Overskudsvarme: Det oversete – og enorme – potentiale for at øge energieffektiviteten i industrivirksomheder

”Udnyttelse af overskudsvarme fra industrien kommer til at spille en central rolle for omstillingen til et bæredygtigt samfund.”

Sådan siger Lasse Bjerregaard, der arbejder som Utility & Energy Specialist hos AFRY. Til dagligt udarbejder han master-planer for konvertering af energiforsyning, herunder potentialet for at udnytte den overskudsvarme, der altid bliver genereret i en produktionsproces, og som der ligger et væsentligt potentiale i at udnytte.

”Det er rigtig godt med fokus på opførelse af VE-anlæg til at forsyne en produktion med grøn strøm, men der ligger fortsat et stort og overset potentiale i at øge energieffektiviteten med genindvinding af overskudsvarme. Afhængig af kilde vurderes det til ca. 9-11 TWh/år. Til sammenligning vurderes den kommende Thor Havvindmøllepark, der bliver Danmarks hidtil største, at kunne producere 1 GW strøm svarende til 4,5 TWh/år,” forklarer Lasse Bjerregaard, der har beskæftiget sig med effektiv udnyttelse af overskudsvarme igennem en årrække.

PtX-anlæg spiller en central rolle

En af de helt store fremtidige aktører i det danske energisystem bliver de planlagte PtX-anlæg, der blandt andet skal forsyne transportsektoren med E-fuel.

”Bliver disse PtX-anlæg placeret geografisk fornuftigt i forhold til at kunne udnytte de enorme mængder overskudsvarme, som anlæggene genererer, vil de kunne forsyne rigtig mange husstande med fjernvarme. Det vil alt andet lige styrke vores nationale fjernvarmeforsyning og dermed bidrage til at løse en af fremtidens helt store udfordringer, nemlig: Hvor vi skal få al den energi fra, vi skal bruge til at holde hjulene i gang i et samfund, hvor målet er at blive fri for fossile brændsler? Hvis vi ikke evner at udnytte overskudsvarmen nu, får vi altså en dummebøde om ganske få år,” pointerer Lasse Bjerregaard.

Her er fordelene ved at udnytte overskudsvarme

Lasse Bjerregaard har kort opsummeret fordelene ved at genindvinde overskudsvarme fra industrien her:

• Den økonomiske gevinst: Genindvinding af overskudsvarme kan give industrivirksomhederne en økonomisk gevinst, da den kan reducere energiomkostningerne. Et naturligt første-skridt er at se på, om man selv kan genanvende varmen et andet sted i virksomheden, inden man afsøger markedet eksternt hos f.eks. fjernvarmeselskaber eller nabovirksomheder.
• Energien udnyttes mere effektivt:  Overskudsvarme kan anvendes til at opvarme bygninger, virksomheder og produktionsprocesser, og det reducerer behovet for yderligere energiproduktion og sparer dermed ressourcer.
• Energi-uafhængighed: Når vi anvender overskudsvarmen fra produktionsvirksomhederne, udnytter vi lokale ressourcer og reducerer dermed behovet for at importere brændsler og andre energikilder.
• Positivt for klimaet:  Når vi genindvinder overskudsvarme, kan vi reducere udledningen af drivhusgasser, fordi vi bruger færre fossile brændsler.

Her er udfordringerne ved at udnytte overskudsvarme

Selvom fordelene ved at genindvinde overskudsvarme står i kø, er der ifølge Lasse Bjerregaard nogle få knaster, som dog let kan høvles ned med et bæredygtighedsperspektiv fra virksomhederne og teknologisk innovation hos både ingeniører, maskinmestre og andre fageksperter inden for forsyning.

