12/16/2020

Episode 307: Moberg & Valmot – Varmepumper kan løse enormt energibehov

Teknisk Sett podcasten diskuterer industrielle varmepumper og deres potensiale til å erstatte olje og gass. Trygve Eikvik, professor ved NTNU, forklarer at Norge har lang historie med kjøling, fra isblokkeksport til moderne kjøleanlegg. Han fremhever viktigheten av kjøling for fiskeeksporten og at industrien bruker betydelige mengder energi for å opprettholde temperaturer. Eikvik diskuterer også bruk av varmepumper i forskjellige industrielle prosesser, inkludert tørrfiskproduksjon og datacenter. Han fokuserer på ulike kjølemiddelgasser og deres miljøpåvirkning, og hvordan NTNU forsker på naturlige og mer miljøvennlige alternativer.

00:00

I denne episoden diskuterer Jan og Odd-Rikard industriell bruk av varme- og kuldepumper, med fokus på historiske behov for kjøling i Norge.

07:58

Overgangen fra karbonkilder til elektrisitet med høytemperatur varmepumper er essensiell for industrialiseringen, men utfordrer grønnstrømtilgangen i Norge.

Transkript

Velkommen til Teknisk Sett, en podcast fra TU. Mitt navn er Jan Moberg, og jeg sitter her på NTNU med Odd-Rikard Valmått. Hei Jan, det er godt å være tilbake. Ja, det er det for deg. Du har jo trådd mye her oppe. Har det. Og vi fortsetter. Vi skal lage ganske mange podcaster herfra.

Vi har en lang liste. Ja, og her er det jo kjundige mennesker innenfor så mange områder, så her får vi en ordentlig voksen opplæring. Ja, dette er et flott sted, på mange vis. Nå skal vi snakke om et tema som vi har snakket mye om tidligere, men vi har snakket mest om private boliger og sånn, nemlig det å varme pompa, altså det å flytte varme.

Men nå skal vi ta det industrielle aspektet. Det skal vi, og da skal vi snakke med Trygve Eikevik, som er professor, og vi kan si det dreier seg om kulle- og varmepompeteknikk. Trygve, velkommen. Takk skal du ha. Det er absolutt mye kulle- og varmepompe i samfunnet. Men før du går inn på alle disse flotte eksemplene om hvordan industrien bruker den teknologien i dag, så tenkte jeg at vi må ta litt historie her.

Fordi Norge har jo vært en tilbyder av hvertfall kjøling i historisk mange år. Ja, altså industrien eller skipsfarten langs Sørlandet var jo veldig aktiv med eksport av is sluttende av 1800-tallet og begynnelsen av 1900-tallet. Men kjøling i seg selv, eller mekanisk kjøling, det kom jo sånn midten av 1800-tallet når de første patentene og kjølingskjølingen

følemaskineriet kom på plass. Ja, for det vi kanskje ikke tenker så mye over er at de drev å sagde isblokker inne på noen sånne innlandskjerner. Ja, altså vann som lå i nærheten av sjøene var jo store produsenter av is, og det

Det var kaldt og fint i Norge. Og så seilte vi rundt om i verden til de som hadde behov for kjøling. Ja, den enda jo til og med i India, i isen fra Norge. Så det var vel engelskmenner som kjøpte den og måtte ha den i gin tonicen sin noen ganger utifra. Det var et godt eksempel, Rikard. Men det betyr jo at vi har omstilt oss fra lønnsomme næringer tidligere. Det tenker jeg jo akkurat nå. Dette er enda et eksempel.

Men så kom da mekaniseringen av det. Hvordan foregikk det? Jo, altså en kjølmaskin den produserer jo en kald side og en varm side. Det er jo derfor vi kaller det varme pumpende systemer.

Og når det begynte å industrialisere seg, så var jo det å få levert is til de tusen hjem. Folk hadde seg lite tredskap på kjøkkenet eller i gangen, og så kjøpte de seg et blokk med is, og de plasserte dem inni der og kunne holde maten kjølt. Men det kunne ikke være lenger det? Nei, den smelter nok, så du fikk vel en ny blokk hver morgen antageligvis for å holde maten frisk.

