Skift til fremtidens energikilder med KÜBLER

Den tyske regerings mål for energiomstillingen er ambitiøse: I 2045 skal Tyskland være klimaneutralt og undvære fossile brændstoffer til varmeproduktion. Et mål, der lægger pres på industrien. Talrige nyskabelser presser på for at skifte til vedvarende energi - som f.eks. den tyske lov om handel med brændstofemissioner (BEHG), der vil føre til en stigning i CO₂-pris for fossile brændstoffer.

Problemet er, at vedvarende energi hidtil har spillet en meget mindre rolle i varmesektoren end i elsektoren. Ifølge det tyske økonomiministerium står de i øjeblikket kun for knap 14 procent af varmeforsyningen. Alt for lidt til den energihungrende industri, som bruger næsten 530 TWh. Energi til opvarmning og køling - til sammenligning er alle private husholdninger i Tyskland tilsammen kun lidt højere, nemlig 629 TWh.

Men én ting står klart: Energiomstillingen vil kun lykkes, hvis industrien også skifter til vedvarende energi til varmeproduktion. Det kræver fremtidens energikilder. Men hvad betyder det helt præcist? Hvilke varmesystemer er kompatible med industribygningers arkitektur og størrelse og er samtidig fremtidens energikilder? Find ud af alt, hvad du har brug for at vide om dette emne i denne artikel!

Hvilke teknologier og energikilder i fremtiden kan bruges til at opnå energiomstillingen i industrien?

Efterspørgslen efter varme i industrien er mere differentieret end i boliger. På den ene side har virksomheder brug for lavtemperaturvarme på op til 100 °C - f.eks. til opvarmning, tørring, madlavning eller vaskeprocesser. På den anden side kræves der højtemperaturvarme på op til 500 °C til industrielle processer ud over opvarmning. Denne skelnen er det første store skridt, når det gælder om at diskutere teknologier, der fungerer med fremtidens vedvarende energikilder.

Varmepumper og solvarmeenergi er f.eks. meget velegnede til lave temperaturer, som f.eks. til at generere varmt vand eller damp. Eksperter antager, at varmepumper i fremtiden vil kunne dække en stor del af den lavtemperaturvarme, der kræves i industrien. I scenarier fra det tyske økonomiministerium vil disse enheder levere op til 60 TWh i 2045, mens solvarmeanlæg vil supplere dette med op til 12 TWh. I højtemperaturområdet kan man dog overveje andre metoder til klimaneutral varmeproduktion - herunder direkte elektriske processer, biomasseprocesser og Power-to-X (PtX).

Varme fra biomasse: en energikilde, der vil vise sit værd i fremtiden.äkan føre?

Ifølge det tyske økonomi- og energiministerium produceres størstedelen af den vedvarende varme i dag ved afbrænding af biomasse i fast, gasformig eller flydende form. I 2019 blev der produceret 152 TWh varme på denne måde - omkring 86 procent af den varme, der blev leveret af vedvarende energi. Med knap 80 TWh blev mere end halvdelen brugt til at opvarme bygninger. Primært i private husholdninger. Industrien bruger derimod biomasse som energikilde primært til at generere varme til højtemperaturprocesser.

Men er biomasse en fremtidig energikilde for industrien? Her er der delte meninger. På grund af den store tværsektorielle efterspørgsel antager mange scenarier, at priserne på biomasse sandsynligvis vil stige kraftigt. En sådan priseksplosion vil klart tale imod fremtidsfaktoren, hvilket betyder, at biomasse ikke vil blive betragtet som en effektiv energikilde i fremtiden.

Solvarme i stor skala: en vigtig energikilde i fremtiden - men med måde

Solvarmeanlæg er en interessant måde for industrien at generere varme fra vedvarende energi. Ifølge Agenturet for Vedvarende Energi genereres der i gennemsnit 1125 kWh solenergi pr. kvadratmeter hvert år i Tyskland. Solfangere, som er ideelle til installation på taget af store haller, gør det muligt at omdanne denne solstråling til termisk energi. Solfangerne overfører normalt solenergien til en frostsikker varmeoverførselsvæske, som overfører energien til lagervand via en varmeveksler. Varmen kan bruges til opvarmning og drikkevand. Et system, der er så effektivt, at solvarmeanlæg ifølge det tyske økonomi- og energiministerium vil levere op til 40 TWh varme i 2045 - det svarer til op til ti procent af det samlede varmebehov i bygninger. Til sammenligning var det i 2019 kun 8 TWh. Solvarmeenergi er helt sikkert en fremtidig energikilde med et stort potentiale.

