Lämpöenergian kausivarastointi parantaa Euroopan energiantuotannon kestävyyttä
Uusiutuvan energian suurimpia haasteita on sen pidempiaikainen varastointi. Uusi eurooppalainen yhteisprojekti INTERSTORES tutkii uuden sukupolven kausittaisen lämpöenergian varastointijärjestelmiä. Tavoitteena on parantaa lämpöenergian varastoinnin suorituskykyä, kustannustehokkuutta ja luotettavuutta.
INTERSTORES projektin lähtökohtana on selvittää parhaat mahdolliset tavat rakentaa uudenlaisia lämpöenergian varastointijärjestelmiä ja tuoda ne osaksi alueellisia energiajärjestelmiä. Niin Suomessa kuin laajemmin Euroopassa tarvitaan suorituskyvyltään ja kustannuksiltaan kilpailukykyisiä lämpöenergian varastointijärjestelmiä. Kesällä ylimääräistä lämpöenergiaa on tunnetusti runsaasti saatavilla, kun taas talven kylminä kuukausina sille olisi enemmän tarvetta.
Useita lämpöenergian varastointijärjestelmiä on jo toiminnassa. Esimerkiksi Suomessa muutamia entisiä öljyvarastoja (kallioluolia) on muutettu kaukolämpöjärjestelmien lämpövarastoiksi tasaamaan lämpökuormien huippuja ja laaksoja. Varastointimateriaalina näissä toimii vesi. Myös aurinkolämmöllä ladattavia porareikävarastoja on rakennettu. Tällöin kyseessä on kymmenistä tai jopa sadoista kaivoista koostuva porareikäkenttä, jonka avulla lämpöä ladataan maankamaraan ja puretaan sieltä.
Laajamittaisia lämpöenergian varastointijärjestelmiä on kuitenkin vielä vähän. Esteeksi muodostuu usein korkeat investointikustannukset ja niihin liittyvät taloudelliset riskit. Puutetta on myös käytännön työkaluista, joita tarvittaisiin varastointijärjestelmien suunnitteluun ja alueelliseen lämpöverkkoon liittämiseen.
Varastointiratkaisuja kehitetään hankkeen aikana rakennettavien lämpövarastojen avulla
Projektin aikana rakennetaan kaksi erilaista täyden mittakaavan lämpövarastoa, jotka molemmat kytketään paikalliseen lämpöverkkoon. Toinen kohteista on Vantaalle suunniteltu, maailman suurin korkean lämpötilan luolavarasto, johon mahtuu noin miljoona kuutiota vettä. Toisena kohteena on entisen teollisuusalueen tulipalojen sammutusvesialtaisiin rakennettava matalan lämpötilan vesi-soratäytteinen lämpövarasto Saksan Ingolstadtissa.
Vantaan luolavarastossa uutta on yli sadan asteen maksimilämpötila, mikä on korkeampi kuin missään aiemmin, sekä muita luolavarastoja suurempi koko. Saksan lämpövarastossa uutta on olemassa olevan allasinfrastruktuurin muuntaminen uuteen käyttötarkoitukseen. Projektissa pyritään saamaan esiin näiden kahden hyvin erilaisen varastoratkaisun innovaatio-, optimointi- ja toistettavuusmahdollisuudet.
Geologian tutkimuskeskus (GTK) keskittyy projektissa luolavarastoa ympäröivään kallioperään. Kallioperästä luodaan malli, jossa geologista ja termistä mallinnusta yhdistetään konkreettisessa tapauksessa ensimmäistä kertaa näin suuressa mittakaavassa.
”Projektissa kallioperän käyttäytymistä simuloidaan varaston syklisen latauksen ja purun aikana. GTK vastaa luolavaraston häviöiden arvioinnista mallinnuksen ja simuloinnin avulla. Tutkimme myös luolavarastokonseptin soveltuvuutta erilaisiin geologisiin ympäristöihin sekä suunnittelemme muun muassa Vantaan luolavaraston ympäristön pitkäaikaismonitoroinnin”, kertoo erikoisasiantuntija Markku Hagström GTK:lta.
Tutkimuksella halutaan osoittaa, miten suuria varastointijärjestelmiä voidaan rakentaa tehokkaasti ja ympäristöä huomioiden. Tavoitteena on optimoida lämpöenergian varastointijärjestelmien käyttöä ja parantaa niiden suorituskykyä, vähentää tuotantokustannuksia ja kirittää teknologian kypsymistä markkinoille.
INTERSTORES yhteisprojektissa on mukana 13 organisaatiota kahdeksasta Euroopan maasta. Mukana on tutkimuslaitosten ja korkeakoulujen lisäksi yrityksiä, kansalaisjärjestö sekä viranomaistaho. Suomesta mukana ovat Geologian tutkimuskeskus GTK, Teknologian tutkimuskeskus VTT ja Vantaan Energia Oy. Hankkeen rahoittaa EU:n Horizon Europe -rahoitusohjelma ja sen kokonaisbudjetti on 11 miljoonaa euroa.
Lisätietoja
Markku Hagström
erikoisasiantuntija, projektipäällikkö
Geologian tutkimuskeskus GTK
markku.hagstrom@gtk.fi
Puh. 029 503 2910
Sami Vallin
tutkija
Geologian tutkimuskeskus GTK
sami.vallin@gtk.fi
Puh. 029 503 3835
INTERSTORES-projektin verkkosivut
Projektin esittely GTK:n verkkosivuilla: Kansainvälinen innovaatioverkosto kustannustehokkaan ja ympäristövaikutuksiltaan minimoidun lämmön kausivaraston kehittämiseksi (INTERSTORES)