Det må ha vært et utrolig logistikksystem å trappe is rundt i husene hjemme. Det kan du se på gamle kinoer, og de dro rundt med vågnene sine og leverte isblokker. Sånne istenger. Ja, det var helt utrolig å tenke på.

Men is er jo, altså vi hopper litt i gang da, så is er jo kjempeviktig også i dagens samfunn. Det er ikke noe sånn at vi har lagt det bak oss selv om vi har fått mekaniske kjølemaskiner. Nei, og der har jo du mye erfaring med litt sånn konkrete eksempler, og jeg har jo aldri egentlig reflektert over det, hvor stort behovet er for kjøling av fiskeksporten vår for eksempel. Ja, altså den, hvis vi holder oss til is,

så er jo nesten all lakseeksport kjølt med is. Vi har i dag ca. 1,4 millioner tonn med laks eller med oppdrettsfisk. Og i eska til denne fisken som vi sender ut, så er det ca. 30% med is. Og 1,4 millioner tonn med laks og 30% i tillegg med is, det blir ganske store mengder med is.

Ja, og det stager vi ikke lenger ut av nærmeste islaktet vann. Nei, den produseres på lakseslakteriet med typisk enten blokkismaskin som kvernes opp, eller det vi kaller for flakismaskiner som står og produserer kontinuerlig døgn. Men før du legger laksen opp i en eske med is, så må den jo ha en viss temperatur. Hvordan foregår det? Det er jo ikke...

Dette kan jeg ingenting om, men jeg ser for meg at den kan hende den er litt varmere enn den burde vært. Ja, den temperaturen svinger med årstiden, eller sjøtemperaturen. Hvis du henter laksen av meg fra Mæra i mars, så kan kanskje temperaturen i sjøen være 5-6 grader.

Men er du på høsten i august-september, så kan den være kanskje 14-15 grader. Og det betyr at den fisken må ned til istemperatur før den pakkes. Da vil jo isen smelte i esken veldig kjapt. Ja, da bruker du opp isen din for tidlig. Risikoen, hvis den er for varm når den kommer i esken, risikoen kommer frem til kundene. Nå åpner du okke, kikker ned i esken.

Og hvis det ikke er is i eska, så vil du ikke ha den. Nei. Du må ha nok is til at kunden i Paris eller andre plasser får kjølt fisk. Men er det sånn at noe av denne isen smelter på veien om hvor i traileren? Ja, det kan du risikere hvis du har for høy temperatur på laksen når du legger den i eska og legger is på den, så vil den smelte ned, og da er det vel slik et typisk

Alle har sikkert lagt merke til bak en laksetransporter at det renner litt isvann eller blodvann ut fra traileren. Det kan du risikere at blir du stoppet med det, så blir det bøter. Akkurat, så vi sprer dette rundt om på veiene til Europa. Ja, det er velkjent. Langs motorveiene i Tyskland at det renner av vann, ja.

Men for å gå tilbake til energiforbruk, vi produserer rundt 130 TVH med elektrisk energi i Norge årlig. Og så bruker vi noe sånn som 240. Totalt med strøm, ja. Totalt med strøm og olje og all energi. Så det er jo veldig mye energiforbruk som er på toppen av det vi lager av elektrisk kraft. Og industrien tar jo en god del av det her.

Ja, av de 120 som er i tillegg til det vi har av strøm, så er det vel 70 som går til transport. Det vil si at vi sitter igjen med ca. 50 TVH som går til industrielle prosesser.

Og det er dette området du er spesielt interessert i? Ja, vi har begynt å bevege oss med kjølesystemer, varme- og pumpesystemer, og også industriell anvendelse. Da snakker vi om temperaturer fra 70-80 grader oppover, kanskje mot en par hundre grader. Det er ikke de 23 gradene du skal ha i stua da? Nei.

