Årets Varmepumpekommune 2015 Beskrivelse av prosjektet.

Transkript

1 Årets Varmepumpekommune 2015 Beskrivelse av prosjektet. Sogndal kommune - varmepumpe/kjøling basert på Sognekraft Fjorenergi i Sogndal sentrum Statsminister Erna Solberg har takka ja til invitasjonen vår om å stå for den offisielle opninga av Sognekraft Fjordenergi. 03 april 2014 Forprosjekt fjernvarme i Sogndal Fjordenergianlegget har blitt eit sentralt tiltak i Energi- og klimaplanen til Sogndal kommune. Forposjektet hadde to tungtvegde grunnar for å gjennomføre prosjektet: 1. Konklusjonane av forprosjektet hadde stor betydning for å gjere dei rette vegvala i energi og klimaplanen som var under utarbeiding i Sogndal kommune 2. Mange nybygg og store rehabiliteringar var og er under planlegging i Sogndal sentrum. Ein måtte gjere utgreingane av fjernvarme for området Fosshaugane/Nedrehagen før sluttføring av energi- og klimaplanen. Gjennom dette forprosjektet ynskte ein å vurdere fjernvarme og ulike alternative varme- og kjølekjelder for Fosshaugane/Nedrehagen, Sogndal sentrum og Kaupanger Det vart lagt mest vekt på området Fosshaugane/Nedrehagen. Her vart det akutt behov for utgreiing av alternativ energiforsyning før vidare planlegging av nye bygg og større rehabiliteringar. I dette område var det planlagt ca m2 nye offentlege bygg og om lag m2 eksisterande offentlege bygg skulle rehabiliterast. Det var også aktuelt å nytte alternativ energi ved Fosshaugane Campus og Sognahallen som er eigde av Sogndal Fotball. Byggarealet her utgjer m2. I tillegg ser ein på ny planar om undervarme til fotballbanen frå fjordenergianlegget. For Sogndal sentrum og industrifeltet på Kaupanger var planlegging av alternative varme- og kjølekjelder noko mindre akutt, men det er naturleg å sjå på alle tre områda i eit felles forprosjekt. Tanken med forprosjektet var på sikt er å etablere eitt eller fleire fjernvarme/kjøleanlegg som nyttar lokale kjelder som bio, sjøvatn og spillvarme. Ved slik etablering vert lokale, fornybare ressursar nytta i staden for olje, samstundes som elektrisiter vert frigjort til andre oppgåver enn direkte oppvarming og kjøling. Vinteren 2009 utvikla Sogndal kommune og Sognekraft AS i samarbeid eit Forprosjekt for fjernvarme i Sogndal for å vurdere moglege løysingar for eit fjernvarmenett i Sogndal. Kommunen fekk stønad frå Enova til prosjektet, og etablerte ei arbeidsgruppe saman med Sognekraft.

2 Prosjektet vurderte ulike alternativ for fjernvarme i Sogndal med utgangspunkt i geografi, energi- og effektbehov, tidshorisont og ulike teknologiar. Forprosjektet hadde 5 fjernvarmealternativ: 1. Sjøvassopptak og varmepumpe i alle bygg (Ref. Fjordvarme) 2. Sjøvassopptak og middels store energisentralar med distribusjon av varme og kulde 3. Sjøvassopptak og større energisentralar med distribusjon av varme og kulde 4. Kombinasjon med biovarme (utan kjøling) og fjordvarme i ulike område 5. Fjernvarme basert på biovarme, utan distribusjon av kjøling Alt. 3. Sjøvassopptak og 3 større energisentralar med distribusjon av varme og kulde var det som kom best ut av analysen og ein gjekk vidare med dette til utbygging: Fordelar med denne løysinga er: Lågare investering for energiproduksjon og kulde. Fjernvarmeselskapet eig og drifter varmepumpene. Fjordenergianlegget hentar sjøvatn på 50 meter djupne og har eit sjøtemperert stamnett fram til distribuerte energisentralar. Ein vesentleg fordel med denne løysinga er rikeleg tilgong på rimeleg kjøling og lite varmetap i overføringslinjene. Energisentralane er basert på varmepumpe med kjel som reserve og spisslast. For å få ei samfunnsmessig og ressursmessig god løysing er det lagt vekt på å nytte eksisterande kjelkapasitet der det er tenleg. Utbygginga vart delt inn i ulike delområda Konsesjonsområdet er delt inn i delområde som blir utbygd i prioritert rekkefølgje i samsvar med utviklinga i kundemassen. Dei ulike delområda Sjøvassopptak Anlegget er basert på varmepumper og kjøling med veksling mot sjøvatn og sjøvassopptak og etablert med plass til 6 vekslarar. 3 vekslarar vart sett i drift.. Sjøvassopptaket er plassert ved utløpet av Sogndalselvi. Teknisk bygg med pumper og vekslarar vil og vere energisentral med leveranse til det omliggande området. Etablering av sjøvassopptak vart sett i drift hausten 2013.

