Mange virksomheder med behov for procestemperaturer mellem 100 og 200°C kigger nu på højtemperaturvarmepumper som én af de teknologier, der kan hjælpe dem til at opfylde deres Net Zero-strategier. Cirka 40 procent af industriens behov for procesvarme ligger under 200°C, som er det temperaturområde, hvor højtemperaturvarmepumper forventes at kunne levere varme med tilstrækkelig effektivitet.
På High-Temperature Heat Pump Symposium 2024 i København fortalte flere virksomheder om deres planer for at koble højtemperaturvarmpumper på deres processer:
»Det handler om at finde first movers, og dem er der heldigvis en del af. Vi behøver ikke hundredvis af first movers, når vi kan finde nogle af de store spillere i industrien, som ønsker at rykke først. Så kommer de andre bagefter, når de store har vist vejen med gode business cases,« sagde Sander Geelen fra Geelen Counterflow, som leverer tørreløsninger til fødevare- og foderindustrien baseret på varmepumper.
Tre SPIRIT-projekter i 2024
Én af disse first movers er den belgiske sukkerkoncern Tiense Suiker, som ønsker at dekarbonisere hele sin sukkerproduktion. Tiense Suiker er en del af Südzucker, som er verdens største sukkerproducent.
»Vi ønsker at følge Science Based Targets (SBTi, red.), og vi er i gang med at planlægge en elektrificering af vores sukkerproduktion for at dekarbonisere. Det er ikke et valg, vi har, men et krav fra kunder og markedet. Nu begynder vi med en 4 MW højtemperaturvarmepumpe som led i SPIRIT-projektet, sagde Bart Aerts, der er Production Manager hos Tiense Suikerrafinaderij, på HTHP Symposium 2024.
Sukkerroer består af 10 procent sukker og 90 procent vand, hvorfor tørring og fordampning er afgørende for sukkerproduktionen. I dag er deres produktion baseret på fossilt brændstof, primært naturgas med en mindre mængde egenproduceret biogas og en smule kul. Den nye varmepumpeløsning bliver leveret af GEA, og målet er at demonstrere et varmepumpesystem med en skruekompressor til at generere damp omkring 139 °C ved en kapacitet på 4 MW:
»Målet er, at erfaringerne fra SPIRIT-projektet skal danne grundlag for at anvende højtemperaturvarmepumper på mange af Südzuckers 55 fabrikker,« sagde Bart Aerts.
Norsk rejeproduktion
SPIRIT-projektet omfatter yderligere to nye industrielle applikationer af højtemperaturvarmepumper, der skal afprøves i fuld skala og kommerciel drift. Hos fødevareproducenten Stella Polaris i Norge forarbejdes kogte, pillede og frosne rejer. Den nuværende energiforsyning af damp til produktionen er en propankedel med et estimeret årligt brændselsforbrug på ca. 9.000 MWh, svarende til omkring 2.600 ton CO2/år.
Stella Polaris sigter mod en elektrificeret, klimaneutral produktion og har derfor tilsluttet sig SPIRIT-projektet. Målet er at demonstrere en højtemperaturvarmepumpe baseret på en skruekompressor med kulbrinte som kølemiddel. Varmepumpen vil levere damptemperaturer på omkring 143°C med en kapacitet på 1,2 MW og erstatte dampen fra kedlen med fossilt brændstof. Teknologileverandøren er Mayekawa, der er producent af varmepumper til en lang række temperaturer og applikationer.
Emballageproduktion med damp
Det tredje demonstrationssted for industrielle højtemperaturvarmepumper I SPIRIT-projektet er i Tjekkiet hos Smurfit Kappa, der fremstiller papir og pap til emballage. Damp anvendes i tørringsprocesser i papirindustrien, og dampen produceres i dette tilfælde med en naturgaskedel med 5 procent biogas. Det årlige brændstofforbrug for denne installation er i størrelsesordenen 353 TJ, hvilket svarer til næsten 19.000 ton CO2 om året.
Ambitionen for Smurfit Kappa er at reducere afhængigheden af fossile brændstoffer og at reducere CO2-udledning, og her passer en elektrisk drevet højtemperaturvarmepumpe godt ind.
Teknologileverandøren, der er valgt hos Smurfit Kappa, er Spilling, som har en portefølje af dampkompressionssystemer, der er i stand til at øge trykket af overskuds-lavtryksdamp og spild/overskydende damp fra produktionen. Stempelkompressoren producerer højtryksdamp (6 bar), der leverer 0,7 MW varme ved en temperatur på 157 °C til processen hos Smurfit Kappa.
Solenergi og varmepumper i Irland
En anden deltager på HTHP Symposium 2024 var tobaksproducenten Philip Morris International, der også ønsker at anvende højtemperaturvarmepumper i sine processer. PMI har et mål om CO2-neutralitet i 2025 og Net Zero i 2040 (Scope 1-2-3), og derfor skal tobaksproduktionen dekarboniseres på den ene eller anden måde. Arjun Arya, Senior Enviromental Engineer Lead hos PMI, fortalte, at man arbejder på et pilotprojekt med et 1 MW anlæg, der skal levere damp ved temperaturer op til 150°C:
»Højtemperaturvarmepumper er en af de teknologier, som er udvalgt til vores fremtidige processer, herunder dampproduktion. I vores business cases opererer vi med en intern CO2-skyggepris, som er med til at gøre fossile løsninger dyrere, og det skal være med til at bane vejen for dekarbonisering,« sagde Arjun Arya.
Ahascragh Distillery i Irland er ét af de første eksempler på kommerciel anvendelse af en varmepumpe, som leverer temperaturer op til 115-120°C. Irske Astatine har leveret og integreret løsningen, som indeholder en højtemperaturvarmepumpe fra den finske virksomhed Oilon. For at fremme høj energieffektivitet i de irske varmepumpeprojekter afhænger støtten af COP: jo højere COP, desto højere støtte. En COP på 3 udløser støtte på 30 procent, mens en COP på 4 udløser en støtte på 40 procent:
»Vi anbefaler i nogle tilfælde kunderne at kombinere solceller og varmepumper. Irland har den laveste grad af grøn omstilling i Europa, så for os er det et meget spændende marked,« sagde Tom Marren, der er CEO hos Astatine.
Op ad S-kurven
Geelen Counterflow’s CEO er meget fortrøstningsfuld, når det gælder det fremtidige marked for højtemperatur-varmepumper til tørring og køling:
»De største kunder i vores segment af fødevare- og foderproducenter har måske 100 tørringsanlæg med 2-3 varmepumper på hvert anlæg, så det er flere hundrede varmepumper hos de kunder, der potentielt skal konverteres til elektrificerede højtemperaturanlæg. Men udviklingen fremover handler meget om standardisering. Hvis vi skal videre op ad S-kurven med højtemperaturvarmepumper, skal vi have standardiserede løsninger, ikke skræddersyede løsninger for hvert nyt anlæg. Man må finde alle de identiske applikationer og processer hos sine kunder, og herefter kan man begynde at tilbyde standardiserede løsninger. Det er vores strategi,« sagde Sander Geelen.