Det vil være litt dumt å varme opp du og meg som varmepompe. Men prinsippet er jo helt det samme. Ja, og det kan jo være at du vil ha litt varme inn på et fjernvarmenett, eller det kan være prosesser som skal legges om fra olje og gass til ren elektrisk drift, og da vil det jo være en fordel.

og ha en høytemperativ varmepumpe. Det er vel veldig mye etter hvert som skal over fra karbonkilder til strøm? Ja, jeg vil tro at alle disse 50 TWh som industrien tar i olje og gass skal over på elektrisitet eller elektrisk drift. Og da kan du redusere energibehovet fra 50 til 50?

Ja, da er det litt avhengig av hvor stor temperaturløft. For den strømforbruket til sånne varmepumpe i forhold til temperaturløftet du har. Men la oss si at du har en varmepumpe som har en COPD eller en effektfaktor mellom 2,5 og 3,5. Det vil ikke være helt uvanlig i en industriell varmepumpe. Det vil si at du kunne redusere det til en tredjedel av 3,5.

Det er mye energi altså. Ja, da er det gjerne en stor tap på de 50 i dag. Men samtidig så belaster jo dette strømproduksjonen vår mer. Vi går jo over fra en karbogilde til strøm, og vi har ikke så mye overskudd av grønnstrøm i Norge. Nei, ja, hvis du ser på grønnstrøm, så tror jeg vi har en liten utfordring som politisk, hvordan vi skal forklare det.

Når vi har solgt grønnesertifikater til Europa, som ifølge NVE ligger på ca. 90 TVH, og vi produserer 130, så da har vi en liten differanse som gir en liten utfordring.

Er det noen vi må stille til veggs og stille noen spørsmål? Mitt inntrykk er at det er et veldig røst på å bruke grønn strøm nå til batteriproduksjon til alle mulige industrielle prosessene. Man ønsker å bygge en ny industri i Norge basert på vann og vindkraft. Og så har vi ikke nok. Mange tror vi har veldig mye, det har vi ikke.

Vi har jo veldig mye strøm, men vi selger jo mye med opprinnelsesgarantiene som vi gir til Europa.

Ja, fordi da blir vi litt short på egne grønne kilder da, hvis vi har solgt allerede. Det er vi nok. Da blir varmepumper enda mer viktig i vårt eget samfunn og industri. Men Trygve Eikvik, du hadde et par eksempler her. Jeg visste jo ikke heller det at det var et tema med tørrfisk, klippfisk, som anvendelsesområde. Er ikke det bare ting som skal henge ute da?

Det er det vi er vant til å se. Det kan du si. Det kan jo være at vi får noen direktiver som sier at det ikke er tilatt å henge ut det heller. Det er jo mye som både påvirker det som kommer ned overfra, og det henger under åpen himmel. Det første kunne jo være at den dekker det til, slik at det ikke går an å hverken regne ned på, eller fuglene flyre over fisken.

Men standarden, eller direktivet, kommer nok at det der må tørkes inne under kontrollerte forhold. Det er jo store mengder. Ja, og da trenger du industriell varmepumpe. Ja, den type varmepumpe har vi allerede, så den er jo litt lettere, for det er et temperaturnivå som er veldig moderate. Hvis du tar klippfisknæringer, så tørker de fleste sånne automatiserte klippfisketørkeanlegg

med rundt 20 grader. 21 grader. Kommer du over 25 grader, 26 grader, så begynner fisken å bli sånn gulaktig. Ja, riktig. Det er så de selger i Spania som golden golden clipfish. Golden bacalao. Den er tørket litt for høyt temperatur, men den norske tørfisken den ligger rundt 20 grader. Og den tørfisken må du tørke også på noen lundre samme temperatur.

Men hadde det ikke vært lurt å sentralisere dette til nærheten av noen ferroligeringstil du ser? Det er jo et godt spørsmål, for det er mye, mye overskuddsenergi som går ut. Hvis vi ser på industrien, så har de et stort varmebord, men det er også stor spillvarmeproduksjon. Ja, hvis vi tar et enkelt eksempel som Sundhalsøra, hydrosanlegg der nede, de har jo et rimelig stort...

varmeoverskudd, noe mye eller ikke mye, men en del av det går jo til å varme Sundhavsøra. Men det som de ikke får til å bruke er omtrent tilsvarende varmebehovet til å varme opp hele Trondheims sentrum.

