10. Eksempelprosjekter

Hydrogenveien HyNor

Teknologi: Etablering av fyllestasjoner for hydrogenbiler

Status: Demonstrasjonsprosjekt, offisiell åpning mai 2009

HyNor ble etablert som et prosjekt våren 2003, og målet var å bygge en hydrogenvei mellom Oslo og Stavanger. Initiativet ble støttet av en rekke interessenter innen industri, kollektivtrafikk, regionale myndigheter og organisasjoner. Hensikten med prosjektets første fase (2003 – 2009) var å legge grunnlaget for en bred markedsnær utprøving av hydrogen i transportsektoren i Norge gjennom å etablere en infrastruktur for hydrogen mellom Oslo og Stavanger. Hydrogenveien ble offisielt åpnet 11. mai 2009. Selv om ikke alle de planlagte stasjonene ble realisert fikk man likevel testet bruken av hydrogen i transportsektoren i Norge.

I tillegg til å være første ledd i utviklingen av en større, permanent infrastruktur for hydrogen som drivstoff, er Hydrogenveien også et prosjekt som utfordrer ulike aktører i industri og forskning til å utvikle og prøve ut forskjellige måter å fremstille hydrogen på til kommersielt bruk. I Oslo produseres hydrogen ved elektrolyse av vann, i Drammen produseres det fra metangassen som dannes ved deponering av organisk avfall og i Porsgrunn brukes overskuddshydrogen fra industriprosesser.

Hydrogenstasjonen på Økern i Oslo ble åpnet i mai 2009. Den leverer hydrogen ved 350 og 700 bar. Foto: Hynor

Etter opprettelsen av HYOP i 2011 fokuserer HyNor videre på anskaffelse av hydrogenbiler, inntil disse er kommersielt tilgjengelige hos forhandler. I første rekke var formålet med HYOP å overta og sikre videre drift av Statoils tre hydrogenstasjoner på Østlandet for å sikre at disse ikke ble nedlagt. Det er videre ønskelig at HYOP skal være selskapet som drifter hydrogen­stasjoner i Norge i den nærmeste tiden for å få en koordinert og målrettet satsning i en pre-kommersiell fase av utviklingen.


Hydrogen som energibærer i fremtidens energisystem. Kilde: Statkraft. Illustrasjon: Kim Brantenberg

For mer informasjon om bruk av hydrogen i Norge, se her: www.hydrogen.no

 

Brenselcelle i MS Vågen

Teknologi: PEM-brenselcelle

Status: Demonstrasjon av PEM brenselcelle, oppstart 2010

Lokalisering: Bergen

Aktør: Prototech AS

Hydrogen kan også benyttes som energibærer i transportsektoren. Som drivstoff til kjøretøy og lignende, byr hydrogen på en del utfordringer knyttet til kompresjons-, lagrings- og fylleteknologi, og i tillegg effektiv utnyttelse av hydrogen ved forbrenning. Brenselceller tilbyr høyere virkningsgrader enn forbrenningsmotorer. Det betyr at et kjøretøy kan kjøre en lengre distanse med samme hydrogenmengde, dersom forbrenningsmotoren erstattes med brenselceller.

En PEM- brenselcelle er en lavtemperatur brenselcelle som drives av ren hydrogen som benyttes i transportsektoren. Prototech tester og utvikler også denne type brenselceller i transportmidler (båter).

Gjennom prosjektet ”Clean Marine Power Propulsion” ble PEM- brenselceller testet på ferjen MF Vågen i 2010. Båten ble testet med en hydrogendrevet bren­selcelle på 10kW. Brenselcellen benytter hydrogen for å lage strøm som igjen driver elektromotoren og gir båten fremdrift. Testene kunne ikke bli gjort med passasjerer om bord, grunnet manglede regelverk for passasjerbåter med hydrogen om bord. Testene ble derfor utført etter sesongen var over.

