ATES i fjernvarmeforsyningen

ATES står for Aquifer Thermal Energy Storage og er en teknologi til sæsonlagring af varme (og evt. kulde) i en underjordisk grundvandsmagasinering (akvifer). I praksis etableres typisk to eller flere brønde (ofte en “varm” og en “kold” brønd), hvor man:

Lagrer overskudsvarme om sommeren (eller når varmen er billig/grøn)
Henter den lagrede varme tilbage om vinteren (eller ved høj varmepris/kapacitetsbehov)

Varme transporteres via grundvand, som pumpes op, passerer en varmeveksler, og pumpes tilbage i undergrunden i et styret flow, så der opbygges et termisk “lager” i akviferen.
ATES er især relevant i fjernvarme, fordi teknologien:

• Giver sæsonudjævning mellem sommeroverskudsvarme og vinterbehov
• Øger udnyttelsen af store varmepumper (højere driftstimer og bedre COP/økonomi)
• Muliggør lagring af billig/grøn energi (fx vindbaseret el via varmepumper)
• Reducerer behovet for spidslast og fossil backup
• Skaber fleksibilitet i produktionsmixet (overskudsvarme, solvarme, varmepumper, elkedel)
• Kan kombineres med andre lagre som akkumulatortanke (korttidslager) i et hybridsetup

Kort sagt: ATES er et “sæsonvarmelager”, som kan gøre fjernvarmesystemer mere grønne, fleksible og økonomisk robuste – men kræver de rette geologiske forhold og grundig projektering.

Hvordan kan Ingeniør Huse hjælpe ?

Et ATES‑projekt er tværfagligt: geologi, hydraulik, miljø, anlægsteknik, styring, drift, myndigheder og risiko. Vi kan sikre, at projektet bliver modnet korrekt, at risici håndteres tidligt, og at anlægget kan drives stabilt og sikkert.

1. Behovsafklaring og foranalyse (systemrolle og business case)

• Afklare formålet: sæsonlagring, overskudsvarmeudnyttelse, varmepumpeoptimering, spidslastreduktion
• Analysere varmeprofil, driftsscenarier og samspil med varmepumper/elkedler/solvarme/akk.tank
• Dimensionere et første bud på MW/MWh (GWh) lagringsbehov, antal brønde og driftsstrategi
• Udarbejde techno‑økonomisk business case (CAPEX/OPEX, elprisfølsomhed, CO₂-effekt, tilbagebetaling)
• Identificere kritiske risici: geologi, vandkemi, tilstopning, temperaturtab, myndighedsrisiko og tidsplan

2. Kilde- og geologiscreening (forudsætninger i undergrunden)

ATES er stærkt afhængig af lokale forhold. Rådgiveren kan:

• Gennemføre en screening af geologi/hydrogeologi:
  • akviferens tykkelse, permeabilitet, strømningsretning, beskyttelseslag
• Vurdere grundvandskemi og risiko for:
  • udfældninger (jern/mangan/kalk), biofouling, korrosion og filtertilstopning
• Planlægge nødvendige forundersøgelser: boringer, pejlinger, pumpetest, tracer/test, geofysik hvor relevant
• Etablere et første koncept for brøndplacering og termisk påvirkningszone

3. Konceptdesign og teknisk projektering (brønde, overfladeanlæg og integration)

• Design af brøndsystem: boringstype, filtersætning, pumpevalg, redundans (N‑1 hvor relevant)
• Design af overfladeanlæg: varmevekslere, rørføring, ventiler, målere, filtrering/vandbehandling
• Hydrauliske beregninger: flow, tryktab, pumpeeffekt, varmeoverførsel og temperaturstrategi
• Integration med fjernvarmenettet og produktionsanlæg:
  • samspil med varmepumpe (ofte ATES som kilde/sink), akkumulatortank som korttidsbuffer
• Overordnet SRO/SCADA‑funktionsbeskrivelse: sekvenser, alarmer, datalogning, performance KPI’er

4. Myndighedsbehandling og miljø (tilladelser, påvirkning og dokumentation)

ATES berører næsten altid grundvandsforhold og kræver typisk omfattende myndighedsdialog. Vi kan:

• Kortlægge nødvendige tilladelser (fx boringer, indvinding/tilbagepumpning, miljøscreening)
• Udarbejde dokumentation for termisk påvirkning af grundvandet og nærområdet
• Håndtere krav til monitorering (temperatur, vandstand, vandkemi, driftsdata)
• Sikre sammenhæng mellem myndighedskrav, driftsstrategi og teknisk design
• Koordinere dialog med kommune/region og relevante interessenter

5. Udbud, kontraktstrategi og projektgennemførelse (risiko og grænseflader)

ATES har flere entrepriseflader (boring, mekanik, el, SRO, byggeri).

• Udarbejde udbudsmateriale og kontraktstrategi:
  • samlet totalentreprise vs. delentrepriser (boring/overfladeanlæg/styring)
• Fastlægge klare grænseflader og ansvar (fx ydeevne, test og dokumentation)
• Stille krav til:
  • materialer, korrosionsbeskyttelse, filtration, service/garanti, reservedelsstrategi
• Planlægge testprogram: pumpetest, termisk test, vandkemi, indregulering og performanceverifikation
• Styre tidsplanen, hvor boringer og myndigheder ofte er “critical path”

6. Idriftsættelse, drift og performance-opfølgning (stabilitet og læringskurve)

Efter idriftsættelse kan rådgiveren hjælpe med:

• Idriftsættelsesplaner, driftsprocedurer og oplæring af driftspersonale
• Etablering af monitoreringsprogram (temperatur, flow, tryk, kemi, energibalance)
• Optimering af driftstrategi:
  • lad/aflad, sæsonplan, integration med varmepumpe og elprisoptimering
• Løbende performance-evaluering: termisk effektivitet, tab, tilstopningstendenser, vedligeholdsbehov
• Opfølgning på garantier, serviceaftaler og eventuelle “lessons learned” til fase 2/udvidelse

ATES er et underjordisk sæsonvarmelager, der kan gøre fjernvarmesystemer mere fleksible og grønnere ved at flytte varmeproduktion fra perioder med overskud/billige priser til perioder med højt behov. Vi hjælper fjernvarmeselskabet gennem hele forløbet – fra geologisk screening og business case til myndigheder, udbud, udførelse, idriftsættelse og løbende driftsoptimering.