Ja, og dette er jo energi som kommer fra elnettet vårt. Det kommer fra elnettet. Enten det er aluminium eller silisium eller hva det er. Ja, det er det. Så da burde man jo tenke mer i samlokalisering av disse forskjellige industrien, som du sier, Rikard. Ja, men det har man jo tross alt ikke gjort. For olje har jo bare vært pøst på med billig olje. Ja, absolutt. Men du har jo et annet eksempel. Det har ikke vi vært innom tidligere. Men du har jo det her med datacentralene. Ja, de kommer det jo stadig flere av.

Og de som har mye billig strøm med Tydal, eller hvem det måtte være, ikke noe forkleineste Tydal, men hvorfor legge en datacentral i Tydal fordi at du har billig strøm der?

Du kan jo like godt legge datacentralen i Trondheim eller i Bergen, eller en eller annen plass der du kan bruke varmen. Ja, visst. For det er jo også et ganske stort varmoverskudd ifra slike andre, og det burde en prøve å utnytte, og ikke bare slippe det ut i krona. Ja, det er du rett i. Det er jo ikke bare smelteverk og sånt. Datacentralen har jo stort mye... Jeg tror det har med at kråkene liker seg bedre i Tydalen. Men vi er jo i ferd med å...

Ja, vi må tenke oss om litt her nå, for her er det mange parametre å skru på for å gjøre det bedre hvis vi virkelig brukte mulighetene. Trygve, jeg er nødt til å stille et spørsmål som vi ikke har vært innom tidligere, men i disse varmepumpene så har det vært en del gasser. Det har vært snakk om det for å få effekt på disse. Der har det vært en del skumlegasser som ikke har vært klimavennlige. Hvor står vi der i dag?

Vi kan ta det fra starten av midten av 1800-tallet. Da brukte vi naturlige gasser. CO2, ammoniak, eter, gasser som finnes i samfunnet. Så kom vi frem til litt før 2. verdenskrig. Da hadde de funnet ut at de hadde det som vi kallte for KFK, klor, flu og karbonstoffer, som var enkle. Du kunne lage anleggene mye enklere.

Da forsvant alle disse naturlige gassene ut, for det var kanskje høye trykk og forskjellige jordtider til det var mer kostbart å produsere. Da kom vi fram på 80-tallet,

Så begynte det å forske på at oksjonlaget begynte å få hullet over Sydpolen og fokusere på KFK-gasserne. Det var hovedsakelig klor del i den gassen som gjorde til at det ble brutt ned. Da fikk vi noe som heter HFK, altså hydrogenfluorokarbon. Den ble introdusert rundt 1990, eller 17- og 80-tallet. Det gikk til ti år.

Så begynte den å bli oppspåret at disse her gassene hadde jo en voldsom drivhuseffekt. Og alt ble jo regnet i forhold til CO2. Og de fleste gassene lå kanskje på 1500-2000. De verste oppi 20 000 ganger CO2. På effekt? På per kilo gass hvis de lakk ut av atmosfæren. Og det gjør jo dem før eller senere. Så før eller senere lekker det ut. Så de hadde en veldig negativ effekt.

Da ble det det vi kalte for Kyoto-avtalen, og senere Paris-avtalen og Kigali og litt forskjellige avtaler, for å fase ut disse gassene. Hva gjør industrien da? Da kommer de med nye blandingsgass av et eller annet. Så det som holder på å komme inn nå er veldig ustabil.

Det er det som gjør til at du kan regne deg tilbake til den 100 års effekten på GWP, altså Greenhouse Warming Potential. Da blir den så bitteliten, den blir bare en 68 i stedet for flere tusen. Men den gassen er ustabil. Hvis den lekker ut i maskinrommet, så spaltes den i løpet av 2-4 dager. Havner den på en varmflate, så spaltes den også videre til noe som heter HF, hydrogenfluorida.

