Sluttrapport for Gartneri C

Transkript

1 PROSJEKT FOR INNSAMLING AV ERFARINGER OG DRIFTSDATA FRA PILOTANLEGG BIOBRENSEL OG VARMEPUMPER I VEKSTHUS. Sluttrapport for Gartneri C Innledning om gartneriet (NGF) Gartneri C ligger i Nord-Trøndelag. NN overtok bruket etter sine foreldre og har bygget opp veksthusanlegget fra starten i Veksthusanlegget er ca 1000 m2 med produksjonsareal og utsalg/gårdsbutikk. I tillegg finnes lager og arbeidsrom pluss fyranlegg. Veksthus, form, tekkemateriale areal Veksthuanlegget består av 3 permanente hus + enkle plasthus. Gården har drevet tradisjonell planteproduksjon med vekt på potet i tillegg til korn. De siste par år har potetproduksjonen blitt kraftig redusert. Gartneriet produserer kun for eget salg til lokalmarkedet. Beskrivelse av fyranlegg Fyranlegget besto av en oljekjel på 90 kw og elektrokjele på 90 kw. Disse to kjelene er litt for små til å dekke bedriftens behov på kalde dager etter utvidelse med nytt veksthus og butikk.. Nytt fyranlegg er en Maxicont 220 fra Veto. Dette er en Veto kjele bygget i container med integrert silo på 26 m3, skorstein og askekasse. Siloen har sirkelmater. Forbruk flis i 2010 : 1154 lm3 Anlegget er levert av Hallenstvedt AS. Anlegget er beregnet på å brenne flis med mindre enn 35 % fuktighet.

2 Fyringsanlegget med fyrrom og flissilo. Eieren ved flislageret.

3 Driftsform Virksomheten er basert på produksjon av blomster og planter for salg i eget utsalg. Mye produksjon er rettet mot sesongene vår og jul. Utsalget har åpent hele året. Begrunnelse for valg av teknologi Eierne så nødvendigheten av alternativ energiforsyning. Det er noe skog til eiendommen og en så for seg mulighet for å utnytte noe av denne ressursen. Dessuten ønsket en total uavhengighet av strøm. Som nevnt over var kapasiteten på eksisterende fyranlegg i minste laget. Det ble vurdert ulike løsninger for å endre på dette og en valgte å installere et flisfyrt anlegg i container som skal dekke hele behovet til gartneriet, 1 leilighet og korntørke/flistørke. Containerløsning ble valgt fordi eksisterende fyrrom, som ligger i låven, ikke har plass til ny fliskjele. Også i forhold til trafikk av kunder på tunet foran veksthusene ønsker man å plassere fyranlegget på andre siden av fylkesveien. Det vil gjøre fylling av flissilo svært enkel, men vil kreve at man borer seg under veien og legger fjernvarmerør over gårdstunet og inn i veksthus og lager. Prosjektperiode Gartneri C var blant de første som tok kontakt med NGF i 2007 for å få hjelp til søknad og prosjektering. Søknad ble sendt Enova rett før utløpet av Tilbudet om støtte derfra var for dårlig til at prosjektet kunne realiseres og ny søknad ble sendt Innovasjon Norge i juni 2008 og prosjektet ble realisert høsten Energioppfølging er gjennomført gjennom hele 2009 og 2010 med ukentlige avlesninger og beregning av forbruk for alle energibærere. Budsjett Prosjektet er budsjettert til NOK. Hallenstvedt leverte kjelanlegget av typen Maxicont 220. Byggeregnskapet viser en total kostnad på kroner. Dette er en overskridelse på kroner Innovasjon Norge støttet prosjektet med kroner. Dette tilsvarer 30% av faktiske kostnader. Arbeidsledelse ansvar Gartneri C stod selv for arbeidsledelsen under byggingen av anlegget. Tidsplan Framdriften under byggearbeidene var tilfredsstillende. Grunnarbeid Utført i egen regi.

4 Rørlegger Utførte kun tilkobling av rørene da containeren med fyringsanlegget ble heist på plass. Elektriker Utførte kun tilkobling av strømtilførselen da containeren med fyringsanlegget ble heist på plass. Styring- automatikk Ferdig montert fra leverandøren av flisfyringsanlegget (Hallenstvedt). Innkjøring Utført av Hallenstvedt. Feilretting Kun justering av lufttilførsel til kjelen var nødvendig. Drift Stemte dimensjoneringen? Flisfyringskjelen klarer ikke å oppnå utlovet effekt. Dette kan delvis skyldes at flisa har vært råere enn anbefalt. Driftsstans Gummiforing satt fast i mateskruen ved et tilfelle. Fjærene på sirkelmater har brukket. Grov rivingsflis førte til problemer i starten. Gikk over til hogget skogsflis etter hvert, noe som har fungert betydelig bedre. Buffertank Oljekjelen har en buffertank som benyttes (200 liter). Men egentlig overflødig. Sirkulasjon i rør Energimåleren har en for liten rørdimensjon som struper vannsirkulasjonen. Gangtid Ok.