Hydrogenet som ble brukt ble ikke lagret som vanlig under høyt trykk, men i metallhydrid. Det vil si at hydrogen er bundet opp i et metallpulver, og frigjøres fra metallet under oppvarming.




 

CO2-varmepumpe - Miljøvennlig og norskutviklet teknologi

Teknologi: Varmepumpe

Status: Utvikling av varmepumper med CO2 som kuldemedium

Lokalisering: Trondheim

Aktør: NTNU / Sintef, Hydro, Toyota

NTNU og SINTEF har gjennom en årrekke gått i spissen for utvikling av teknologi for bruk av naturlige og miljøvennlige medier til kuldeprosesser og varmepumper.

Hydro har industrialisert teknologien basert på patenter fra SINTEF/NTNU miljøet, og CO2-varmepumper for oppvarming av tappevann og romluft i leiligheter til boliger og næringsbygg selges i dag i Europa og Japan.. CO2-varmepumper for vannvarming med varmeytelse opp mot 100 kW er også kommersialisert.

CO2 brukes også som kuldemedium i kjøledisker i dagligvarebutikker, kjølehaller i næringsmiddelindustrien, bruskjølere, busser, lastebiler med kjøling for transport, fiskebåter, skøytebaner, mm. I Danmark finnes det også fjernvarmeanlegg som driftes med CO2-varmepumper.

Det finnes også ferdig utviklet teknologi for å ta i bruk CO2 i klimaanlegg i biler. Teknologien er utviklet i samarbeid med alle de store bilprodusentenes underleverandører, og er ikke tatt i bruk kommersielt enda, men ble implementert i Toyotas FCEV hybridbil. 

 

Fjordvarmeprosjekt på Nordfjordeid

Teknologi: Anlegg som forsyner bygninger med lavtemperatur vann til varmepumper og frikjøling

Status: I drift

Lokalisering: Nordfjordeid i Sogn og Fjordane 

Aktør: Eid kommune og Fjordvarme AS

Gjennom fjordvarmeprosjektet ønsket Eid kommune å utvikle et effektivt og miljøvennlig energisystem på Nordfjordeid. Hovedprinsippet er å føre lavtemperert vann, som er vekslet mot sjøvann (ca. 8-12 °C) fra 50 meters dybde i Eidsfjorden, inn i en rørinfrastruktur i sentrum av kommunen. På denne måten vil ulike bygg bli forsynt med energi fra omgivelsene gjennom varmeveksling og bruk av varmepumper. Flere bygg benytter også det lavtempererte vannet til kjøleformål, i hovedsak ved direkte kjøling av ventilasjonsluft.

Prosjektet handler med andre ord om å bygge en rørkrets med stikkledninger som frakter vann til nærliggende bygg som trenger oppvarming og kjøling. Det lavtempererte vannet gir gunstige forhold for oppvarming ved hjelp av varmepumper, og fjordvarmerørene kan også ta imot overskuddsvarme. For kunder som ligger innenfor forsyningsområdet er fjordvarme et enklere alternativ enn å bore egne energibrønner.

I den ca. 8 km lange rørinfrastrukturen sørget man samtidig for å legge føringsveier for bredbånd, rør for naturgass, el-kabler og VA- rør. Der rørene går langs sjøfronten benyttet man også anledningen til å lage gunstige forhold for publikums tilgjengelighet til sjøen, og bygge inn vern mot bølger.

Ved årsskiftet 2011-2012 leverer anlegget årlig om lag 8,5 GWh varme ved hjelp av 40 varmepumper med ytelser fra 5 kW til 430 kW. Av dette hentes 6 GWh fornybar varme fra sjøvannet. I tillegg kommer fornybar kjøling med om lag 1,5 GWh årlig. 

Prinsippskissen under viser oppbygningen av anlegget. Utformingen er fleksibel og kan tilpasses ulike behov og lokale forutsetninger.



Prinsippskisse for fjordvarmeprosjektet på Nordfjordeid. 

