Facebook LinkedIn Twitter Hvis du deler indholdet, vil udbyderen af servicen sætte en eller flere cookies på din computer.
04.08.2020

Fremtidens energilagring på vej mod gennembrud efter EU-projekt

Danmark er tæt på at finde ”the missing link” i lagring af vind- og solenergi. Efter et succesfuldt forsøg inden for termisk energilagring er det ikke længere urealistisk at tale om 100 procent grøn elforsyning i Danmark, mener Danmarks ”Mr Wind Power” , Henrik Stiesdal.

Henrik Stiesdal (længst th.) er manden bag energilagringsprojektet, som har fået titlen GridScale.

Hvordan lagrer vi vind- og solenergi i stor skala, at vi kan få op mod 100 procent klimavenlig energiforsyning? Det har i mange år været spørgsmålet i energiforsyningen i Danmark og lande med grøn energiforsyning.

Nu har en af Danmarks mest markante innovatører inden for vedvarende energi via et strukturfondsprojekt fjernet en af de sidste sten på vejen mod løsningen af den store tekniske udfordring med at lagre vind- og solenergi.

Lagringsformen hedder termisk energilagring, og vind-veteranen Henrik Stiesdal føler sig efter 10 års arbejde og et succesfuldt EU-støttet testforløb temmelig sikker på, at løsningen er nær:

EU-projektet viste os, at de modeller, vi havde beregnet, også fungerer i virkeligheden. Nu arbejder vi på at skabe finansiering af det næste skridt – en 1:1-prototype, som skal samkøres med et kraftvarmeværk. Går det godt, kan vi være klar med kommercielle anlæg i 2022.”

Henrik Stiesdal har i en årrække arbejdet med løsningen i sin virksomhed, Stiesdal Storage Technologies i Odense. I grove træk handler hans koncept for energilagring om en bunke sten i en stålcylinder, hvor overskydende energi fra vindmøller og solanlæg lagres som varme. Herfra kan varmen frigives som el, når der er behov for den.

Princippet er netop med succes testet i EU-projektet Thermal Energy Storage i et 1:10-anlæg i samarbejde med DTU Vind på Risø. Projektet er et af i alt 16 innovationssamarbejder, der skal bidrage til at nedbringe omkostningerne i industrien for energiproduktion. Samarbejderne ledes og gennemføres af Energi Innovation Cluster under projektet ”Innovationssamarbejder i offshoreklyngen”, der støttes med 13,3 mio. kr. fra EU’s Regionalfond.

Henrik Stiesdal bygger sin optimisme på mange års erfaring som dansk og international frontrunner i vedvarende energi og vindmøller – i mange år som teknologichef i Siemens Wind Power og fra 2014 som selvstændig med en række startups inden for vedvarende energi:

Grønne energiformer som sol og vind stiger og falder i produktion. Vi har behov for at gemme grøn energi, så vores energisystem kan levere strøm på alle tider af døgnet og året – også når det ikke blæser. Vi kan allerede nu gemme vedvarende energi, men i begrænset omfang, og det er ikke rentabelt i stor skala.”

Resultaterne fra EU-projektet har nu overbevist ham om, at termisk energilagring kan blive en nøglefaktor i den samlede tekniske løsning, der sikrer muligheden for 100 procent klimavenlig og grøn energiforsyning – ikke blot i Danmark, men også i andre lande med vedvarende energiforsyning.

Idéen er ikke ny, understreger han, men forudsætningerne er først nu ved at være til stede.

Fem kriterier sikrer 100 pct. grøn strøm

Jeg er gennem årene nået frem til fem kriterier for, at vi kan få 100 procent grøn strøm i Danmark: Der skal være tilstrækkeligt af energien, teknologien må ikke ødelægge klimaet, der må ikke være væsentlig folkelig modstand, det skal kunne fås til en konkurrencedygtig pris, og man skal kunne få energien, når der er behov for den. Vi manglede det sidste, men med termisk energilagring er vi ved at være på plads,” siger Henrik Stiesdal.

DTU Vind på Risø har i test-anlægget i størrelsesordenen 1:10 afprøvet, om Stiesdals beregninger holdt i praksis – blandt andet om anlægget kunne overføre varmen godt nok fra sten til luft uden for stort trykfald. Og det gik over forventning, siger seniorudviklingsingeniør Søren Oemann Lind, DTU Vind.

Energilagring er normalt ikke noget, vi beskæftiger os med, og vi havde ingen forestilling om, hvor vi ville ende. Men vi fik en positiv overraskelse, da de sensorer, vi havde indkøbt til lejligheden, slet ikke kunne måle trykfaldet i anlægget, fordi det lå langt lavere end det sensorerne kunne måle. Så vi ved, at det virker, og at det virker effektivt,” siger Søren Oemann Lind. 

-----------------------------------------

HENRIK STIESDAL

  • 63 år, dansk opfinder og forretningsmand i den moderne vindkraftindustri.
  • Skabte i 1978 konceptet for den type vindmølle, der dominerede den globale vindindustri gennem 80'erne.
  • Opfandt i 90’erne den fuldstøbte vindmøllevinge.
  • Var teknologidirektør i Siemens Windpower indtil 2014, har siden beskæftiget sig med startups og koncepter inden for energi.
  • Har grundlagt tre virksomheder, som udvikler og kommercialiserer løsninger inden for offshore vindkraft, energilagring og brændstoffer.