3 Område 1: Område 2: Område 3: Område 4: Campus Fosshaugane Område med fleire større bygg: Ungdomsskule, vidaregåande skular, høgskule og idrett/fotball. I tillegg var det planar om eit større kjøpesenter (Nedrehagen) på andre sida av elva i høve til resten av bygningsmassen. Dette er no lagt på vent. Området var prioritert først i utbygginga på grunn av behov for rask leveranse til ny og eksisterande bygningsmasse. Framføring av stamnett og etablering av energisentral for leveranse til området er var klar hausten Distribusjonsnett er var også ferdig hausten 2013 Sentrum Offentleg og privat bygningsmasse. Ein del mindre bygg, men og større bygg som kommunehus, skule, sjukeheim, kjøpesenter og hotell. Planlagt leveranse er stort sett basert på eksisterande bygningsmasse. Nokre planar om ombygging/renovering. Ein mindre del av området kan forsynast frå område 4, Granden, i samband med bygging av planlagd gangbru over nedre del av elva. Framføring av stamnett og etablering av energisentral SHOS for leveranse til området er planlagt i Distribusjonsnett er planlagt ferdig i Nestangen Område med folkehøgskule, nokre næringsbygg og noko unytta areal. I første omgang levert frå ein eigen energisentral basert på luft til vatn varmepumpe. Samanknyting med resten av nettet i seinare fase. Granden Bustad, industri og næring. Planar om renovering av større industribygg til bustad. Området her har eigen energisentral i tilknyting til sjøvassopptaket Granden Etablering av energisentral ved første byggesteg ferdig hausten 2013 og distribusjonsnett til Sjøkanten vart sett i drift hausten Energi og effektbehov Med utgangspunkt i dei største bygga / mest aktuelle kundane er det lagt til grunn følgjande energiog effektbehov i dei ulike områda: Varme Kjøling Område kw kwh kwh Campus Fosshaugane Sentrum Nestangen Granden Kjøleleveransen er estimert til om lag 30% av varmebehovet ut frå samansetting av bygningsmasse i dei ulike områda. Det er ein trend at krav til komfort og bruk av komfortkjøling i offentlege og private næringsbygg er aukande. Denne trenden har berre så vidt starta, og det er venta at interessa for kjøling vil auke også i Sogndal. Utviklinga tek utgangspunkt i at nokre få store leveransar kjem tidleg i prosjektet, og at dei mindre bygga kan knytast til over noko lengre tid.

4 Systemløysing Prinsipp Fjordenergianlegget består av sjøvassopptak/vekslarhus, sjøtemperert stamnett, energisentralar, distribusjonsnett og kundesentralar som skissert under. Prinsippskisse fjernvarmesystem Gjennom å nytte sjøvatn som energikjelde får vi både stabile vilkår for varmepumpa og tilgang til høvelege temperaturar for kjøling av bygningsmassen. Ein av dei store fordelane med ei sjøvassbasert fjernvarmeløysing er at den også gir tilgong på rimeleg kjøleeffekt. Dette bidreg til å auke både den samfunns- og bedriftsøkonomiske verdien av tiltaket vesentleg. Med stadig høgare krav til komfort og inneklima er det ei klar utvikling i retning av meir bruk av komfortkjøling i både nye og eksisterande bygg. I mange område ser vi at komfortkjøling i praksis er blitt naudsynt for å få leigetakarar i eit næringsbygg, og denne utviklinga vil ganske sikkert nå Sogndal også. Dette medfører ei forventning om auka energibruk i den varme delen av året, og gir eit viktig grunnlag for å etablere distribusjonsnett for fjernkjøling. Ved å nytte eit sjøtemperert stamnett, med fleire distribuerte energisentralar, kan vi tillate lenger transportavstandar med minimalt tap, kortare lengd med isolerte varmerør og mindre dimensjonar på dei isolerte varmerøra. Dette har både økonomiske og energimessige fortrinn. Anlegget vert dimensjonert med følgjande temperaturnivå i dei ulike delane: Tur Retur Sjø 8 C Stamnett 8 3 C Distribusjonsnett varme C Distribusjonsnett kjøling 8 15 C Sjøvassopptak og stamnett Sjøvassopptaket er plassert på sørsida av utløpet til Sogndalselva. Her er det kort avstand ned til -50 m der vatnet blir henta opp. Fordelen ved å gå så djupt er meir stabil temperatur og mindre groing i inntaksledning og varmevekslar. Sjøvatnet blir pumpa opp og gjennom titanplatevekslarar i vekslarhuset på land.

