Högtemperaturlagret – ett bergsäkert kort
När kommunen sa nej till Xylems spillvärme började bolaget att undersöka andra alternativ. Efter en banbrytande satsning har de idag Sveriges största ackumulatortank i form av ett 300 000 kubikmeter stort bergvärmelager. Processkylningen blir jämnare och någon extra energi för att värma upp lokalerna behövs inte.
– Märker du vad det är för bil vi sitter i? frågar energiingenjören Leif Rydell när vi åker igenom grinden in på industriområdet.
Ärligt talat går tankarna åt annat håll; anläggningen är mycket större än jag trodde. Liksom de flesta industrier har även den här platsen en lång historia av tillverkning och ingenjörskunnande. I ett sekel har bolaget här i Emmaboda tillverkat pumpar. De dränkbara av märket Flygt är världskända. Nej, vad är det för bil?
– Det är ju en elbil naturligtvis! Inte ens en hybridbil utan bara ren el! Den har inte lika lång räckvidd som tillverkaren hävdar, tur och retur till Kalmar funkar inte, men vi kör ju mest inom kommunen, säger Leif Rydell och slår av motorn.
Vi flyr undan regnet in i deras kontorslokaler, till andra våningen. Bottenvåningen renoveras efter översvämning och vattenskador på grund av ett kraftigt skyfall. Kanske ett tidigt utslag av klimatförändring.
– Jo, nog är det växthuseffekten och klimatförändringen som driver mig mest, erkänner han.
För tretton år sedan tog Leif Rydell och hans kollegor på Xylem kontakt med kommunen. De ville bidra med sin spillvärme till fjärrvärmesystemet. Kommunföreträdarna var dock tveksamma, eftersom tillverkningen baseras på tvåskift och ligger nere på helgerna. Tillförseln skulle med andra ord bli väldigt ojämn. Så det blev tyvärr inget.
Istället fick de kontakt med Olof Andersson på Sweco, expert på energilagring under mark. Tillsammans satte de ihop en projektgrupp.
Trots all expertis kantades pionjärarbetet naturligtvis av problem och förseningar. Provborrningar visade att den sydvästra delen av berget var sprickigt, så det tänkta lagret fick vridas i östlig riktning. Ändå uppstod problem vid den riktiga borrningen. En tredjedel av de 140 hålen blev inte som tänkt. Vissa behövde tätas med cement både en och två gånger.
Borrhålen, som försetts med varsin värmeväxlare i form av ett grovt plaströr, delas in i sju sektioner som kan styras vart och ett för sig. För att slå om från laddning till produktion vänds helt enkelt flödesriktningen. Via en kulvert ansluter bergvärmelagret till Xylems industrianläggning med ett maximalt flöde på 20 liter per sekund.
– Såhär i efterhand borde vi ha valt en större rördimension. Idag är det inget problem, men en potentiell framtida flaskhals, konstaterar Leif Rydell.
Vi går ut i regnet för att titta på den gräsmatta som ligger som ett grönt lock ovanpå berglagret. På vägen dit får jag höra om alla energibesparingsprojekt som de genomfört och tänker genomföra, fast dem får vi skriva om vid ett annat tillfälle.
Trots alla miljoner som Xylem sparat på initiativen utgår inga monetära belöningar, bonusar, för den typen av besparingar. För Leif Rydell är det istället ett brinnande intresse som är drivkraften; hemma har han installerat solfångare och i sommarstugan är han delägare i ett vindkraftskooperativ.
Ursprungligen var värmelagret uppbyggt kring överskottsvärmen från härdugnar och gjuteriets ventilation, men med tiden har flera värmekällor tillkommit: måleriets ventilation, datahallarna, kompressorrummet, ställverk och transformatorer. Xylems hela anläggning består av ungefär 35 olika huskroppar som hade fem olika fjärrvärmeintag. Nu är de helt integrerade för att lättare kunna utnyttja energin.
– Först och främst försöker vi använda energin internt, i andra hand kör vi ner den i bergvärmelagret för att använda vid senare tillfälle, säger Leif Rydell.
Den uppmärksamma läsaren noterar också att tillvaratagen spillvärme automatiskt innebär kontrollerad kylning. Låt oss ta företagets testbassäng som ett exempel:
Alla färdigmonterade pumpar måste provköras, och eftersom en stor del av elkraften omvandlas till värme ökar bassängens vattentemperatur, vilket påverkar testkörningen. Idag håller bassängen en jämn temperatur eftersom värmen hela tiden överförs till bergvärmelagret. Tidigare släppte operatörerna helt enkelt in kommunalt vatten och lät bassängen bredda över.
Själva värmeöverföringen i berggrunden sker genom direktkontakt med bergväggen. Varmvatten pumpas ner i plaströret mer än 140 meter ner i berggrunden med ett laminärt flöde. På vägen upp, mellan röret och bergväggen, är flödesytan mindre och speciella flänsar bidrar ytterligare till ett turbulent flöde. Värmeöverföringen blir bättre så.
Energin från bergvärmelagrets öppna system överförs till produktionsanläggningens slutna system via en stor plattvärmeväxlare. Grundvattnet som har kontakt med det öppna systemet är järnhaltigt och inne i den lilla byggnaden där berglagrets rör kopplas ihop med kulverten visar Leif Rydell ett av alla vattenprover. På botten ligger ett brunt lager av järnoxid.
– Vi mäter vattnets kemi kontinuerligt, för vi vill verkligen inte ha in för mycket grundvatten i systemet. Dels ur miljöperspektiv, dels för att skydda vår utrustning från till exempel korrosion, säger han.
I takt med att temperaturen i berget ökar, från början 7 ºC till dagens 40 ºC, minskar lösligheten av gaser som därför avgår. Gas i ledningarna med dålig värmeöverföring som följd var i flera år ett gissel, innan det visade sig att ett närbeläget företag i Kalmar hade patent på en undertrycksavgasare. Sen dess har anläggningen fungerat utan driftstörningar.
Än så länge har Xylem inte tagit ut någon större andel värme ur berget. Inte förrän vid 60 ºC anses det fulladdat. Men ju varmare berget blir, desto lägre blir laddningseffekten, eftersom temperaturdifferensen hela tiden minskar mellan spillvärmen och det allt varmare berglagret.
– Vi håller just nu att titta på om vi kanske ska nöja oss med en lägre temperatur i berget. Det kan löna sig med en bättre laddningseffekt och istället använda en värmepump för att höja temperaturen när vi vill värma upp våra lokaler från bergvärmelagret, säger Leif Rydell.
Jesper Gunnarsson
Fakta: Borrhålslagret i Emmaboda
140 stycken 150 meter djupa borrhål
Borrhålen är indelade i 7 separata sektioner för effektivare styrning
Lagervolym: 300 000 m3
Lagerkapacitet: 180 MWh per grad
Arbetstemperatur: 60 ºC/40 ºC (fulladdat/urladdat)
Maximal effekt: 1 000 kW
Verkningsgrad: 70 procent
Reportaget tidigare publicerat i Process Nordic nr 2 2015
.