En schweizerkniv til industriens

elektrificering

En af de store fordele ved e-UltraHeater er, at anlægget kan kobles direkte på højspændingsnettet. Det betyder, at store mængder grøn strøm kan omdannes til varme ved forskellige temperaturer og med meget høj effekt.

I et energisystem med masser af vind og sol er det at sikre grøn strøm til opvarmning af boliger en relativ nem opgave. Det bliver straks sværere, når vi taler om at sikre grøn energi til industrien. Den har nemlig brug for meget høje temperaturer – fra et par hundrede °C til langt over 1.500 °C for at kunne producere stål, cement, kemikalier, fødevarer og meget mere.

El og dermed en mulig bæredygtig energikilde har indtil nu ikke været en mulighed for produktion af procesvarme til den globale industri. 75 procent af al industriel procesvarme er stadig fra kul, olie og gas (kilde: IEA)

Men nu sker der noget. To danske ingeniører har opfundet det, man kan kalde en grøn schweizerkniv: e-UltraHeater – en elektrisk varmeløsning, der kan levere varme ved høje temperaturer, der kan lagres i termiske batterier og dermed erstatte fossile brændsler i industriens varmeprocesser med bæredygtig energi. Hertil en række lavthængende frugter til industriens grønne omstilling, og et væsentligt lavere forbrug af kobber

En af de store fordele ved e-UltraHeater er, at anlægget kan kobles direkte på højspændingsnettet. Det betyder, at store mængder grøn strøm kan omdannes til varme ved forskellige temperaturer og med meget høj effekt. Der er ikke behov for en stor og dyr transformer, selv om anlægget kan levere temperaturer på over 3.000 °C.

e-UltraHeater kan bruges direkte i eksisterende industriprocesser – for eksempel som erstatning for gasbrændere i dampkedler. Samtidig er den elektriske løsning mere effektiv end fossile alternativer, fordi der ikke skabes røggasser i processen, hvor varmeenergi går tabt.

Billig strøm om natten

En anden fordel ved e-UltraHeater er, at anlægget kan udnytte, at elprisen indimellem er lav.

Forestil dig en virksomhed, der har brug for 500 °C i sin produktion. I stedet for at bruge dyr strøm i dagtimerne kan virksomheden bruge den typisk billigere strøm i nattetimerne til at varme et varmelager op – for eksempel sten i en god isoleret tank – til omkring 700 °C.

I løbet af dagen tappes der varme fra lageret, indtil temperaturen falder til 500 °C. Herefter er systemet klar til at blive varmet op igen den efterfølgende nat.

Størrelsen på varmelageret tilpasses naturligvis virksomhedens døgnforbrug.

Salt som energilager

En anden måde, e-UltraHeater kan lagre varme på, er ved at udnytte et materiales evne til at skifte fase – for eksempel fra fast form til flydende. Et godt hverdagseksempel er is i en drink: Så længe der er is tilbage, bliver drikken ikke varmere end 0 °C. Først når al isen er smeltet, kan temperaturen stige.

På samme måde kan man bruge salt, der smelter ved omkring ca. 700 °C. Så længe der stadig er lidt flydende salt tilbage, kan varmelageret levere en stabil og høj temperatur.

Fordelen ved salt er, at der er billigt, der er meget af det, og at det kan lagre meget energi på meget lidt plads – langt mere effektivt end vand.

Fra varme til strøm

Hvis der er behov for elektricitet døgnet rundt, kan det naturligvis løses med batterier.
Men e-UltraHeater åbner her for at plukke en lavthængende frugt.

Hvis varmelageret bliver varmt nok - og det kan det med e-UltraHeater - så kan anlægget nemlig producere højtryksdamp, som igen kan bruges til at generere elektricitet.

Samtidig belønner systemansvarlige – som for eksempel Energinet i Danmark – store elforbrugere, der hurtigt kan skrue op og ned for deres forbrug og stille effekt til rådighed, når elnettet har brug for det.

Da e-UltraHeater kan tændes, slukkes og reguleres meget hurtigt, er anlægget særligt velegnet til denne type fleksibilitet.

Det kan give et betydeligt bidrag til den årlige driftøkonomi.

Et enormt potentiale

Behovet for grøn procesvarme er enormt kloden rundt. I dag kommer kun 3 procent af den industrielle procesvarme i EU fra el – 77 procent kører fortsat på fossil energi (kilde: de Boer).

Industriens procesvarme globalt skønnes i 2025 af have udledt cirka 7 milliarder ton CO₂ - svarende til de samlede, årlige CO₂-udledninger fra USA og Indien samme år (kilde: Global Carbon Project).

Med e-UltraHeater kan en meget stor del af CO₂-udledningerne fra den globale industris procesvarme gøres bæredygtig.

Klar til skalering

e-UltraHeater er opfundet af Flemming Buus Bendixen og Mogens Juhl Føns fra den danske virksomhed Føns Transformers. Sammen med Aalborg Universitet arbejder de på at modne teknologien og skalere den op. Arbejdet er støttet økonomisk med samlet set et tociferet millionbeløg af EUDP og Energy Cluster Denmark.

“Vi er klar til at gå i produktion, så snart testene af vores demo-modeller er afsluttet. Selvfølgelig vil vi da gerne tjene lidt penge på ideen, men det vigtigste er, at teknologien kommer ud at arbejde. Hvert nyt anlæg er et stort og konkret bidrag til klimakampen,” siger Flemming Buus Bendixen og Mogens Juhl Føns.

e-UltraHeater kan bruges til forskellige termiske lagringsprincipper. Valget bestemmes af hvilken temperatur, der ønskes eller hvor stort et damptryk, der ønskes.

Fælles for alle anvendelser er, at e-UltraHeateren kan aftage stor effekt, når strømmen er billig:

Ved under 100 °C bruges vand til lagring - f.eks. til fjernvarme.
Op til 250 °C bruges sten i en tank, der overisles med en varmebestandig olie.
Ved 200 °C til 400 °C bruges en særlig salt, der pumpes mellem 2 tanke.
Ved 400 °C til 700 °C som ovenfor med en salt tilpasset højere temperaturer.
Fra 700 °C til 1300 °C bruges en tank med blokke/skærver/sand, hvor det varmebærende medie er luft.

De to opfindere: Flemming Buus Bendixen (tv) og Mogens Juhl Føns (th).