JultikaUniversity of Oulu repository

Abstract

Industry produces large amounts of waste heat, which is not utilized. This thermal energy could be used for an example in residential heating in the colder seasons of the year, when the heating demand is larger. Using heat storage technologies, waste heat could be stored for later use.

In this thesis, heat storage technologies were reviewed. The main technologies reviewed for heat storages were sensible heat storages and latent heat storages. In addition, chemical heat storage is a promising technology, which is currently in the research phase. Furthermore, some heat storage pilot projects were reviewed reviewed as well.

The heat demand for space heating, heat production and industrial waste heat production in Finland are also reviewed. Heat demand for space heating in 2017 was some 45,35 GTWh in total, and 13,88 GWh of that was district heating. The production of district heat in 2017 was 38,29 TWh in total. At the same time, annual industrial waste heat production in Finland was estimated to be 54 TWh. Although of this, only 4 TWh was estimated to be commercially usable; notwithstanding, it can be concluded that utilizing industrial waste heat for space heating could lead to substantial emission reductions.

Lämmön varastointiteknologiat : teollisuuden hukkalämmön hyödyntäminen asuintilojen lämmitykseen

Tiivistelmä

Teollisuus tuottaa paljon hukkalämpöä, jota ei hyödytetä. Tätä energiaa voitaisiin käyttää esimerkiksi kaukolämpöverkossa vuoden kylmempinä aikoina, kun lämmityksen tarve on suurempi. Lämpövarastojen avulla tuotettu hukkalämpö voitaisiin varastoida myöhempää käyttöä varten, mikäli lämmityksen tarve ei ole hukkalämmön syntyhetkellä korkea.

Tämän työn tavoitteena oli etsiä tietoa lämmönvarastointi teknologioista, jotka ovat sopivia teollisen hukkalämmön varastointiin. Pääasialliset lämpövarastoteknologiat ovat havaittavan lämmön sekä sitoutuneen lämmön varastointiteknologiat. Lisäksi myös kemiallinen lämmönvarastointi on lupaava teknologia, mikä on vielä tutkimusvaiheessa. Työssä käytiin läpi myös projekteja, jotka liittyvät lämmön varastoinnin ja hyötykäytön pilotteihin ja mitoitukseen.

Työssä myös selvitettiin myös asuintilojen lämmitystarve Suomessa, lämmityksen tuotantomäärät ja -tavat, sekä teollisuuden hukkalämmön tuotannon määrä. Talojen lämmöntarve Suomessa vuonna 2017 oli noin 45,35 TWh josta 13,4 TWh oli kaukolämpöä. Kaukolämpöä tuotettiin Suomessa vuonna 2017 38,29 TWh. Samalla teollisuuden hukkalämmön arvioitiin syntyvän vuosittain 54 TWh, josta 4 TWh olisi taloudellisesti kannattavasti käytettävissä. Taloudellisesti käytettävissä olevaa hukkalämpöä verrattaessa kaukolämmöntarpeeseen nähtiin, että hukkalämmön käytölle kaukolämmössä olisi potentiaalia. Jos teollisuuden hukkalämpöä pystyttäisiin käyttää tehokkaasti tilojen lämmityksessä, voitaisiin saavuttaa huomattavia päästövähennyksiä.