drammen7
Petter Andal Sørby fra Drammen Fjernvarme har lagt hovedføringen til den nye helsebydelen på Brakerøya. Foto: Nikolai H Moskvil

Fem store varmepumper i to adskilte anlegg med tverrgående rør skal løfte sjøvarmen opp fra Drammensfjorden og inn i byens fjernvarmenett. Nå tredobler Drammen Fjernvarme kapasiteten med fjordens naturlige varmelager.

  • Morten Valestrand

Drammen har lenge vært stor på sjøvannbasert fjernvarme. Nå får byen et av Europas største anlegg. Drammen Fjernvarmes nye energisentral på Brakerøya blir Norges største sjøvannbaserte varmepumpesentral.

Hittil har man hatt tre sjøvarmepumper. I sommer kom det to til pluss sirkulasjonspumper, og det er mildt sagt et stort prosjekt. De største delene veide 40 tonn.

Det trengtes 14 trailere for å få alt opp fra Friotherm i Østerrike, en ledende leverandør av store høytemperaturpumper for industrianlegg.

Ferdig montert veier hver varmepumpe 100 tonn, er 4,6 meter høy, 5 meter bred og 12 meter lang.

– Med fem varmepumper og to kjølemaskiner blir dette Norges største varmepumpeanlegg, med størst varmepumpeeffekt lokalisert på ett og samme sted, sier John Vincent Haugen, administrerende direktør i Drammen Fjernvarme.

drammen
En kondensator heises forsiktig på plass på Brakerøya i Drammen. Foto: Drammen Fjernvarme

Kjempebygg

Dagens varmepumper har en effekt på 4,3 MW per pumpe med egen sjøledning til den gamle energisentralen. De nye varmepumpene mer enn dobler effekten til 9 MW per pumpe. Sammen med kjølemaskiner gir dette 20 MW ny produksjonskapasitet.

Utvidelsen krever en ny energisentral som blant annet skal serve Helse Sør-Øst RHF (regionalt helseforetak) sitt nye store sykehuskompleks, i dag et av Norges største byggeprosjekter. Innvielsen er planlagt til 2025.

Varmepumpene skal bidra med både varme og kjøling til den tilhørende helseparken med mange store bygg, men også til resten av byen.

Tverrgående kobling

Nå er sjøledning nummer to lagt ut. Også den er 800 meter lang og skal pumpe vann fra 30 meters dyp. De to anleggene integreres med hverandre for størst mulig fleksibilitet.

De kan driftes sammen som ett felles anlegg med en total effekt opp mot 33 MW. Hvert anlegg skal også kunne kjøres individuelt og uavhengig av det andre.

– Det blir en tverrgående ledning mellom det gamle og nye sjøvannsinntaket så anleggene kan brukes om hverandre. Alt skal kobles sammen så vi kan kjøre på kryss og tvers, sier John Vincent Haugen.

– Utfordringen er selvsagt å ikke bygge for komplekst, men vi klarer dette. Fleksibilitet er bra.

haugen
John Vincent Haugen, daglig leder i Drammen Fjernvarme.

Sjøvarme til alle

Alt skal være ferdig i løpet av 2024, da den totale kapasiteten blir rundt 85 MW termisk effekt. Varmen skal også ut i hovednettet, en grunnleggende hverdagsnytte som ofte glemmes bort i alt det nye som skjer på Brakerøya. Det 27 kilometer lange hovednettet har 300 kundesentraler.

– Varmepumpeanlegget skal levere fjernvarme og fjernkjøling til hele Drammen, sier John Vincent Haugen.

– Byen vokser og befinner seg midt oppe i et taktskifte, så utvidelsen av sjøvannanlegget er en del av våre forberedelser for hele Drammen. Mange næringsbygg vil kreve både varme og kjøling.

Investeringen møter også målet til energikommisjonen med å frigjøre kapasitet i kraftnettet, påpeker John Vincent Haugen.

– Halvparten av elektrisitetsbruken i bygninger går til oppvarming. Fjernvarme vil erstatte dette med lokal overskuddsenergi fra Drammensfjorden.

Undervanns energilager

Varmen hentes fra dypet i Drammensfjorden, som takket være isbreenes utgraving for noen tusen år siden ble ideell som varmelager. En grunn og smal terskel ved Svelvik danner et undervannsbasseng som da blir Drammen Fjernvarmes varmelager. På det meste vil 23 MW varme tas fra fjorden.

– Temperaturene på det vannet som hentes opp blir veldig stabile, rundt 8–9 grader, også om vinteren. Vannet har en temperaturforsinkelse på cirka et halvt år i forhold til lufttemperaturen, sier Johan Grinrød i konsulentselskapet Norsk Energi, som har ansvaret for prosjektering, byggeledelse og idriftsettelse av det nye anlegget.

– Dette er et betydelig mer effektivt og rimeligere energilager enn for eksempel bergvarme, som ofte benyttes i mindre varmepumpeanlegg.

De nye varmepumpene får 9 MW effekt per pumpe. Elektromotoren leveres av ABB. Foto: Nikolai H Moskvil

Vannmiljøet intakt

Vel oppe på land heves temperaturen ved hjelp av varmepumpene. Varmen sendes ut i fjernvarmenettet mens sjøvannet kjøles ned 4 grader før det returneres til fjorden.

Utløpet ligger på 15 meters dyp i munningen av Drammenselva. I følge miljøundersøkninger utført av Norsk institutt for vannforskning (NIVA) vil overflatelaget i elvemunningen ikke bli påvirket forutsatt at de to utløpene separeres med minst 50 meters avstand.

