ENERGILAGRING. | 28 feb 2023

Effektiv metod för lagring av värmeenergi

Silvia Trevisan, KTH, utvecklar i sin forskning nya och kostnadseffektiva metoder för lagring av värmeenergi.

Hon är uppvuxen i italienska Genua. Efter en civilingenjörsexamen i energiteknik vid Università degli Studi di Genova (ett av Italiens största universitet) flyttade hon för några år sedan till Stockholm för forskarstudier på KTH.

– Jag ville arbeta med energifrågor, ett område där Sverige tillhör de främsta länderna i Europa och KTH de främsta universiteten.

– Italienska universitet är i allmänhet mycket fokuserade på teoretiska studier, medan forskningen på de svenska verkar vara mer inriktade mot praktisk användning. Kombinationen blir en bra mix.

I sin doktorsavhandling, som hon lade fram i fjol, studerade hon bland annat metoder för lagring av värmeenergi och utvecklade även en prototyp för termisk energilagring.

– Jag är främst inriktad på högtemperaturlagring och industrisektorn som behöver mycket värmeenergi samtidigt som det är ett stort behov av att minska miljöpåverkan från den sektorn.

– Men samma typ av lagring kan användas även i andra delar av samhället där man använder sig av mycket – om än lägre tempererad – värme, till exempel i livsmedelssektorn.

Under senare år har mycket av energidiskussionen kretsat kring elproduktion och utveckling av smart batteriteknik för lagring av el.

– Det är viktigt, inte minst för att få fram bättre batterier till bilar.

– Men ungefär hälften av den energi som vi använder är värmeenergi. Industrin och byggnader står för en stor del av användningen. Den primära energikällan är ofta fossila bränslen. Ska vi minska koldioxidutsläppen behöver vi därför även fokusera på värme.

Silvia Trevisan menar att det är viktigt att bygga ut den ”gröna” energiproduktionen, till exempel sol- och vindkraft. Problemet är bara att produktionen fluktuerar och är svår att förutsäga. När behovet är som störst är produktionen ibland som lägst och tvärtom.

Om det är värme du vill ha ut av energin är det mer kostnadseffektivt och miljövänligt att lagra den i form av just värme än som el i konventionella batterier

Tillsammans med forskarkollegan Rafael Guedez på KTH samarbetar hon med ett norskt företag kring utveckling och produktion av batterier för lagring av värmeenergi, så kallade ”power banks”.

– De är framför allt tänkta för industrin och industriella processer.

Målet är att effektivt kunna omvandla ”grön” elektricitet till värmeenergi som lagras billigt för att därefter användas när tillgången på förnybar energi är begränsad och priset högt.

– Om det är värme du vill ha ut av energin är det mer kostnadseffektivt och miljövänligt att lagra den i form av just värme än som el i konventionella batterier. Det är mycket dyrare att lagra el än värme, säger Silvia Trevisan.

Hon berättar att de nu bland annat undersöker vilka material som är lämpliga att använda vid lagring av värmeenergi.

– De ska vara effektiva, billiga, hållbara och ha en begränsad påverkan på miljön.

Som vilka då?

– Vi testar bland annat avfallsmaterial och restprodukter från industrin, till exempel metalliska biprodukter. Det skulle göra ”värmebatterierna” betydligt mer cirkulära.

De studerar också naturmaterial som leder värme, till exempel stenar och vätskor.

Vilken teknik som är lämpligast beror på vilken temperatur och typ av energi som behövs.

Även om energikrisen har ökat intresset för värmeenergi, har det varit svårt att göra metoder för lagring av värmeenergi kommersiellt gångbara.

– Det har hittills varit frågan om ganska så dyr utrustning, vilket har gjort det svårt för många företag att investera i detta. Det finns heller inte så många system i praktisk drift som potentiellt framtida användare kan titta på. Det tar alltid tid att få med sig marknaden på nya tekniker och övertyga den om att de fungerar.

– En systemsvårighet är att på ett optimerat sätt integrera värmelagring i energisystemet. Det gäller att hitta olika lösningar för olika sammanhang.

Text: Mikael Bergling