Men kan solvarmeenergi også betale sig for industrien? Også her er der forskellige meninger. Mange virksomheder foretrækker at bruge deres tagflader til at generere solcellemoduler til produktion af grøn elektricitet. Mens solvarmeenergi i stigende grad anvendes i villaer og rækkehuse, er andelen af solvarmeenergi i stor skala i øjeblikket stadig lav. Ikke desto mindre kan der observeres en betydelig ekspansionsdynamik. Brugerne kombinerer ofte solvarmeenergi med en anden varmegenerator - f.eks. en varmepumpe, hvis effektivitet kan øges ved, at solvarmeanlægget hæver temperaturniveauet.

Geotermisk energi: Vil vi udvinde energikilder fra jordens indre i fremtiden - eller ej?

Både energien fra solens stråler og varmen i jordens indre kan bruges til klimavenlig opvarmning og ses som energikilder, der vil blive stadig vigtigere i fremtiden. Det er her, geotermisk energi kommer ind i billedet. Brugerne borer efter varmt, dybt vand i op til 4.500 meters dybde for at bruge det i varmenetværk eller kraftvarmeværker. Hvor effektiv denne metode er, afhænger i høj grad af regionen. Investeringen kan især betale sig i områder, hvor der er stor efterspørgsel efter varme og gunstige geologiske forhold. Der er dog altid en risiko for, at man ikke finder varmelagrende lag, når man borer. Det er derfor muligt, at omkostningerne og anstrengelserne i jagten på fremtidens energikilde vil være forgæves.

Naturgas: stadig den dominerende energikilde - også i fremtiden?

Gas vil spille en nøglerolle i fremtiden for vedvarende energi. Da Tyskland har udviklet et stort naturgasnetværk i de senere år, er denne miljøvenlige energikilde i øjeblikket det dominerende brændstof til varmeforsyning. Og tendensen er stadig stigende. Det skyldes, at mange aktører i øjeblikket skifter fra kulfyret kraftvarmeproduktion til gasfyret kraftvarmeproduktion som følge af udfasningen af kul. Eksperter antager, at naturgas stadig vil spille en væsentlig rolle i opvarmningssektoren i 2030. Mediet vil ledsage energiomstillingen. Og derefter? Naturgas ses på ingen måde som fremtidens energikilde, men gasnettet kan stadig bruges - for eksempel til biogas eller, med små tekniske ændringer, til grøn brint.

Grøn brint: en vigtig spiller, når det gælder fremtidens energikilder

Der er en anden energikilde, som kan spille en vigtig rolle i den klimaneutrale fremtid: Brint. Det produceres gennem elektrolyse af vand, når vand (H2O) spaltes i ilt (O) og brint (H2). Hvis der bruges elektricitet fra vedvarende energikilder i denne energikrævende proces, kaldes det grøn brint. Den tilsvarende proces går under navnet power-to-gas. Ligesom biogas kan denne grønne brint brændes for at generere miljøvenlig varme. Infrarøde varmeapparater fra KÜBLER er for eksempel i stand til at omdanne op til 20 procent brint til varme. I kombination med et varmevekslingssystem kan spildvarmen fra varmelegemerne også føres ind i varmekredsens returløb i et varmepumpeanlæg til varmt vand. På den måde kan brugerne genvinde op til 15 procent af den energi, der tidligere gik tabt til miljøet. At bruge grøn brint som energikilde er en fremragende måde at spare omkostninger på og beskytte miljøet i fremtiden.

Konklusion: Vores syn på fremtidens energikilder

Og hvilke energikilder hører fremtiden til? Der findes ikke en enkelt energiform, som kan dække hele industriens varmebehov på en klimaneutral måde. Blandede former vil være fremherskende. Direkte termiske processer vil spille en rolle her - dvs. solvarme, dyb geotermisk energi og spildvarme. Det samme gælder for teknologier som varmepumper eller power-to-heat-processer, som kræver elektricitet fra vedvarende energikilder for at understøtte dem. Men uanset proces og energikilde vil energiomstillingen kun lykkes i fremtiden, hvis energieffektiviteten i industribygninger samtidig forbedres. Og det Opvarmningssystemer til haller fra KÜBLER.