-----------------------------------------

Projektet blev afviklet inden for rammerne af Energy Innovation Clusters innovationsmodel, som omfatter en ”problemejer”, der har et ønske om et koncept, løsning eller produkt, og derudover virksomheder og mindst én videninstitution. I projektet deltog ud over Stiesdal Storage Systyms også FRECON, Welcon og Blue Power Partners som underleverandører, og DTU Vind og Aalborg Universitet har bidraget som videninstitutioner.

”Problemejeren” er det sjællandske energiselskab SEAS-NVE, som i årevis har arbejdet med termisk energilagring i et stenlager.

Vi ser Stiesdals projekt som en ret vigtig trædesten i vores ambitioner om at skabe en varig løsning på lagring af energi – og en løsning, som samtidig er til at betale sig fra. Derfor er det også tiltalende, at projektet baserer sig på eksisterende teknologi,” siger Ole Alm, udviklingschef i SEAS-NVE.

Han peger på, at den fleksible udveksling af overskuds-el mellem europæiske lande om få år ebber ud, fordi flere og flere lande på det tidspunkt vil være tæt på 100 procent drevne af vedvarende energi. Og når det er overskyet eller vindstille, bliver der ingen overskudsenergi at udveksle.

Allerede om 5-10 år vil der være en god business case i termisk energilagring,” vurderer Ole Alm.  

Tre lagringsformer og et stort marked

Der findes groft sagt tre former for energilagring. To af dem er allerede i brug eller under udvikling - korttidslagring, som varer fra minutter til timer og oftest foregår med batterier, og sæsonlagring med varighed fra en uge til et halvt år, hvor energien bindes i brint eller ammoniak.

Det tredje ben er energilagring på mellemlangt sigt – typisk fra halve dage op til en uge – og her vil termisk lagring efter alt at dømme være suverænt den billigste lagringsform. Og det er også på mellemtidslagring, at det store behov ligger,” forklarer Henrik Stiesdal.

Batterier er dyrere end termisk lagring, men er gode til visse former for energilagring. Da Danmark har over 40 procent vedvarende energi, bliver elnettet overfyldt, når det blæser meget. Her vil termisk lagring være den bedste løsning. Men skal vi være 100 procent selvforsynende med energi, skal vi også have sæsonlagring. Derfor går alle tre lagringsformer hånd i hånd.”

-----------------------------------------

Fakta om prototypen

Projektets partnere har udviklet beregnings-modeller for et modulbaseret termisk energilagringssystem. Systemet er testet som prototype i en skala af 1:10 og består af knuste sten, der kan optage varme, der er produceret med strøm fra fx vindenergi. Energien kan lagres i mange dage, da stenene opbevares i store isolerede metalcylindere. Herefter kan varmen igen omdannes til strøm, når der er brug for det.

-----------------------------------------

Projektet er en del af regionalfondsprojektet ”Innovationssamarbejder i offshoreklyngen”, der siden august 2016 har arbejdet på at skabe flere innovative virksomheder i offshorebranchen via samarbejder om konkrete projekter mellem virksomheder og videninstitutioner.

Overliggeren er sat højt i regionalfondsprojektet, der forventer at skabe 12 nye innovative virksomheder. Når virksomhederne for alvor begynder at folde sig ud, ventes det at afføde 535 mio. kr. i øget omsætning, 291 mio. kr. i øget eksport og 231 nye job.

Projektleder Christian Munk Jensen fra Energy Innovation Cluster, der er operatør på projektet:

Vores projektet er et godt eksempel på, at det virkelig kan gøre en forskel med offentlig støtte til at efterprøve innovative ideer i mindre skala. Samtidig understreger projektet også nødvendigheden af støtte til store demonstrationsprojekter, der er nødvendige før den egentlige kommercialisering. Med erhvervsfremmesystemet får små og mellemstore virksomheder mulighed for hurtigt at få afprøvet deres idéer i lille skala og forhåbentlig demonstreret dem i stor skala. Når det sker i samarbejde med de store – dem med et problem, der skal løses - er vi også sikre på, at idéerne får succes på markedet.”

FAKTA OM ”Innovationssamarbejder i offshoreklyngen”

Projektet begyndte i august 2016 og afsluttes med udgangen af 2020. Operatør er Energy Innovation Cluster, Danmarks klyngeorganisation og innovationsnetværk for energiproduktion.

Projektet er støttet af EU’s Regionalfond med 13,3 mio. kr.

Offshore-industrien har et stort vækstpotentiale, men kæmper med en høj omkostningsstruktur, der kan lægge en dæmper på væksten. Løsninger til at nedbringe omkostningerne vil give muligheder for vækst og øget aktivitetsniveau for SMV’er i offshoreklyngen.

Projektet består af 13 innovationssamarbejder med fokus på at reducere omkostningerne via innovation og udvikling af nye løsninger, der kan skabe fremgang  på offshoreområdet - både nationalt såvel som internationalt.

Læs mere om projektet i Erhvervsstyrelsens projektdatabase

 

FAKTA OM EU’s Regionalfond

I perioden 2014-2020 investerer EU's Regionalfond, Socialfond og danske partnere hvert år 1 mia. kr. i aktiviteter, der skaber vækst og beskæftigelse i hele landet.

Regionalfondsprogrammet for 2014-2020 er målrettet bedre vækstvilkår for små og mellemstore virksomheder, der spiller en vigtig rolle i at skabe vækst og nye arbejdspladser i Danmark.

Derfor medfinansierer EU's Regionalfond projekter, der skal:

  • Styrke virksomhedernes innovationsevne
  • Udarbejde vækstplaner for virksomhederne
  • Hjælpe virksomhederne med at blive mere ressourceeffektive.