5 Daglig drift Flisforsyning I det første driftsåret ble rivingsflis benyttet, da det var begrenset tilgang på skogflis i området. Dette medførte mange driftsstans grunnet for høy fuktighet og stikkere i flisa. Senere anskaffet Gartneri C en egen flishogger til hogging av rent stammevirke. Denne flisa har fungert tilfredsstillende. I tillegg har en entreprenør blitt innleid til å flishogge grovt virke. Feiing-askehåndtering Tidsforbruk Ok, lite arbeid. Feier ca 10 ganger i løpet av året. Hver feiing tar ca. 1 time. Askemengde Økende. Deponering spredning Lagres foreløpig. Flishåndtering Logistikk Flishogger inn i et mellomlager. Fyller videre til flissiloen med skuffe i frontlasteren på traktoren. Skuffevolum 1800 liter. Volum i flissilo 26 m 3. Fyller vanligvis ca 24 m3. Bestilling og leveranse Kjøper inn virke til egen flisproduksjon. Tidsforbruk 0,5 1,0 time per fylling. Driftsstans pga. fliskvalitet Grov rivingsflis førte til problemer i starten. Gikk over til hogget skogsflis etter hvert, noe som har fungert betydelig bedre. Tekniske feil med varmesentral Syklonmotoren har ikke fungert optimalt. Daglig ettersyn Tidsforbruk til faglig ettersyn begrenser seg til totalt 25 timer per år.

6 MWh Varmebehov og forbruksprofil Dimensjonering. I prosjekteringen ble det lagt til grunn at flisanlegget skulle levere 100 % av varmebehovet. Dette har vist seg å holde stikk. Her ser vi hva de andre pilotgartneriene har installert. Installert effekt på fornybar varmekilde Kjærnsrød Guren Hauer Vaage Laanke de Haes Bredeli Hanevold Drivstua Gjennestad Daljit Sandaker Effekt på varmekilde Veksthusareal kw/da Årsproduksjon Gartneri C Årsproduksjonen fra biobrenselkjelen i år 2009 og Figuren illustrerer at produksjonen økte betydelig fra 2009 til Det var forventet at en skulle ta ut ca kwh av bioanlegget. I 2010 leverte anlegget ca kwh. Dette viser at prosjekteringen var urealistisk. Riktignok er ennå ikke korntørka tilkoplet og en må også ta med i betraktning at Gartneri C ikke klarer å ta ut stipulert effekt på 220 kw.

7 kwh Gartneriet har ikke hatt behov for å bruke spisslastkjelen så det kan tenkes at temperaturkravet er justert ned i forhold til det en forventet. Vanligvis beregner vi en teoretisk varighetskurve for å finne en fornuftig dimensjonering av fliskjel eller varmepumpe. En ønsker ofte at fliskjelen skal dekke 90% av årsvarmebehovet og varmepumpe 80%. Samtidig vil vi at kapitalkostnaden skal være så lav som mulig pr levert kwh. Det taler for en liten fyringssental som kan gå mange timer på full effekt. Gjennom dette prosjektet har vi registret varmeforbruket hver uke gjennom hele året og slik sette skaffet oss en faktisk og konkret varighetskurve. Riktignok på ukebasis og ikke pr time som kunne vært ønskelig. Tallene er sortert med høyeste energibehov først vises med blått i figuren under. I samme graf er det tegnet inn en grønn linje som viser mulig levert fornybar varme fra kjelanlegget forutsatt en gitt gangtid pr døgn Varmebehov pr uke, sortert uke Kurven viser at selv ved kun 12 timers daglig gange ved oppgitt effekt er det kapasitet til å dekke behovet den kaldeste uka i året. Nå viser erfaringen at kjelen her IKKE har klart å levere mer enn ca 170 kw. Dette viser også at det er viktig å få oppgitt under hvilke forutsetninger kjelen effekt er oppgitt. På forhånd var det forventet at en skulle ta ut ca kwh av biobrenselanlegget på årsbasis. I 2010 leverte anlegget ca kwh. Dette viser at prosjekteringen var urealistisk. Riktignok er ennå ikke korntørka tilkoplet og en må også ta med i betraktning at Gartneri C ikke klarer å ta ut stipulert effekt på 220 kw.

