Varme fra denne gigantiske solfangeren utenfor Abu Dhabi skal til sommeren lagres i spesialutviklet betong ved hjelp av norsk teknologi. (Bilde: Masdar technology institute)
Varme fra denne gigantiske solfangeren utenfor Abu Dhabi skal til sommeren lagres i spesialutviklet betong ved hjelp av norsk teknologi. (Bilde: Masdar technology institute)
Solfanger: Solkraftverk med soltårn bruker speil til å fokusere solstråler opp til en oppsamler i toppen av et tårnet. Det fokuserte sollyset brukes til å varme opp væske som sirkulerer i en dampsyklus. (Bilde: Shutterstock)
Lite varmetap: - I Masdar City vil vi typisk lagre solvarme over en periode på ti timer, og ta ut varmen ut i løpet av en tilsvarende tidsperiode. Varmen kan i uten problem lagres i dagesvis. Varmetapet fra et stort lager er typisk noen få promille i døgnet, sier Bergan. (Bilde: Jannicke Nilsen)

NEW ENERGY STORAGE TECHNOLOGY

Skal lagre store mengder energi i betong

Norsk teknologi testes i Abu Dhabi.

Tusenvis av betongmoduler med ubegrenset lagringskapasitet for termisk energi, som kan benyttes uavhengig av type energikilde, det være seg solkraft, vindkraft, kullkraft eller kjernekraft.

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

Bergan startet karrieren som datidenes yngste NTNU-professor i en alder av 27 år.

Da han ble pensjonist i 2008 klekket han ut forretningsideen til New energy storage technology (NEST), selskapet han etablerte med Øyvind Resch for tre år siden.

Kobles til solfanger

Etter tre år med teknologiutvikling, laboratorie- og materialtesting, skal NESTs energilagringsteknologi testes i praksis.

Til sommeren blir et "betongbatteri" koblet til solfanger-anlegget ved Masdar Institute of Science and Technologys forskningsanlegg for konsentrert solkraft i Masdar City utenfor Abu Dhabi.

– På verdensbasis er 80 prosent av all energi varmekraft, som kullkraft og kjernekraft, mens 50 prosent av alle nyinvesteringer i kraftverk er fornybar energi. Vi vil lagre varme i betong i den formen den er produsert, før den blir konvertert til elektrisitet. Vi kan lagre energi fra alle typer energikilder, men i nåværende fase jobber vi først og fremst mot konsentrert solkraft, forteller Bergan til Teknisk Ukeblad.

Energilagringsteknologien går rett inn kjernen av en av hovedutfordringene i de internasjonale energimarkedene: Hvordan håndtere de store, ustabile mengdene med fornybar energi som nå sluses inn i kraftnettet.

Les også: Slik vil de lagre energi på havbunnen

Varme fra denne gigantiske solfangeren utenfor Abu Dhabi skal til sommeren lagres i spesialutviklet betong ved hjelp av norsk teknologi. Masdar technology institute

Missing link

– Storskala energilagring er i mange sammenhenger blitt karakterisert som «missing link» for fornybar energi. Tyskland opplever nå store tap og usikkerhet i produksjonen, fordi overskuddskraft fra vind- og solkraftverk ikke kan lagres. I Norge snakker vi mye om å levere svingkraft fra Norge, men sett i forhold til behovet er det vi kan levere en dråpe i havet. NEST-teknologien svarer på denne utfordringen, sier Bergan.

Nylig fikk NEST nær 10 millioner kroner i støtte fra Forskningsrådet. Så langt har private norske og britiske investorer investert 26 millioner kroner i selskapet. NEST satser på å hente inn tilsvarende i løpet av året. 

NEST har holdt detaljer om teknologien tett til brystet i utviklingsfasen. Fortsatt er ikke alle patentene på plass. Men Bergan gir Teknisk Ukeblad en overordnet beskrivelse av hvordan teknologien skal fungere.

Les også: Skal bygge verdens største batteri

Spesialbetong

Kort fortalt går teknologien ut på å føre varme i form av oppvarmet væske inn i spesialutviklet betong.

