Spildvarme fra industrien har et enormt potentiale til at skaffe os elektricitet

Industrien producerer alverdens produkter, som vi som forbrugere kan have gavn af i vores hverdag. Samtidig producerer mange virksomheder varme som et biprodukt. Varme, som i de fleste tilfælde ikke bliver brugt til noget som helst, men som har et stort potentiale. Spildvarmen kan nemlig blive til elektricitet.

I Danmark bruger vi ifølge Energistyrelsen 32 milliarder kWh (kilowatttimer) elektricitet om året. Men alene spildvarme på mindre end 200 grader celcius fra industrivirksomhederne i EU har potentiale til at producere mere end 10 gange så meget.

»Inden for fødevareproduktion kan man for eksempel bruge vand til at sterilisere i produktionen, og så har man måske 80 grader varmt vand bagefter. Det lukker man så typisk ud i afløbet. Så man bruger ofte ikke spildvarmen til noget,« siger Rasmus Bjørk, professor på DTU Energy under Danmarks Tekniske Universitet.

Han står i spidsen for et forskningsprojekt, som med støtte fra Danmarks Frie Forskningsfond skal forsøge at udvikle teknologien til at omdanne spildvarmen til elektricitet.

Magnetisme formindskes ved høje temperaturer

En af de store udfordringer er, at spildvarmen har relativt lave temperaturer, under 200 grader. Samtidig vil temperaturen ofte variere fra virksomhed til virksomhed.

Den mulige nøgle til at løse problemet kaldes for termomagnetisk energihøst. Man høster altså energien i form af elektricitet med hjælp fra magneter.

Under selve høsten udnytter forskerne, at magneter mister deres magnetiske egenskaber, når de bliver varmet op.

»Det kan man også prøve derhjemme, hvis man tager sin køleskabsmagnet og varmer den i noget kogende vand. Så kan den ikke længere sidde fast på køleskabet,« fortæller Rasmus Bjørk.

»Så man kan forestille sig, at man har et magnetisk materiale, som man skiftevis varmer op og køler ned ved hjælp af spildvarme. Så bliver det henholdsvis magnetisk og ikke magnetisk, magnetisk og ikke magnetisk. Man sætter så det magnetiske materiale ind i en spole og samtidig i nærheden af en magnet, der skaber et magnetfelt. Når varmen nu skifter, kan man skiftevis få magnetfeltet til at løbe igennem spolen, når materialet er magnetisk, og uden om spolen, når det ikke er magnetisk. Dette skiftende felt gennem spolen skaber en elektrisk strøm, præcis som en form for generator,« uddyber professoren.

Magneter skal være følsomme over for temperatur

Teorien bag termomagnetisk energihøst er langtfra ny. Faktisk foreslog den verdensberømte serbiske fysiker Nikola Tesla noget lignende allerede i 1889. Dengang havde man blot ikke adgang til de nødvendige magnetiske materialer.

De skal nemlig fremstilles, så de kan benyttes inden for meget bestemte temperaturer. Og de skal være i stand til at skifte fra at være magnetiske og ikke-magnetiske meget hurtigt.

»Vi er nødt til at have nogle særligt udviklede materialer, som virker lige omkring den temperatur, hvor vi gerne vil høste vores spildvarme. Hvis man for eksempel har spildvarme, som er 60 grader varmt, skal man have et materiale, som ved 55 grader er magnetisk og ved 65 grader ikke er magnetisk,« siger Rasmus Bjørk.

I projektet arbejder forskerne fra DTU sammen med en tysk forskergruppe, som både kan hjælpe med at udvikle de nødvendige materialer og efterfølgende 3D-printe dem. På den måde bliver det forholdsvis nemt at få det enkelte magnetiske materiale til at passe ind i den prototype-maskine, som forskerne vil bygge.

En anden bidragyder i projektet er industrivirksomheden Sintex i Hobro. Virksomheden, der oprindeligt blev stiftet af pumpefabrikanten Grundfos, skal blandt andet vurdere designet af maskinen og levere forskellige magneter til projektet.

Håber at kunne bruge metoden i stor skala

Samlet strækker forskningsprojektet sig over tre år.

»Jeg håber, at vi til den tid har en prototype, som er virkelig effektiv til at omdanne spildvarmen til elektricitet. Og så håber jeg, at teknologien er opskalerbar. Hvis vi kan få dette til at fungere i lille størrelse, er der ikke noget til hinder for, at man kan bygge en større maskine med større spoler og pumpe mere spildvarme igennem. Så jeg håber, at vi står med en god og meget effektiv prototype, baseret på vores beregninger, og med de bedste materialer,« fortæller Ramus Bjørk og føjer til:

»Som samfund bliver vi jo nødt til at tænke på at få mest muligt ud af den energi, vi har til rådighed. Med de astronomiske mængder af spildvarme, vi producerer, er det overhovedet ikke bæredygtigt ikke at bruge dem til noget. Problemet er, at der altid vil være et hav af industrielle processer, som har brug for at varme ting op, og som derfor producerer spildvarme. Ligegyldigt hvilken grøn omstilling vi går igennem, kan vi ikke komme uden om det faktum. Så vi bliver nødt til at se, om vi kan gøre noget for at udnytte spildvarmen bedre.«