8 kwh pr m2 i uka Gartneriet har ikke hatt behov for å bruke spisslastkjelen så det kan tenkes at temperaturkravet i veksthusene er justert ned i forhold til det en forventet under prosjekteringen. Energiforbruk: I gjennomsnitt har Gartneri Cbrukt 584 kwh pr m2 veksthus i året. T ota lt e ne rgiforbruk Ga rtne ri kw h/m2 og å r Ga rtne ri C 657 B 641 A 628 D 616 E 550 F 520 G 518 H 503 I Gartneri C Totalt energiforbruk i kwh/m2 og år B A D E F G H I Gartneri Fordeling mellom lys og varme: 14,00 Gjennomsnittlig uke-forbruk av lys og varme 12,00 10,00 3,82 3,46 1,59 2,55 3,70 0,54 8,00 6,00 2,02 3,35 Lys Varme 4,00 2,00 0,00 A B G D E F Gartneri C H Gartneri

9 kwh pr m2 Pr måned fordeler forbruket seg slik : Total energiforbruk pr måned 120,0 Gass Olje Elkjel Lys Teknisk strøm flis Snitt alle gartnerier i prosjektet 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 jan feb mar apr mai jun jul aug sep okt nov des Kurven over viser at Gartneri C forbruker noe mer enn de andre gartneriene i prosjektet. Her må vi nevne at et par av deltakerne har klart å redusere forbruket dramatisk på andre måter enn ved konvertering. Gartneri C stenger biokjelen i juni, juli og august først og fremst fordi det er lite planteproduksjon. Fordeling all energi pr måned, Gartneri C i 2010 des 15 % jan 16 % nov 15 % feb 14 % okt 8 % mai 6 % apr 9 % mar 13 % sep 3 % jul jun aug 0 % 0 % 1 %

10 kwh/ukem2 Fossil energi Nedenfor vises andelen fossil energi for dette gartneriet sammenlignet med de andre deltakerne i prosjektet. 14,0 Gjennomsnittlig energiforbruk pr ukekvadratmeter 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 3,7 3,7 0,5 2,2 3,5 0,1 0,0 5,4 6,1 3,5 0,0 8,0 3,2 0,0 7,9 0,6 6,5 8,2 7,9 1,6 1,4 5,0 3,1 1,0 3,8 3,5 1,4 A B E D Gartneri C F G H I Gartneri El Fossil VP/Bio Andel fossil energi i forhold til el og VP/Bio 100 % 90 % 80 % 21 % 70 % 60 % 50 % 40 % 9 % 0 % 0 % 1 % 0 % 15 % 13 % El Fossil VP/Bio 30 % 20 % 10 % 10 % 0 % A B E D Gartneri C F G H I Som grafene over viser, bruker ikke Gartneri C lenger fossil energi.

11 Tilsvarende leveranse av varme blir da Varme fra VP/Bio Ga rtne ri kw h/m2 og å r A 508 Ga rtne ri C 472 C 438 D 336 E 310 F 209 G 185 H 151 I 80 Buffertank Gartneri C hadde planlagt å montere en buffertank i anlegget. Siden flisanlegget dekker behovet helt og fullt på de kaldeste dagene, er det ikke behov for buffertank. Eneste gevinsten vil være om en kunne fyrt hver 3-4 dag om sommeren hvis produksjonsopplegget endrer seg. Gangtid Med uttrykket gangtid mener vi det teoretisk antallet timer anlegget måtte gå på full effekt for å levere gitt energimengde på årsbasis. Noen bruker også Driftstid om det samme. Ga rtne ri Ga ngtid, time r A Bio Gartneri C-Bio B Bio D Vp E Bio F Bio G Vp H Vp I Vp Gangtiden sier ofte noe om økonomien i prosjektet. Høy gangtid gir mange timer å fordele kapitalkostnadene på. Erfaringer gjennom dette prosjektet antyder at gangtid omkring 3000 timer veldig ofte gir god lønnsomhet.

12 Effektuttak biobrenselkjel 70,0 % Effektuttak Gartneri C 60,0 % 50,0 % 40,0 % 30,0 % 20,0 % 10,0 % 0,0 % Effektuttak i perioden Grunnet en feil med avlesingen ble ikke perioden rundt årsskiftet 2009/2010 riktig registrert. En ser tydelig variasjonen over året. Virkningsgrad biobrenselkjel Virkningsgrad og effektuttak Gartneri C Virkningsgrad Maks registrert effektuttak ift. installert 100,0 % 80,0 % 78,3 % 60,0 % 54,9 % 40,0 % 20,0 % 0,0 % Årsvirkningsgrad og maks registrert effektuttak ved Gartneri C.