5 Vekslarar fra sjøvatn til ferskvatn ved sjøvassopptaket Granden Installasjonen startar med 3 vekslarar, men det er sett av plass til 3 nye vekslarar etter kvart som effektbehovet aukar i anlegget. Etter veksling vert sjøtemperert ferskvatn sirkulert rundt i stamnettet. På grunn av den låge temperaturen er stamnettet basert på uisolerte PE-rør. Sjøvassopptaket er 190 meter med dimensjon 630 mm. Det sjøtempererte stamnettet er 1350 meter. Stamnett, sjøvassopptak, vekslarhus og energisentralar

6 Energisentralar Energisentralen skal forsyne distribusjonsnettet med varme og kjøling. Varmeproduksjonen i anlegget er basert på varmepumper som grunnlast. Det er lagt vekt på å utnytte eksisterande kjelkapasitet som spisslast / reserve der dette er teknisk mogleg. Denne tilnerminga gjev både samfunnsøkonomisk og ressursmessig fordelaktig løysing. Prinsippskisse varmeproduksjon Varmepumpa i energisentralen er dimensjonert til 40-60% av topplasta til anlegget. Dette gjev ein energileveranse på opp til 80% av varmebehovet. Av økonomiske og driftsmessige grunnar er det fordelaktig å ha 2 standardiserte varmepumper i same sentral.. I høve til kjøling er det lagt til grunn at denne er dekka av tilgjengeleg sjøtemperatur (frikjøling). Dette er mogleg fordi stamnettet distribuerer høveleg temperatur. Varmebehovet er størst, og kapasiteten på stamnettet er så stor at det er rikeleg effekt til å dekke kjølebehovet også. Det er lagt opp til følgjande løysingar for energisentral i dei ulike områda: Sjøvassopptak Sjøvassopptaket inneheld pumper for å hente opp sjøvatn, titanvekslarar for å overføre energi frå dette til ferskvassbasert stamnett og sirkulasjonspumper for stamnettet. Huset er på ein etasje. Sjøvasspumper er plassert i ein kumme for å få desse lengst mogleg ned i høve til vassflata. Vekslarhuset innehalde også energisentral for område 4. Område 1: Campus Fosshaugane Området er vurdert til å ha eit samla effektbehov på kw dekka av eksisterande kjelar og ny varmepumpe. I tillegg kjem leveranse på kw til eit eventuelt kjøpesenter i Nedrehagen. Effekten er dekt inn slik: Type Kjelde Tal Storleik Sum Grunnlast Varmepumper kw kw Spisslast Eksisterande elektrokjelar kw kw Reserve Eksisterande oljekjelar kw kw Reserve Eksisterande gasskjel kw kw Sum tilgjengeleg effekt kw Samla effektbehov kw Minimumskrav frå N-1-kriteriet kw

