I slike betongmoduler med plass til store mengder termisk energi, vil Energynest løse problemet med store mengder fornybar energi som lager ubalanse i kraftsystemer verden over. (Bilde: Energynest/Kjersti Magnussen/TU.no)

Pitsj - EnergyNest lagrer varme i betong

Energynest: Denne containeren lagrer store mengder energi og kan stables som legoklosser

Gründeren pitsjer.

  • Pitsj

Pitsj er en artikkelserie hvor gründere selv forteller TUs lesere hvorfor de mener konseptet deres har livets rett. Teksten er ikke et redaksjonelt produkt. 

Tusenvis av betongmoduler med ubegrenset lagringskapasitet for termisk energi, som kan benyttes uavhengig av type energikilde, ikke minst solkraft og vindkraft.

Pitsj

  • Her pitsjer gründere sin ide eller sitt konsept inn for TUs lesere på samme måte som gründere pitsjer egne ideer for potensielle investorer.
  • Leserne kan evaluere, eller "rate", grundernes svar for punktene ide, innovasjonsgrad og potensial på en karakterskala fra en til fem.
  • Summen av lesernes stemmer oppsummeres nederst i artikkelen.

Dette er kongstanken til tidligere forskningsdirektør i DNV gjennom 20 år og professor emeritus ved institutt for konstruksjonsteknikk ved NTNU, Pål G. Bergan.

Her svarer gründeren på fem spørsmål fra TUs redaksjon, og forklarer nærmere om konseptet han mener er en løsning på et stort og viktig problem: Storskala energilagring.

1. Ide

– Tenk om vi hadde tilgang til en enkel, modulær og skalerbar energilagringsteknologi. Utfordringen er å ta vare på energi i stor skala ved bruk av materialer som er lett tilgjengelige over hele verden.

– Det er nettopp dette Energynest har oppnådd. Vi har utviklet et termisk varmelager som er betydelig billigere enn andre eksisterende teknologier. Dette tillater fleksibel strøm og varmeproduksjon, og en høyere utnyttelse av fornybar energi.

1/3

Hvor god er ideen?

Gi din vurdering:

Varmevekslere: Væsken renner gjennom rør innstøpt i betongen.
Varmevekslere: Væsken renner gjennom rør innstøpt i betongen. Foto: Energynest

2. Slik virker teknologien

– Varmen føres inn i batterilignende varmeelementer. Varmeoverføringen skjer gjennom innstøpte varmevekslere ved hjelp av et varmeoverføringsfluid, vanligvis termisk olje eller trykksatt vann/damp. Systemet kan operere med høye temperaturer opp til 550°C.

– Varmen kan komme fra elektrisitet der strøm benyttes til å varme opp, for eksempel oljen, som føres inn i betongen, eller mer direkte fra spillvarme fra industrielle prosesser.

– Energien tas enkelt ut igjen fra lageret ved å reversere retningen på oljen eller vannet/dampen. Strøm kan genereres ved at damp under høy temperatur og trykk føres gjennom en dampturbin som igjen driver en generator for vekselstrøm.

– Effektiviteten ved prosessen avhenger av de termiske forholdene og effektiviteten på turbinen. Elektrisk virkningsgrad er typisk 30 til 40 prosent. Hvis man i tillegg utnytter spillvarmen fra prosessen til industrielt bruk eller fjernvarme går virkningsgraden helt opp i 80 til 90 prosent.

– Vi bruker en helt spesiell betongblanding som er utviklet sammen med HeidelbergCement. Denne betongen leder varme og har en styrke på omtrent det dobbelte av vanlig betong. Det er også utviklet en spesiell design som er gunstig både når det kommer til å takle de termiske spenningene og effektiviserer selve produksjonsprosessen.

– Hele systemet er modulbasert, som gjør tilpasning til forskjellige kraftapplikasjoner og industriforhold mulig uansett størrelsesorden eller geografisk plassering.

Energynest

  • Gründer Pål G. Bergan (bildet) etablerte Energynest i 2011
Foto: Studio E - Elena Garm
  • Produkt: Termisk energilager
  • Målgruppe: Fornybar energi, inkludert sol- og vindkraft, kraftnett, spillvarme, prosessvarme til industri, fjernvarme, med mer
  • Bergan er blant annet tidligere forskningsdirektør i DNV

3. Innovasjonsgrad

– Teknologien er en unik tilnærming til storskala energilagring. Basiselementene kombineres i en ferdig kassettmodul av størrelse standard container og kan lett fraktes til ønsket sted. Betongen støpes inn i kassettmodulene som senere stables og kombineres som om det var «legoklosser». På denne måten er energilageret fullstendig skalerbart.