• Opstartsomkostninger: Nogle af de klassiske udfordringer i et projekt er at få økonomien til at balancere. Det gælder både for CAPEX-investeringer samt efterfølgende driftsomkostninger (OPEX). Inkluderer opstartsomkostningerne en investering i varmepumper, er det både en bekostelig affære at indkøbe såvel som at drifte varmepumperne. Kan du derimod genindvinde overskudsvarmen uden behov for at investere i varmepumper for at løfte temperaturen, så er potentialet for at udnytte overskudsvarmen større fra begyndelsen. Investeringen skal ses på den lange bane og som et vigtigt skridt i den grønne omstilling; Det er vigtigt at have det mindset fra begyndelsen.
• Teknologiske udfordringer: Ikke alle former for overskudsvarme er lige attraktive. Det betyder dog ikke, at det ikke kan anvendes. Varmepumpeteknologien er til stede til industriel skala med mulighed for at løfte temperaturen op til 90-95 °C for kendte kommercielle produkter i dag. Og udviklingen og pilotanlæg med varmepumper, der kan operere op til 150-180 °C, er i gang (2024). Det betyder, at vi i 9/10 tilfælde kan håndtere de tekniske udfordringer, så vi får en stærk og solid løsning for virksomheden. Energiforsyningen vil blive anderledes, og der skal formentlig anvendes ny teknologi eller udstyr. Det er en forandring på lige fod med alt andet. De virksomheder, der rykker sig allermest, er dem, der er villige til at være forandringsparate – de ved godt, at vi ikke kan blive ved at gøre det, vi plejer.
• Lokation: Mulighederne for at nyttiggøre overskudsvarmen til en fornuftig pris, afhænger også af hvor langt varmen skal transporteres. Dette gælder, uanset om det er som intern anvendelse eller afsætning til nærområdet, f.eks. til et lokalt fjernvarmeværk.
• Regulatoriske forhold: Dertil kommer en politisk velvilje til at gøre forholdene så attraktive for industrivirksomhederne, at de slet ikke overvejer andre muligheder end at investere i udnyttelse af deres overskudsvarme.

Få overblikket med en Energy Master Plan

I det daglige analysearbejde tager Lasse Bjerregaard og hans kolleger i AFRY et holistisk perspektiv på en virksomhed for at forstå dens energiforbrug og produktionsmønster.

Analysearbejdet munder ud i en Energy Master Plan, der giver et overblik over virksomhedens optimeringsmuligheder, og som sikrer en robust og effektiv energiforsyning. Hvor er forbruget, og hvor er spildet? Hvordan arter det sig over tid? Hvordan kan vi optimere eller reducere forbruget, og hvordan kan vi identificere energispildet – i dette tilfælde overskudsvarmen?

”Først når vi har en helhedsbetragtning, kan vi begynde at se på, hvordan vi sikrer den mest effektive og robuste energiforsyning med mindst muligt spild. Samtidighed er en vigtig faktor, fordi vi skal kunne sætte lighedstegn mellem genindvinding og anvendelse af overskudsvarmen – det skal hænge sammen både økonomisk og praktisk. Desuden skal vi sørge for at skabe balance mellem energi og masse – passer mængden af overskudsvarme med det forbrug, vi har, eller skal vi ud at finde flere aftagere af overskudsvarmen? Alternativt flere varmekilder, fordi vi har for få? I en Energy Master Plan har vi fokus på at undgå både et stort overskud såvel som underskud af energimængder,” forklarer Lasse Bjerregaard og opsummerer:

”Vi kortlægger kort fortalt varme- og kølebehovet i produktionen og finder frem til, hvor meget spildvarme der bliver genereret. Hvilken værdi udgør det, og hvad koster det at sikre anvendelse af den?”

Øget kapacitet, mindre spild, bedre business

Spørger man Lasse Bjerregaard, bør arbejdet med energieffektivitet og bæredygtige initiativer som at udskifte fossile brændsler med grønne alternativer altid handle om at skabe synergier.

”Tidligere var fokus meget på lavthængende frugter og mindre projekter, som var nemme at gå til og øjeblikkeligt gav god business. For eksempel at man udskiftede lysstofrør til LED-belysning og sparede 200.000 kr. årligt. Men så gav det ikke mere end en økonomisk besparelse. Forestil dig nu i stedet, at du i din produktionsvirksomhed har et stort vandforbrug til en række køletårne. Du vil gerne reducere forbruget af vand, men ikke risikere hverken kapacitet eller effekt af køletårnene. Ved at anvende overskudsvarme reduceres kølebehovet og dermed vandforbruget i køletårne, og samtidig fortrænger overskudsvarmen – måske fossil - energi til opvarmning. Herudover er der pludselig frigivet kapacitet i både køle og varmesystemet. Så ud over at være godt for klimaet foræres der afledte effekter, som bidrager positivt i det samlede billede,” forklarer Lasse Bjerregaard.

”Jeg synes, at det er mere interessant at skabe synergier, der gør projekterne økonomisk bedre ud fra en helhedsbetragtning. Mit team og jeg skal have modet til at udfordre projekterne og søge mere energieffektive og bæredygtige løsninger – også selvom de koster penge her og nu,” slutter han.