Ett kraftverk som omvandlar lågvärdig värme till högvärdig elektricitet. Det svenska miljöteknikföretaget Climeon har på kort tid lyckats kommersialisera en innovation som tillvaratar det svårfångade energispillet.

Hur kan man på ett effektivt sätt utvinna elektricitet ur varmvatten? Ingenjören Thomas Öström och kemisten Joachim Karthäuser, som driver teknikbolaget Climeon, har sysselsatt sig med frågan i fem år. De har laborerat med termodynamiska modeller, kemiska vätskor och energitekniska komponenter som resulterat i ett skalbart kraftverk, kallat Ocean.
Thomas Östros

Thomas Öström

Stor potential

Inom energibranschen betraktas restvärme från industrier och andra värmeproducerande verksamheter som en värdefull men ännu i hög grad outnyttjad resurs. Att kunna återvinna värme, som annars vanligen kyls bort, bidrar både till energieffektivisering och miljönytta. I praktiken har det dock varit svårt att hitta lönsamma återvinningsmetoder. Det är idag främst fjärrvärmesektorn som hanterar spillvärme för distribution i lokala nät. – Att använda restvärme för elproduktion öppnar upp helt nya tillämpningsområden. Förutom att utnyttja värmespillet i industrin finns det potential att tillvarata naturliga värmekällor som solenergi och geotermisk energi, säger Thomas Öström.

Prövas inom sjöfarten

Climeon har levererat en pilotanläggning till SSAB i Borlänge, där den testkörs med spillvärme från industriföretagets plåttillverkning. Under våren har man levererat ytterligare en anläggning till rederiet Viking Line. Enligt Thomas Öström finns det ett stort intresse för teknologin inom sjöfarten. – Energipriserna till sjöss ligger på helt andra nivåer än på land och dessutom pressas sjöfarten av allt tuffare miljökrav. Fartygen drivs med stora mängder fossilbränsle, oftast diesel eller tung olja, men även naturgas. Bränslet och miljöskatterna utgör tillsammans en betydande kostnadspost för rederierna. Kraftverket installeras nu i sommar på kryssningsfärjan Viking Grace. Färjan förbrukar årligen omkring 17 000 ton flytande naturgas. Genom att tillvarata spillvärme från färjans motorer och avgaspannor beräknas kraftverket, med en effekt på 150 kilowatt, bidra med närmare en miljon kilowattimmar el per år. – Det är visserligen bara en liten del av de totala bränslekostnaderna, men motsvarar ändå en ansenlig mängd bränsle, cirka 200 ton årligen. Samtidigt reduceras koldioxidutsläppen från färjan med omkring 400 ton per år, säger Thomas Öström.

Lönsamhet inom ett år

Nu räknar företaget med att kunna leverera ytterligare kraftverk till sjönäringen och så småningom även till andra branscher. Målet är att nå lönsamhet i tillverkningen redan inom ett år. – Det finns en växande marknad för förnybar energi och en stor efterfrågan på teknik som kan ersätta fossilbaserad produktion. Vi har i det avseendet väldigt goda förutsättningar att nå ett brett kommersiellt genombrott med Oceans teknologi, säger Öström. Climeons patenterade system har visat sig effektivare och mindre kostsamt än liknande teknologi som lanserats på den internationella marknaden. Företaget har nu vuxit till 15 anställda och startat tillverkning av kraftverken i en industrilokal i Norrköping. – Vi har optimerat processen för att utvinna el ur lågtempererat vatten, så att Ocean uppnår en verkningsgrad på omkring tio procent vid 80-100 graders temperatur. På platser där det finns fri tillgång till varmvatten i den här temperaturnivån, till exempel spillvärmevatten, är den här teknologin billigast av alla sätt att göra el på, säger Thomas Öström.

Startade på KTH

Embryot till kraftverket utvecklades på KTH i Stockholm åren 2012-2013. Företaget fick tillgång till ett laboratorium på avdelningen för energiteknik och kunde, med bidrag från Energimyndigheten, bygga ihop en prototyp. Efter en serie försök visade sig prototypen uppnå den förväntade verkningsgrad som man räknat fram i sina modeller. – Det finns en gräns för hur mycket elektricitet man kan utvinna ur värmeenergi, baserat på termodynamikens lagar. Testerna visade att maskinen kunde nå en så pass hög effektivitet att vi insåg att vi nått ett tekniskt genombrott, berättar Thomas Öström. Den fungerande prototypen gav möjlighet att söka ytterligare finansiellt stöd för att utveckla en fullskalig pilotanläggning. Förutom bidrag och lån från Energimyndigheten har företaget fått stöd från Vinnova och dessutom tecknat avtal med ett 70-tal privata finansiärer. – Under den här tiden har vi även ingått samarbeten med flera universitetsfakulteter i landet, vilket gjort det möjligt att finslipa olika delar i teknologin.

Climeon

Climeon bildades 2011 och har sitt huvudkontor i Stockholm, samt tillverkning i Norrköping. Företaget har fått finansiellt stöd av Energimyndigheten, Vinnova samt omkring 70 privata investerare. Ett flertal universitet har deltagit i samarbeten kring företagets teknologi. Chalmers industriteknik har bistått med råd om turbinteknologi; LTH har involverats i frågor om design och urval av tekniska komponenter; KTH har upplåtit labbmiljö och bidragit med ett examensarbete för att kartlägga spillvärmemarknaden och Berzelii Center/Stockholms universitet har samarbetat i kemirelaterade frågor. Climeon har, sedan bolaget bildades för fem år sedan, tagit ett anmärkningsvärt snabbt kliv från innovation till kommersialisering. Inom miljötekniksektorn brukar denna process vanligtvis ta betydligt längre tid, konstaterar Boris Gyllhamn, senior rådgivare på Energimyndighetens tillväxtavdelning. – Det krävs i regel mycket kapital för att utveckla ny miljöteknik och ofta kan det vara svårt för ett uppstartsföretag att hitta privata finansiärer som är beredda att satsa stora summor på oprövad teknik, där man inte vet hur avkastningen kommer bli. Climeon kvalade i år in på Affärsvärldens och Ny Tekniks lista över ”Sveriges 33 hetaste teknikbolag”.

Ökat intresse för svensk miljöteknik, i synnerhet bland utländska investerare
Energimyndigheten har ett stödsystem för såväl forskning som affärsutveckling inom energirelaterad miljöteknik. Under kommersialiseringsfasen består stödet av oftast ett så kallat villkorslån. Lånet kan beviljas under förutsättning att det finns privat medfinansiering och ska återbetalas när företaget börjar nå lönsamhet. Myndigheten hanterar årligen 120-150 låneansökningar och ungefär tio procent av dessa brukar beviljas. – Sedan det här systemet infördes 2006 kan vi se att ett tiotal bolag nått ungefär lika långt som Climeon. Även om det hittills är ett förhållandevis litet antal bolag som tagit sig in på marknaden märker vi att det finns ett ökat intresse för svensk miljöteknik, i synnerhet bland utländska investerare, säger Boris Gyllhamn.

Kraftverket Ocean

Ocean består av ett slutet system där varmt och kallt vatten leds in på var sida om en turbin. I systemet cirkulerar en kemiskt framtagen bärarvätska, som förgasas och absorberas på den varma respektive kalla sidan. Tryckskillnaderna som uppstår under processen driver turbinen, som alstrar el via en generator. Det unika med systemet är att det arbetar under ett väldigt lågt tryck med bibehållen hög effektivitet. Det låga trycket gör det möjligt att bygga ett kompakt kraftverk med lättare komponenter så att produktionskostnaden blir lägre.