Forskningsanläggningarna ESS och MAX IV
År 2009 togs det internationella beslutet att bygga forskningsanläggningen European Spallation Source, ESS, på Brunnshög i Lund. Strax därpå togs det nationella beslutet att bygga anläggningen MAX IV bara några hundra meter från ESS. Tillsammans kommer de två anläggningarna att locka tusentals internationella forskare till Lund varje år. Därmed utgör anläggningarna också grunden till att Lunds kommun valt att bygga ut staden i nordöstlig riktning.
I dagsläget är MAX IV redan igång, medan ESS håller på att byggas. Eftersom båda forskningsanläggningarna kräver och kommer att kräva oerhörda mängder energi till sina processer, är Kraftringen en självklar partner.
ESS
En världsunik energilösning
European Spallation Source, som förkortningen ESS står för, är en materialforskningsanläggning som byggs i nordöstra Lund och som baseras på världens mest kraftfulla neutronkälla. Anläggningen kommer att använda stora mängder energi.
ESS har ambitiöst satta energimål. Man vill ha en världsunik energilösning som kan stå modell för andra, framtida anläggningar. Följande ”fyra R” har varit vägledande:
- RESPONSIBLE – 20 % minskning av energianvändningen. Genom helt nya designlösningar, ska ESS maximera effektiviteten i neutronproduktionen och samtidigt minimera elanvändningen.
- RENEWABLE –100 % användning av förnybar energi. Anläggningen är mycket energikrävande och mängden energi som krävs motsvarar årsproduktionen hos 40-50 vindkraftverk. År 2025 när anläggningen beräknas vara i full drift, förväntas Lunds elanvändning att stiga med 20-30 procent. I dagsläget är vindkraft den energikälla som verkar bäst lämpad för ESS, men även biokraftvärme, vattenkraft och vågkraft ses som alternativ för att driva ESS med förnybar energi.
- RECYCLABLE – 60 % återanvändning av använd energi. För att protonerna ska accelerera till nära ljusets hastighet med hjälp av klystroner, krävs det en stor mängd el. Denna process medför även att stora volymer spillvärme produceras, vilket ESS vill återvinna och blir därmed unika i acceleratorvärlden. Främst kommer spillvärmen gå till fjärrvärmenätet och tros tillgodose nätet i Lund med 25 procent av dess totala årsbehov.
- ESS arbetar även utifrån en fjärde punkt, RELIABLE, att energisystemen inte får äventyra möjligheten att bedriva forskning. Det handlar om att tillföra elkraft med rätt kvalitet som varken stör acceleratorn eller forskningsaktiviteter. Likaså måste störningar ut på elnätet med upphov från ESS-anläggningen minimeras.
Kraftringens roll
Kraftringen har i samarbete med Eon och ESS utvecklat den optimala energilösningen för den kommande forskningsanläggningen.
När det gäller målet Recyclable, kommer det att förverkligas genom att ESS ansluts till Kraftringens fjärrvärmenät i Lund. Kraftringen kommer att omvandla överskottsvärme från ESS till fjärrvärme som ska försörja Kraftringens fjärrvärmekunder i Lund, Eslöv och Lomma.
Partners
Kraftringen och ESS är partners beträffande fjärrvärmelösningen. Kraftringen levererar även byggström till området för att förse byggarbetsplatsen med el.
Tidsram
Bygget av ESS började under 2014 och de första neutronerna förväntas produceras omkring år 2023. Ett par år senare räknar man med att anläggningen ska vara i full drift.
I december 2013 skrevs ett avtal mellan ESS och Kraftringen på 20 år, som gäller återvinning av överskottsvärme och leverans av fjärrvärme under byggfasen och vid behov därefter.
Vill du läsa mer om ESS?
Ladda ner slutrapport om energilösningen för ESS. Rapporten är framtagen av Kraftringen (Lunds Energi), Eon och ESS. Besök gärna också www.europeanspallationsource.se.
MAX IV
Kraftringens kylsystem
MAX IV:s forskningsutrustning kräver en stabil och noggrant reglerad temperatur för att kunna leverera de resultat som är anläggningens syfte. Kraftringen har därför byggt ett avancerat kylsystem som kan reglera och upprätthålla mycket stabila temperaturer.
Hjärtat i kylsystemet är en energicentral som är utformad så att den dessutom återvinner den bortkylda värmen till Lunds fjärrvärmenät. För att kylning och värmeåtervinning ska fungera så effektivt som möjligt är kylsystemet uppdelat efter kylvattnets olika temperaturer, totalt finns det tre system för kylning av utrustningen på MAX IV.
Det kallaste systemet håller sju grader när det lämnar Kraftringens energicentral. Det används främst för att kyla fastigheter och serverrum. Nästa kylsystem håller 23,5 grader och används för att kyla delar av forskningsutrustningen och för att hålla en jämn temperatur i den långa acceleratorbyggnaden. Systemet med den högsta temperaturen håller 48,5 grader och användas både för att tillföra värme till anläggningen och för att kyla de delar av utrustningen som tål denna rätt höga kyltemperatur.
Värmen återvinns till fjärrvärmenätet
All värme som kyls bort i något av dessa tre system återvinns idag till fjärrvärmenätet i Lund. Värmen i systemet med den högsta temperaturen kan vi överföra direkt till fjärrvärmenätet. De övriga två kylsystemen är kopplade till var sin värmepump där vi höjer temperaturen på den återvunna värmen till 75-80 grader. Från och med hösten 2019 kommer en del av värmen från MAX IV istället att användas i det lågtempererade fjärrvärmenät som vi bygger på Brunnshögsområdet.
Vid full drift i alla kylsystem kan vi återvinna 4,5 MW från MAX IV-laboratoriet. Värme som annars skulle gått till spillo återvinns istället och försörjer motsvarande 1 500 villor i Lund med närproducerad energi. Att på detta sätt tillvarata värmen från en stor forskningsanläggning är unikt.
Med modern teknik tar Kraftringen alltså tillvara och återanvänder den energi forskningsanläggningen MAX IV använder för att utföra avancerad synkrotronljusbaserad forskning, så att forskningen värmer staden.