– En kassett har typisk 1.5 til 2 megawattimer termisk lagringskapasitet og et anlegg kan skaleres til flere gigawattimer. En unik egenskap er at teknologien tilrettelegger for store så vel som små anvendelser og kan bygges hvor som helst.

– En viktig del av innovasjonen er utviklingen av programvare som brukes til å beregne de termo-mekaniske spenningene i lageret, såvel som den termodynamiske ytelsen for definerte anvendelser. Det er vist svært godt samsvar mellom nøyaktigheten av våre simuleringer sett mot målinger fra et godt instrumentert pilotlager bygget ved Masdar Institute’s solforskningsanlegg i Abu Dhabi.

– Fra vårt kontor på Billingstad kan vi følge detaljert med på målinger av massestrøm, temperaturer i væske og faststoff, spenninger osv. Videre er det dokumentert at anlegget ikke viser noen tegn på termisk nedbrytning, og det er forventet at levetiden vil være mer enn 50 år.

– Den unike teknologien er beskyttet med fem patenter som nå videreføres i en rekke land. Den spesielle betongen Heatcrete® er beskyttet gjennom hemmelighold og er svært vanskelig å kopiere.

2/3

Hvor nyskapende er dette?

Gi din vurdering:

4. Potensial

– Energynests teknologi dekker tre hovedmarkeder: Elektrisitetsmarkedet, termisk solenergi, og industri. Mange land som bygger ut sine fornybare energiressurser vil stå foran svært store utfordringer med å balansere store mengder fornybar energi i kraftsystemene. Når det blåser mye blir det lett overskudd av vindkraft om natten, samt i perioder med sterk vind, mens man må ty til fossil kraft når det blåser lite.

– I Kina bygges det nå ut mer vindenergi enn i resten av verden til sammen. Spillvarmen fra gjenvinning av elektrisk kraft fra et Energynest-lager kan lett brukes i eksisterende fjernvarmeanlegg, noe som gir lagringsteknologien ekstremt god virkningsgrad, i tillegg til store miljø- og samfunnsmessige gevinster.

– Termiske solenergianlegg (Concentrated Solar Power, «CSP») er nærmest ukjent i Norge der man vanligvis forbinder solenergi med solpaneler (PV). I solbeltet finnes det mer enn 100 CSP-anlegg, og mange av disse opererer uten energilager. Det ligger et stort potensial i å utstyre eksisterende anlegg med lager, slik at de kan levere strøm også i den mest kritiske perioden etter at solen har gått ned.

– Det kreves nå at alle nye prosjekter med konsentrert solkraft bygges med energilager.

– Over 50 prosent av all energi som brukes i industrien anvendes til varmeprosesser. Lagring av energi som høytemperatur varme er nærmest 100 prosent effektiv i forhold til anvendelsen. Fleksibiliteten og modulariteten ved EnergyNest teknologien innebærer at varmelager lett og hensiktsmessig kan integreres i diverse industrianlegg og vil føre til store besparelser av utslipp og mer effektiv energibruk.

3/3

Kommer dette til å slå an?

Gi din vurdering:

5. Hvordan skiller teknologien seg fra konkurrentenes?

- Foreløpig finnes ingen konkurrenter som kan lage et termisk varmelager som kombinerer faststoff og høye temperaturer.

Pilot: Energynest bygget sitt første pilotanlegg ved Masdar Institutes solforskningsanlegg i Abu Dhabi, i tilknytning til et anlegg for konsentrert solkraft.
Pilot: Energynest bygget sitt første pilotanlegg ved Masdar Institutes solforskningsanlegg i Abu Dhabi, i tilknytning til et anlegg for konsentrert solkraft. Foto: Energynest

– Termiske lager med saltsmelte har eksistert i mange år og har vært brukt innen termisk solkraft. Denne teknologien har en mye høyere investerings- og driftskostnad.

– EnergyNest har gjort flere studier om hvordan lageret konkurrerer med batterier. Som kjent snakkes det svært mye om at prisene på batterier er i ferd med å gå dramatisk ned.

- Batterier er med dagens priser cirka 10 ganger mer kostbart enn vårt varmelager, har kortere levetid, og er langt mer ufordelaktig fra et ressurs- og miljøhensyn.

- I praksis egner batterier seg først og fremst til mobile anvendelser og til spennings-, frekvensregulering og korttidslager, og er komplementære til EnergyNest.

TU-lesernes dom:

Idé:

Innovasjon:

Potensial:

Totalscore:

Få med deg «Nordic EV Summit 2017» den 7. februar 2017.

Kommentarer (18)

Kommentarer (18)