Også Oslofjord Varme

Fjernvarmeutbyggingen i Drammen startet allerede i 1984. Siden 2002 har man på vestsiden av Drammenselva også et separat distribusjonsanlegg med en biokjel for trepellets på 8 MW grunnlast og en spisslast på 16 MW.

I dag er Drammen Fjernvarme eid 50/50 av Å Energi (der Drammen kommune har 25 prosent) og et konsortium bestående av investeringsselskapene Infranode (42,5), Mirova (42,5) og Norges største pensjonsselskap KLP (15).

Konsortiet eier også Oslofjord Varme som har bygget opp sjøvannbasert fjernvarme og -kjøling i Sandvika og på Fornebu, før Drammen. Allerede i begynnelsen av 2000-tallet ble Oslofjord Varme indirekte deleier i Drammen Fjernvarme, på den tiden gjennom Fortum.

Selskapenes felles sjøvarmekompetanse har derfor vokst frem over lang tid. Blant annet er de store væske-til-vann-pumpene av samme type både på Brakerøya og Fornebu.

Kystens varmeressurs

grinrød
Johan Grinrød, spesialrådgiver i Norsk Energi. Foto: Norsk Energi

– Sjøvarme er en veldig gunstig teknologi for store anlegg. Det er bare å legge ut rørene, hente inn store mengder sjøvann, ta ut den varmen som ligger der naturlig og slippe vannet tilbake, sier Johan Grinrød.

Sjøvarme til varmepumper er dessuten en veldig effektiv måte å produsere kjøling på da varmepumper også har en kald side. Samtidig kan en del av overskuddsvarmen fra byggene gjenvinnes i fjernvarmesystemet.

– Kjøling er en viktig del av sjøvarmesystemets økonomi, og har samtidig positiv effekt på bærekraft og energieffektivitet, sier Johan Grinrød.

 

Nødaggregater med sjøvarme hjelper strømnettet

Drammen Fjernvarmes nye energisentral blir et opplevelsessenter for sambruk av termisk og elektrisk energi. Sjøvarmen og strømnettet skal samkjøres ved hjelp av en unik oppsetning nødaggregater.

Å Energi og Drammen Fjernvarme bygger hver sin energisentral ved siden av med hverandre. Man kan da utnytte mange felles og integrerte funksjoner mellom den termiske sjøvarmen og elektrisk energi.

Blant annet kan sykehusområdets eget 22 kV-nett ved krise settes i øydrift ved hjelp av tre meget spesielle nødaggregater på totalt 7,5 MW. Disse skal kompletteres med en 3 MW batteripakke, og man får et nødstrømsystem med en reaksjonstid under 0,5 sekund.

Jevner ut kraftbalansen

I hverdagen skal nødaggregatene kunne startes som effektavlastning for Glitre Nett sitt distribusjonsnett.

– Ved å drifte nødstrømsaggregatene cirka tusen timer i løpet av en vinter kan de jevne ut effektuttaket til sykehuset betydelig, sier Johan Grinrød i Norsk Energi.

Ved å utnytte den termiske og elektriske energien fra nødstrømsaggregatene får sykehuset «nødenergi» istedenfor kun nødstrøm. Den totale virkningsgraden kommer opp i over 80 prosent, jevnt fordelt på strøm og varme.

Kritisk infrastruktur

I tillegg skal aggregatenes tre generatorer levere 90 graders overskuddsvarme til fjernvarmenettet, og bidra med nødvarme til sykehuset hvis varmeleveransene fra utsiden stopper opp. Den termiske effekten ligger rundt 7 MW.

Med fornybar bioenergi som brensel kan det lett forsvares, mener Gisle Hegstad i Å Energi, som har designet mye av systemets tekniske struktur. Å Energi har fått støtte fra Enova, som gjerne ser at energisentralen blir et visningsanlegg for bransjen.

Sjøvarmen er en viktig del av løsningen. Nødaggregatene skal holdes varme og startklare ved hjelp varmesentralens varmepumper vegg i vegg, en funksjon det vanligvis kun brukes strøm til.

 

Sjøvarmen brukes direkte

Fjernvarme er nyttig for det lokale strømnettet. Balansen mot elmarkedet er derimot ingen selvfølgelighet. I Drammen følger sjøvarmen byens varmebehov uten omveier.

Generelt øker elektriske varmepumper i fjernvarmenettet energisystemets fleksibilitet ved å jevne ut effekttoppene i kraftsystemet. Hver kWh strøm blir til tre kWh total energi.

I en del fjernvarmenett kan en fleksibel utjevning mellom strøm og varme skje ved å balansere varmeforbruket mellom ulike energikilder eller energilager. Da kan strømforbruket reduseres ved hjelp av prissignaler i kraftmarkedet. Man kan for eksempel ha utkoblingsbare tariffer, som i praksis betyr elkjeler som raskt kan stenges ned når strømprisene blir for høye.

Drammen Fjernvarme har derimot ikke akkumulatortank eller andre lagringsmuligheter. Energien må frem når behovet er tilstede, og man kan ikke velge å produsere varme selv om spotprisen på Nord Pool blir høyere.

De elkjeler Drammen Fjernvarme har, står som frittstående kjeler i områder uten fjernvarmenett. Også disse må produsere når behovet er til stede, uavhengig av strømprisen.

Det betyr allikevel at varmepumpene i Drammen bidrar til byens nettkapasitet. Oppvarmingen bruker mye mindre energi enn den ellers ville gjort. Nå kommer kun en tredjedel fra strømnettet og to deler fra omgivelsesvarmen, som i Drammen betyr sjøvarme.

drammen
En av fordamperne har nådd sitt mål. Foto: Drammen Fjernvarme