7 Varmepumper 2x1200 kw energisentral Campus Område 2: Sentrum Området er vurdert til å kunne få eit samla effektbehov på kw dekka av nye kjelar og varmepumpe. Effekten skal dekkast inn slik: Type Kjelde Tal Storleik Sum Grunnlast Varmepumper kw kw Spisslast Eksisterande elektrokjelar kw kw Spisslast Ny elektrokjel kw kw Reserve Ny elektrokjel kw kw Reserve Eksisterande oljekjel kw 150 kw Sum tilgjengeleg effekt kw Samla effektbehov kw Minimumskrav frå N-1-kriteriet kw Energisentralen er plassert i tilknyting til dei to største energibrukarane, SHOS (Sogndal Helse og Omsorgsenter) og Sogningen storsenter. Fjordenergileveransen til SHOS bygget skal vere klart vinteren 2016 Område 3: Nestangen Folkehøgskule, næringsbygg og potensielt utbyggingsområde. Området er vurdert til å kunne ha eit samla effektbehov på 600 kw. Energisentralen er plassert i tilknyting til Sogndal Folkehøgskule og vil i første omgang verte utbygd som frittståande løysing med samanknyting til resten av nettet i seinare fase. Effekten skal dekkast inn slik: Type Kjelde Tal Storleik Sum Grunnlast Varmepumpe kw 300 kw Spisslast Ny elektrokjel kw 300 kw Reserve Ny elektrokjel kw 300 kw Sum tilgjengeleg effekt 900 kw Samla effektbehov 600 kw Minimumskrav frå N-1-kriteriet 900 kw

8 Område 4: Granden Området har i dag eit samla effektbehov på 600 kw, men dette er venta å auke i samband med renovering/ombygging av eksisterande bygningsmasse i området. Effekten skal dekkat inn slik: Type Kjelde Tal Storleik Sum Grunnlast Varmepumpe kw 600 kw Spisslast Ny elektrokjel kw 700 kw Reserve Ny elektrokjel kw 300 kw Sum tilgjengeleg effekt 1600 kw Samla effektbehov 900 kw Minimumskrav frå N-1-kriteriet 1200 kw Energisentral med første varmepumpe er plassert i same bygg som sjøvassopptak og vekslar. Elektrokjel er plassert hjå kunde Distribusjonsnett Distribusjonsnettet vil som hovudregel bestå av isolerte stål- eller plastrør for tur/retur varmt vatn, og uisolert tur/retur plastrør for kjøling. For nokre bygg kan eventuelt kjøling forsynast direkte frå stamnett. Varmedistribusjon er også lagt i felles grøft med dette der det er naturleg. Figur 1. Eksempel fjernvarmerør Tracé for distribusjonsnettet er vist i figur 8. Plassering er gjort med utgangspunkt i kundegrunnlag, vegnett og anna infrastruktur. Ferdig utbygd er det rekna med 2800 meter varmt distribusjonsnett og 2800 meter kaldt distribusjonsnett meter stamnett kjem i tillegg. Dei ulike netta vil i varierande grad gå i felles grøft.

9 Figur 2. Hovudlinjer i fjernvarmenett Fase 1 omfattar ferdig : Utbygging av bygning og sjøleidning for sjøvassopptak som dekkar heile prosjektet, men installering av utstyr berre for fase 1. Bygningen for sjøvassopptak/vekslarhus er som påbygg til Nortura sin fyr-/verkstadbygning Delvis utbygd energisentral på Granden for å dekke behovet til nybygget til Fjordlinje Eigedom Utbygging av stamnettet fram til Fosshaugane Campus med kummar for seinare avgreiningar til andre energisentralar, Sentrum og Nedrehagen Utbygging av energisentral for Fosshaugane Campus og andre bygg på Fosshaugane. Distribusjonsnett på Fosshaugane til Høgskulen Sogn og Fjordane, Sogndal Fotball Campus, Sogndal Vidaregåande skule, Sogndal Ungdomsskule og på Granden til Fjordlinje Eigedom sitt nybygg, Sjøkanten. Fase 2. Fase 2 er no starta opp med prosjektering av energiforsyning til Sogndal Kommune SHOS- bygg (alders og sjukeheim). Dette er planlagt ferdig i 2016 Dette er ein del av stamnettet til Sogndal Sentrum. Vidareføring av stamnett, energisentral og distrubusjonsnett i Sogndal Sentrum og Nestangen kjem etter kvart som ein får tilstrekkeleg med kundar i desse områda. Installasjon av fleire varmevekslarar i vekslarhuset på Granden og oppdimensjonering av energisentralen og vidareføring av distribusjonsnett på Granden vil komme når det vert ny utbygging/ ombygging av verksemder på Granden/Stedje.

10 Produksjon av varme og kjøling er gjennomført første år 2014 fase 1. VARME KULDE Energitype Energisalg Energisalg kwh kwh Januar Februar Mars April Mai Juni Juli August September Oktober November Desember SUM