Og det er en skummel gass. Dere kan gå tilbake og se hva de brukte under Første verdenskrig på krigsmarkedet. Akkurat, ja. Så det der er lite kjent politisk, så tror jeg de bare venter på at det skal komme opp en eller annen slag. En løsning. Desse gassene er også brennbare. De testes ved 20 grader. Da er de ikke brennbare, men ved 30 grader så begynner de å bli brennbare. Og det er flere eksempler på at når det er en lekke i en bil som går,

da motoren er varm, så blir det brann. Umiddelbart. Akkurat. Er det det som brukes i modellbilere? Ja, det er det. Nye medier, det er 134 varer forbudt å bruke, og nå får vi nye sånne R1234, ZD og litt forskjellige gasser. Dem er brannbare. Det er flere biler som har brann i Europa

Akkurat så er dette som er årsaken? Det amerikanske forsvaret har gjort flere tester. De skal ikke ha disse gassene inne i sine anlegg, for hvis det kommer i kule gjennom varmeveksleren, så begynner det å brenne med en gang. Det er gamle gasserne. De stod bare og fresa litt, og så forsvant det. Men CO2 da? Gammel Gustav Lohen, som var professor her, han jobbet jo mye med CO2, vet jeg. Gustav hadde jo en utsagende, når det her ozonproblematikken kom opp, at han syntes det at

å begynne med å introdusere enda en ny familie med nye gasser, så var det mye bedre å bruke naturens egne gasser, som vi visste var uskadelige, både for folk og for naturen. Gustav var veldig fremsynt når han dro fram i en CO2 som gass til guldanlegg. Vi kommer kanskje dit igjen.

Vi har jo hatt en filosofi helt fra midten eller slutten av 80-tallet, at vi jobber ikke med de nye gassene. Vi setter oss godt inn i hva det er og hvordan den fungerer, men alt vi holder på med i vårt laboratorie er naturlige gasser. Det er en del gruppe da. Du har ammoniak, du har CO2, du har hydrokarboner, så har du vann. Vann kan du bruke til høytemperatur varmpumpe for eksempel. Og så luft. Luft kan du bruke til lavtemperatur frysing for eksempel.

Du har et sett med gasser som gir til at du dekker opp dine behov for kjøling og varmepumping. Men med litt dårlig virkelighet? Det er de slett ikke. Det kan være marginaler i litt ulike anvendelser, men det er helt fullt mulig å være konkurransedyktig på energibruk. Her er det perspektiver, Ode Kvart.

Bli litt optimist, da. Ja, absolutt. Vi har jo et energiregnestykke som vi må jobbe med for å få til å gå opp, og det er jo betryggende at dere jobber så godt med det her oppe på NTNU. Ja, vi har det veldig artig. Flinke studenter og godt miljø her, så det er vi...

ikke minst den god kontakt vi har med industrien. Ja, for dere sitter jo veldig tett her, så jeg må alle skilte med Sintef og dere, og her er det blandingsmiljø. Takk til deg, Trygge Veikvik, professor ved NTNU. Takk til Odd Rikardt, og mitt navn er Jan Moberg. Dersom du ønsker å konsumere enda mer innhold fra oss i TUNO og DGNO, anbefaler vi at du blir abonnent.

Det vil gi deg tilgang til alt vårt innhold innen energi, elektrifisering, forsvar, fly, samferdsel, byggenæring, industri, maritime næringer, karriere og mye, mye mer fra vår kjendige redaksjon. Du vil da også få tilgang til alle sakene Odd Rikard skriver om sine 687 favorittområder. Vi har også egne avtaler for bedriftsabonnement, og, som om ikke det var nok, medlemmer av NITO og Tekna for halvpris.

Nevnt i episoden

Teknisk Sett

Podcasten Teknisk Sett diskuterer industrielle varmepumper og deres potensiale til å erstatte olje og gass.

NTNU

Trygve Eikvik, professor ved NTNU, forklarer at Norge har lang historie med kjøling, fra isblokkeksport til moderne kjøleanlegg.

Trygve Eikvik

Trygve Eikvik, professor ved NTNU, forklarer at Norge har lang historie med kjøling, fra isblokkeksport til moderne kjøleanlegg.

Sørlandet

Industrien eller skipsfarten langs Sørlandet var veldig aktiv med eksport av is sluttende av 1800-tallet og begynnelsen av 1900-tallet.

India

Den enda jo til og med i India, i isen fra Norge.