For mer informasjon om prosjektet, se: www.fjordvarme.no 

 

Sol- og jordvarme på Ljan Skole i Oslo

Teknologi: Anlegg som forsyner varmepumper med sol- og grunnvarme

Status: I drift

Lokalisering: Oslo

Aktør: Undervisningsbygg KF

Undervisningsbygg KF som eier og drifter skolene i Oslo, har som mål å utfase oljefyring som grunnlast. Det kommunalt eide selskapet prøver derfor ut flere alternative varmeforsyningsløsninger. På Ljan skole testes en kombinasjon av solvarme og bergvarme. Termisk responstid i fjellet er målt, og den viste seg å være mer enn god nok i fjellet under skolen.

Sommeren 2011 ble det boret til sammen 24 brønner, hver 200 meter dyp. Energibrønnene er plassert under innkjøringen ved skolens frontparti. På baksiden av skolen, under asfalten, det er lagt solfangere. Vannet som er blandet med etanol varmes opp av solen og pumpes ned i brønnene gjennom slynger av PEX-rør. Der avgir de varme til fjellet og varmen lagres til vinteren. Varmen blir da ført tilbake, temperaturen blir hevet av en varmepumpe og varmer opp skolen.

For å dekke oppvarmingsbehovet uten bruk av olje som spisslast, ville det ha vært nødvendig å ha 40–50 m3 akkumulatorkapasitet. Arealknapphet begrenser imidlertid denne muligheten, og reduserer akkumulatoren til om lag fem kubikkmeter. Oljekjelen har derfor blitt stående, er konvertert til bio-olje.

Brønnene er boret slik at 10 brønner ligger i sentrum, omkranset av ytterligere 14 brønner. De 10 brønnene mottar væske varmet opp av solen. Varmen sprer seg så sakte utover og når fyringssesongen starter pumpes vannet opp fra alle 24 brønnene. Beregninger tyder på at vannet i fjellet vil ligge mellom 11 og 13 grader ved starten av fyringssesongen og ned mot 5–6 grader mot slutten. Uten å tilbakeføre solvarme, viser beregninger at det ville blitt permafrost i fjellet etter 11 år. Man kunne da fortsatt tatt ut varme, men samtidig risikere setningsskader. Man regner med at solfangerne og brønnene har en levetid på 60 år før det skal bli nødvendig å gjøre noe. De totale kostnadene for dette anlegget er 8.5 millioner kroner. Som en ekstra bonus får Ljan skole nå kjølig luft blåst inn i en svært varm del av bygningen. Det er ikke egentlig et kjøleanlegg, men overskuddskulde fra energibrønnene er koblet til friskluftanlegget med en varmeveksler.


 

Skisse over sol- og jordvarmeanlegget ved Ljan skole. Illustrasjon: Asplan Viak.


 Bakkesolfanger ved Ljan skole

 

Badeanlegg som varmes opp av sjøvann

Teknologi: Vann/vann varmepumpe til oppvarming av badevann

Status: kommersielt anlegg åpnet 2001

Lokalisering: Trondheim

Aktører: Stiftelsen Trondheim Pirbad, Trondheim Energiverk Fjernvarme AS, COWI AS

Pirbadet i Trondheim er et av Skandinavias største badeanlegg med et brutto areal på ca. 12 500 m2, inkludert treningsarealer og totalt ca. 2 000 m2 vannflate.

Det vesentlige av varmebehovet dekkes fra to varmepumpeaggregater som leverer til sammen 1100 kW varme ved tilførsel av kun 300 kW elektrisk kraft. Resterende 800 kW hentes fra sjøvannet i Trondheimsfjorden. Tilskuddsvarme hentes fra fjernvarmenettet i Trondheim som forsynes fra avfallsforbrenningsanlegget på Heimdalsmyra.

For maksimal utnyttelse av varmepumpeanlegget er alle varmeanlegg basert på lave vanntemperaturer, maksimalt 60 °C. Kjølebehov dekkes ved direkte varme-veksling med sjøvann med tilskudd fra drift av varmepumpene (i kjøledrift).