Spesialvæsken føres inn i betongen via innstøpte varmevekslere, for eksempel på dagtid, for så å bli ført ut igjen til bruk for eksempel på kveldstid og når elektrisitetsbehovet er størst.

Betongen er utviklet i nært samarbeid med en av verdens største produsenter for sement og tilslag, Heidelberg Cement, og skal ha minst dobbel så høy varmeledningsevne som "vanlig" betong.

Dette skal sikre rask inn- og utførsel av varmen. Den har høy varmekapasitet og skal sammen med armering tåle strekkspenningene som oppstår under termiske sykler ved høye temperaturer.

Tanken er å lagre alt fra en megawattime opp til flere gigawattimer.

– Vi har kjørt tester i laboratoriet til Veritas, i tillegg til materialtester ved SP Technical Research Institute i Sverige, TNO i Nederland og hos Heidelberg selv, sier Bergan.

– Hvordan er energieffektiviteten til et NEST-batteri?

– Dersom det er varme som skal lagres, som i dette tilfellet fra solfangere, er energieffektiviteten på hele 95 prosent. Dersom vi skal lagre elektrisk overskuddskraft, går effektiviteten ned til bare 40 prosent, med mindre man gjør bruk av spillvarmen. Da må elektrisiteten først omdannes til varme, tilbake til elektrisitet igjen når den skal brukes. Men det er samtidig mye bedre enn å gå veien om hydrogen, som er en langt mer komplisert og mindre effektiv teknologi, sier Bergan.

Les også: Slik kan Norge forsyne Europa med energi

Lite varmetap: - I Masdar City vil vi typisk lagre solvarme over en periode på ti timer, og ta ut varmen ut i løpet av en tilsvarende tidsperiode. Varmen kan i uten problem lagres i dagesvis. Varmetapet fra et stort lager er typisk noen få promille i døgnet, sier Bergan. Jannicke Nilsen

Milliardmarked

I tillegg til Masdar Institute, tar NEST sikre på å etablere ytterligere to pilotprosjekter i Spania i løpet av året.

– Målet er å få teknologien ut i de internasjonale markedene. I Saudi-Arabia skal de for eksempel investere 100 milliarder dollar i solkraft de neste ti årene. Flere land krever nå lagringsmuligheter ved etablering av nye solkraftanlegg. Derfor er det naturlig for oss å gå inn her. Potensialet er svært stort, sier Bergan.

Professor Matteo Chiesa, sjef for solfangerprosjektet og LENS-laboratoriet ved Masdar Institute, mener NEST-teknologien har stort potensiale, dersom selskapet kvalifiserer teknologien raskt nok.

– NEST lagringsløsning er modulerbar, som legoklosser, lagringsmengden kan utvides så mye du vil. Det er viktig her i Midt-Østen, hvor vi får mye solenergi på dagtid, men trenger mye elektrisitet til blant annet air condition på kvelden. Termisk lagring er mye billigere enn lagring via batterier, og NEST-teknologien kan potensielt bli 30-40 prosent billigere enn saltsmelte, den kommersielle lagringsteknologien som nå brukes til konsentrert solkraft. Termisk energilagring er nødvendig for at teknologien for konsentrert solkraft lykkes, sier Chiesa til Teknisk Ukeblad.

Chiesa mener imidlertid NEST har dårlig med tid.

– I Saudi-Arabia skal de bygge 60 gigawatt solenergi, og alle disse anleggene må ha lagringskapasitet. NEST har løst mange av startproblemene, men energibransjen er konservativ, og vil ikke investere i noe de ikke vet virker. Derfor må NEST raskt bevise at de kan få ut like mye varme som de sier de kan. Hvis de må vente to-tre nye år før dette skjer, vil nye aktører komme. Mange utvikler energilagring nå med bruk av ulike materialer, sier Chiesa.

Solfanger: Solkraftverk med soltårn bruker speil til å fokusere solstråler opp til en oppsamler i toppen av et tårnet. Det fokuserte sollyset brukes til å varme opp væske som sirkulerer i en dampsyklus. Shutterstock
Les også:

Vil lage batterier av rabarbara og råolje  

– Solceller fungerer bedre i Norge enn både forvaltningen og vi hadde trodd

Vindkraft til havs koster stadig mer, mens solkraft blir billigere