Till innehåll på sidan
Till KTH:s startsida

Energiteknik som kapar utsläpp

Kvinna står framför en modell av en värmepump.
Monika Ignatowicz, doktorand på avdelningen för energiteknik, framför en egenbyggd HTHP-prototyp .
Publicerad 2025-01-29

Principen och tekniken liknar den som finns i kylskåp, torktumlare och isrinkar. Men högtemperatursvärmepumpar, HTHP, bygger på en mer utvecklad och kraftfull teknologi som kan spara energi och radikalt minska utsläpp från såväl fastigheter som industri.

– Tekniken som är relativt ny förbättras hela tiden och har en enorm potential vad gäller energieffektivitet, men det finns fortfarande utmaningar som kräver mer forskning, säger Monika Ignatowicz, doktorand på avdelningen för energiteknik på KTH.

Utvecklingen av tekniken kring högtemperatursvärmepumpar har tagit fart på allvar de senaste 20 åren då tekniken efterfrågats alltmer i takt med att kraven på energieffektivitet och minskade koldioxidutsläpp ökat för att värna resurser och klimat.

Lång tradition på KTH

Vanliga värmepumpar har använts sedan början av 1900-talet och KTH har en lång forskningstradition på området som lagt grunden för utvecklingen av dagens högtemperatursvärmepumpar där Sverige och KTH hävdar sig väl internationellt.

Behoven av energi för uppvärmning och nerkylning inom industri, och bostäder är omfattande. Drygt 50 procent av all energianvändning inom EU går dit och spås öka ytterligare. I Sverige är bilden något annorlunda då vi använder mer energi från förnybara källor. I arbetet med dekarbonisering, det vill säga att fasa ut fossila bränslen och minska utsläppen av växthusgaser kan HTHP-göra stor skillnad.

Både de svenska klimatmålen och EU:s klimatmål Fit for 55 pockar på en kraftig minskning av utsläppen till 2045 respektive 2030.

– Befintlig HTHP-teknik kan stå för cirka 10 procent av industrins efterfrågan på energi och minska koldioxidutsläppen med omkring 67 procent, men på sikt kommer tekniken bli ännu mer effektiv beroende på hur höga temperaturer man kan komma upp i, säger Monika Ignatowicz.

Kraftfull energieffektivitet

Stål, kemi och livsmedelsindustrin är exempel på produktion som är beroende av högtemperaturuppvärmning. I dagsläget kan man nå upp till omkring 150 grader.

– Men på sikt kan man förhoppningsvis komma upp i 260-400 grader och en mycket hög grad av energieffektivitet, säger Monika Ignatowicz.

En annan fördel med tekniken är att man kan använda spillvärme från en fastighet eller industri och återanvända i en annan.

– Ja, det handlar om att kunna integrera olika energisystem och så att säga hitta vägar att lura systemet där man kan återvinna energi och använda den igen på lokal nivå – koppla en stormarknad till en bostadsfastighet till exempel.

Utmaningarna för HTHP-teknologin är dock flera. Att skala upp kompressortekniken är en del, en annan att de köldmedier som ammoniak, koldioxid och till exempel ska kunna användas på ett säkert och miljövänligt sätt liksom att investeringskostnaderna i starten är betydligt högre än för konventionella värmesystem. Lagring av energin är en annan fråga som kan bli allt mer avgörande på sikt.

Viktig i omställningen

– Vi har en dialog med industrin och intresset är stort för HTHP och att se hur vi ska kunna använda tekniken inom befintliga system i framtiden, säger Monika Ignatowitcz, som konstaterar att en komplex omställning av energisystem är en lång process. Men styrmedel som koldioxidskatt kan också skynda på utvecklingen där ju många andra EU-länder ligger långt efter Sverige.

Via en stålklädd spiraltrappa visar Monika Ignatowitcz vägen till laboratoriet där hennes HTHP-prototyp står. Det är den första i sitt slag – uppbyggd på ett universitet och stor nog att förse en villa med värme och kyla och som gör att hon kan testa tekniken mot olika områden.

– Det är viktigt att testa, justera och sedan ta nästa steg. Inom fem-tio år kommer HTHP att utgöra en viktig komponent i omställningen, siar hon.

Metoden i HTHP

Metoden i högtemperatursvärmepumpar och andra värmepumpar bygger på att man suger in värme från till exempel luft, vatten eller spillvärme och sedan ökar man trycket genom en kompressor och därmed temperaturen med hjälp av exempelvis ammoniak eller koldioxid (köldmedium) som används för att transportera värme och då höjs temperaturen – för HTHP- mycket kraftigt till upp emot 150 grader. Köldmedium används som arbetsmedium i bland annat kylskåp, frysar, värmepumpar och luftkonditioneringar.

Om utsläpp av växthusgaser

EU ska nå klimatneutralitet senast 2050 och nettonegativa utsläpp och minska sina nettoutsläpp av växthusgaser med minst 55 procent till 2030 jämfört med 1990 års utsläpp. I de gemensamma klimatmålen räknas även den sammanlagda utvecklingen av avgång och upptag av koldioxid inom skog och mark. Enligt Sveriges klimatmål ska utsläppen av växthusgaser från svenskt territorium vara minst 85 procent lägre senast år 2045 än utsläppen år 1990.

Text och foto: Jill Klackenberg

Innehållsansvarig:redaktion@kth.se
Tillhör: Om KTH
Senast ändrad: 2025-01-29