Det termiske energibehovet til avfukting og oppvarming er ca. 8 GWh/år. Ved bruk av et sentralt varmepumpeanlegg reduseres energibehovet til ca. 3 GWh/år, fordelt på ca. 1,5 GWh til drift av varmepumpe og tilsvarende fjernvarme. Energianlegget drives av Trondheim Energiverk, og om sommeren dekkes varmebehovet med overskuddsvarme fra avfallsforbrenning. Ved å gå over fra varmepumpe til fjernvarme om sommeren, vil høyverdig elektrisitet erstattes av «gratis» over-skuddsvarme, og selv om det termiske energibehovet øker noe, er dette mest lønnsomt.

 

Batteriferje

I desember 2011 fikk næringssamarbeidet Arena Maritime Cleantech bevilget kr 18,5 millioner av Innovasjon Norge for prosjektet som skal utvikle elektriske ferjer.

Fjellstrand AS er en del av dette næringssamarbeidet, og har nå signert kontrakt med NORLED om å levere 3 batteridrevne ferjer. Ferjene skal gå mellom Larvik og Oppedal og er planlagt satt i drift i 2015.

 


Ferjene skal ha kapasitet for 120 biler og 360 passasjerer, og vil operere med ca. 10 knops hastighet. Seiletiden vil være 20 minutter og de 10 minuttene i hver ende vil bli benyttet til lading samtidig med lossing og lasting.

Batteriene som skal benyttes i ferjene er lithium-ion batterier. Lavt energiforbruk er den viktigste egenskapen for å kunne drifte fergen kun på batterier. Derfor vil fergen bli bygget i aluminium og ha katamaran skrog. Alle systemer vil bli optimalisert for lavt energibruk og varmegjenvinnere, LED lys og solceller vil være en del av benyttet teknologi om bord.

FJELLSTRAND og NORLED har samarbeidet tett innen både teknologi og design i utviklingen av fartøyet. 


Powerhouse Kjørbo, Sandvika

Powerhouse-samarbeidet er et samarbeid om utvikling av plusshus, og består av eiendomsselskapet Entra, entreprenøren Skanska, miljøstiftelsen ZERO, arkitektkontoret Snøhetta, rådgivingsselskapet Asplan Viak, aluminiumselskapet Hydro og aluminiumsprofilselskapet Sapa. Powerhouse-samarbeidet definerer et plusshus som et bygg som produserer mer ren og fornybar energi over livsløpet enn det som blir brukt til produksjon av byggevarer, oppføring, drift og avhending av bygget.

Det første rehabiliteringsprosjektet for Powerhouse-alliansen er gjennomført på Kjørbo i Sandvika i Bærum kommune. Arbeidene startet 1. kvartal 2013 og byggene ble innviet i april 2014. To kontorbygninger fra 1980 er totalrehabilitert slik at kravene for Powerhouse oppnås. Entra Eiendom eier kontorbyggene som tilsammen har et areal på ca. 5200 m2. Powerhouse Kjørbo er Norges første plusshus, og verdens første rehabiliterte plusshus.

I de rehabiliterte byggene er det installert solcellepaneler som kan levere over 200 000 kWh eller 41 kWh/m2 årlig. Videre kan energibrønner boret i fjell forsyne byggene med frikjøling om sommeren, og fungerer som energikilde for byggenes varmepumpeanlegg om vinteren. En av varmepumpene benyttes også til oppvarming av varmt tappevann. Det er også gjennomført en rekke tiltak som reduserer energibehovet i bygningene. Energibehovet etter rehabiliteringen er på ca. 20 kWh/m2 mot ca. 250 kWh/m2 før. 


To kontorbygninger fra 1980 er totalrehabilitert og produserer nå mer energi enn de forbruker over sin levetid. Foto: P. Bernhard