13 Fuktighetsprosent Årsvirkningsgraden er lav kun 54,9 %. Dette kan ha flere årsaker, men hovedårsakene er sannsynligvis for lavt effektuttak på anlegget og for høy flisfuktighet i deler av året. En lav virkningsgrad påvirker driftsøkonomien, da det forbrukes unødvendig store mengder flis. Fuktighet, fraksjon og brennverdi flis 45,0 % 40,0 % Flisfuktighet Gartneri C 39,1 % 35,0 % 30,0 % 25,0 % 20,0 % 15,0 % 13,6 % 10,0 % 5,0 % 0,0 % Flisfuktighet hos Gartneri C ved prøvetaking i oktober 2009 og juni Betydelig tørrere flis ved siste prøvetaking. Siden alt virket er tørket naturlig, tyder det på at virket som ble benyttet høsten 2009 hadde en for kort og/eller ugunstig tørkeperiode. Den høye fuktigheten påvirker garantert virkningsgraden i fyrkjelen.

14 Prosentandel 45 Flisfraksjon Gartneri C M3,15 M8 M16 M31,5 M45 M63 S63 Stikker Stikker > 120 Fraksjonsfordelingen viser at hovedtyngden ligger i intervallet 3,15-31,5 mm. Dette er tilfredsstillende for et anlegg av denne størrelsen.

15 Antall flis stikker Gartneri C 9 8 Stikker mm Stikker > 120 mm Stikker kan skape driftsproblemer, spesielt i mindre anlegg. I den europeiske CEN standarden tillates ingen stikker i flisklassene som vanlig å benytte i de små anleggene. Spesielt stikker over 120 mm bør unngås.

16 øre/kwh kwh/kg 6,0 Nedre brennverdi 5,3 5,3 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Rivingsflis Skogsflis Nedre brennverdi for skogflis og rivingsflis, basert på undersøkelser fra dette prosjektet og et lignende, pågående prosjekt ved Skog og landskap. Brenselkostnad 20,00 Brenselkostnad Gartneri C 15,00 10,00 5,00 3,50 15,00 Flishogging Råstoff inkl.transport 0,00

17 Timer per år Brenselkostnaden består av virke, virkestransport og flishogging. Flishoggingen skjer i egen regi, med unntak av en innleid flishogger til å ta grovt virke en gang i blant. Råstoffet er den største kostnaden, og det er grunn til å anta at prisen for energigran og massevirke vil øke de kommende årene. Heltreflis burde være et interessant alternativ, da det er et rimeligere råstoff som det dessuten gis tilskudd fra Statens landbruksforvaltning til å avvirke. Det er imidlertid viktig med tilfredsstillende tørking, samt flishogging med sold for å unngå stikker i flisa. Tidsforbruk 30 Årlig tidsforbruk Gartneri C Feiing og asketømming Brenselfylling Ettersyn og vedlikehold Tidsforbruket påvirker driftskostnaden. Allikevel er det viktig med tilstrekkelig vedlikehold og feiing, da dette er viktig for å oppnå en god virkningsgrad og driftsøkonomi.

18 Økonomi Forutse tninge r Be re gne t va rme pris for fornyba r va rme Effekt 225 kw Brensel 25,5 øre/kwh Rentefot 6 % Drift 3,6 øre/kwh Levetid 15 år Vedlikehold 3,0 øre/kwh and Årsvirkningsgrad 78 % Kapitalkostnad 19,5 øre/kwh Timekostnad 300 kr/t Sum varmekostnad 51,6 øre/kwh Pris biobrensel 0,2 kr/kwh Vedlikehold pr år Driftsarbeid, timer pr år kr 60 timer Inve ste ring Brutto investering kr Investeringsstøtte kr Netto investering kr Årlige kapitalkostnader kr Netto investering pr kw kr/kw Fordeling varmekostnader 38 % 49 % Brensel Drift Vedlikehold Kapitalkostnad 6 % 7 % Beregningen over betyr at hvis alternativ energipris er spart kroner pr år på denne investeringen. 0,685 kr/kw, så har Gartneri C

19 Miljøregnskap Tidligere ble varmen levert både fra olje og elkjel. Hvis regner at all tidligere varme kom fra olje får vi følgende regnskap Levert varme kwh/år tilsvarende netto forbruk olje liter Årsvirkningsgrad oljekjele 80 % totalt redusert oljeforbruk liter /år Redusert CO kg/år Redusert Nox 188 kg/år Redusert SO2 313 kg/år