagre energi over sesongen. Temperaturen er i beste fall opptil 50 grader, og lagringstiden er på noen måneder, sa Bergland. 

- Til disse systemene kobler man varmepumper og kjølemaskiner for å øke virkningsgraden i prosessen. Det handler om å få så mye varme som mulig, med minst mulig elforbruk.

Lager sprekker i berget

Hydroc Energy Storage har sett at det er et behov hos kundene for å lage systemer som kan jobbe over lengre tid uten varmepumpe.

De har sammen med forskere fra Göteborgs Universitet og Chalmers Tekniska Högskola utviklet en teknologi som de har jobbet med i noen titalls år. Det går på at man borer forholdsvis få brønner, og lager sprekker i berget.

– Vi får veldig høy temperatur og høye effekter på grunn av at varmeoverføringsoverflatene er så store, sa Jan Bergland i Hydroc Energy Storage da han presenterte prosjektet på Fjernvarmedagene i november. Foto: Johnny Syversen/Norsk Fjernvarme

- Det blir som en stor sylinder der man legger sprekker over hverandre på mellom 50 og 300 meters dybde, sa Bergland. - Vi bruker eksisterende sprekker, og vi lager nye sprekker. Høydeforskjellen mellom sprekkene er 5 til 7 meter.

Det brukes grunnvann til å lade energibrønnene. De sender vannet ned i midten av sylinderen, vannet går inn i sprekkene og blir sendt opp i borehull i utkanten av sylinderen. Når brønnen leverer varme, sendes vann ned på sidene og det blir så sendt opp i det varme området i sentrum av sylinderen.

Et anlegg består av en sentrumsbrønn, periferibrønner og et antall nivåer med sprekker.

Trenger få borehull

- Vi borer brønner som ved vanlig brønnboring, og sammenliknet med vanlige energibrønnanlegg så trenger man bare en tiendedels til en tyvendedels antall borehull, sa Bergland. -Noe som senker kostnaden og korter ned etableringstiden.

Ett nivå med sprekker tilsvarer 75 til 100 borehull

- Vi får veldig høy temperatur og høye effekter på grunn av at varmeoverføringsoverflatene er så store, sa Bergland.

- Hvis vi sammenlikner med et vanlig borehullslager, så tilsvarer et nivå med sprekker med 50 meter i diameter, 75 til 100 borehull, sa Bergland. - Og det er det som gir denne løsningen de unike egenskapene.

Hydroc vil helst jobbe i krystallinsk gammel nordisk berggrunn som det finnes i 50 prosent av jordens overflate.

- Dette er miljøvennlig. Det er ingen tilsetninger i grunnvannet som sirkulerer i anlegget. Man tar opp varmen med en varmeveksler og sender vannet ned igjen, sa Bergland. - Det er som et kretsløp.

Pilotanlegg i Linköping

Hydroc Energy Storage og Tekniska Verken holder nå på å etablere et energilager i en fåreinnhengning i sentrum av Linköping. Tekniska Verken skal utvikle et klimasmart underjordisk fjernvarmelager for bydelen Vallastaden.

I trinn en i pilotprosjektet er det 5 borehull. Diameteren på lageret er 30 meter, og dybden er 40 til 60 meter. – Det er tre nivåer med sprekker i trinn 1. I trinn 2 i pilotprosjektet blir det 10-12 nivåer med sprekker, sier Bergland.

Skisse: Hydroc Energy Storage

I trinn 1 er effekten på 50 kW og energileveransen på 100 000 kWh. Temperaturene er da på 8-40 grader.  I trinn 2 er effekten på 400 kW og energileveransen på 500 000 kWh. Temperaturen ved lading er 88 grader, og ved utladning beregnes 65 til 80 grader.

Det skal lades med 3. generasjons fjernvarme (88 grader) og leveres varme på minst 65 grader til bydelen Vallastaden som bygges med 4. generasjon fjernvarme.

-  Ladingen skjer over tre måneder, deretter en måned med hvile, og deretter igjen tre måneder med utladning, sa Bergland.

Planen er å teste pilotanlegget i 2022, og koble seg til fjernvarmenettet i Vallastaden i 2023.

Det er planlagt mange energilagere i Linköping. De skal lades med 3. generasjons fjernvarme og levere varme på 60 til 65 grader til bydeler som bygges med 4. generasjon fjernvarme.

- Om pilotprosjektet går bra, planlegges det blant annet å bygge et stort energilager som skal levere 60 til 80 GW over sesongen. Da vil man kunne fjerne tre varmesentraler som ligger i sentrum av Linköping, sa Bergland.