Gin tonic

Det var et godt eksempel, Rikard. Men det betyr jo at vi har omstilt oss fra lønnsomme næringer tidligere. Det tenker jeg jo akkurat nå. Dette er enda et eksempel.

Mæra

Hvis du henter laksen av meg fra Mæra i mars, så kan kanskje temperaturen i sjøen være 5-6 grader.

Paris

Du må ha nok is til at kunden i Paris eller andre plasser får kjølt fisk.

Sundhalsøra

Hvis vi tar et enkelt eksempel som Sundhalsøra, hydrosanlegg der nede, de har jo et rimelig stort... varmeoverskudd, noe mye eller ikke mye, men en del av det går jo til å varme Sundhavsøra.

Trondheims sentrum

Men det som de ikke får til å bruke er omtrent tilsvarende varmebehovet til å varme opp hele Trondheims sentrum.

Tydal

Og de som har mye billig strøm med Tydal, eller hvem det måtte være, ikke noe forkleineste Tydal, men hvorfor legge en datacentral i Tydal fordi at du har billig strøm der?

Bergen

Du kan jo like godt legge datacentralen i Trondheim eller i Bergen, eller en eller annen plass der du kan bruke varmen.

CO2

Da brukte vi naturlige gasser. CO2, ammoniak, eter, gasser som finnes i samfunnet.

KFK

Da hadde de funnet ut at de hadde det som vi kallte for KFK, klor, flu og karbonstoffer, som var enkle.

HFK

Da fikk vi noe som heter HFK, altså hydrogenfluorokarbon. Den ble introdusert rundt 1990, eller 17- og 80-tallet.

Kyoto-avtalen

Da ble det det vi kalte for Kyoto-avtalen, og senere Paris-avtalen og Kigali og litt forskjellige avtaler, for å fase ut disse gassene.

Paris-avtalen

Da ble det det vi kalte for Kyoto-avtalen, og senere Paris-avtalen og Kigali og litt forskjellige avtaler, for å fase ut disse gassene.

Kigali

Da ble det det vi kalte for Kyoto-avtalen, og senere Paris-avtalen og Kigali og litt forskjellige avtaler, for å fase ut disse gassene.

GWP

Da blir den så bitteliten, den blir bare en 68 i stedet for flere tusen. Men den gassen er ustabil.

Og det er en skummel gass. Dere kan gå tilbake og se hva de brukte under Første verdenskrig på krigsmarkedet.

Første verdenskrig

Og det er en skummel gass. Dere kan gå tilbake og se hva de brukte under Første verdenskrig på krigsmarkedet.

R1234

Nye medier, det er 134 varer forbudt å bruke, og nå får vi nye sånne R1234, ZD og litt forskjellige gasser.

Gustav Lohen

Gammel Gustav Lohen, som var professor her, han jobbet jo mye med CO2, vet jeg.

Sintef

Ja, for dere sitter jo veldig tett her, så jeg må alle skilte med Sintef og dere, og her er det blandingsmiljø.

Velkommen til Teknisk Sett, en podcast fra TU.

DGNO

Dersom du ønsker å konsumere enda mer innhold fra oss i TUNO og DGNO, anbefaler vi at du blir abonnent.

NITO

Vi har også egne avtaler for bedriftsabonnement, og, som om ikke det var nok, medlemmer av NITO og Tekna for halvpris.

Tekna

Vi har også egne avtaler for bedriftsabonnement, og, som om ikke det var nok, medlemmer av NITO og Tekna for halvpris.

Deltakere

Host

Jan Moberg

Guest

Odd-Rikard Valmått

Guest

Trygve Eikvik

Lignende

11/4/2021

Teknisk sett

Nå begynner temperaturene å bli kjøligere igjen, men vi har lagt mange varme sommerdager bak oss. Dager hvor vi ønsker oss lavere temperatur når vi er inne. I dag snakker vi med en gammel kjenning, David Zijdemans fra Varmepumpeforeningen, om hva som skal til for å stoppe oppvarmingen innendørs. For det å hindre at det blir for varmt inne er det aller beste og billigste tiltaket. Alternativet er å redusere temperaturen mest mulig effektivt.

Se mer

Laster