Sluttrapport for Gartneri_I

Transkript

1 PROSJEKT FOR INNSAMLING AV ERFARINGER OG DRIFTSDATA FRA PILOTANLEGG BIOBRENSEL OG VARMEPUMPER I VEKSTHUS. Sluttrapport for Gartneri_I Innledning om gartneriet (NGF) Gartneriet ligger i Trøndelag. Veksthusanlegget er ca 3000 m2 med produksjonsareal og utsalg/gårdsbutikk. I tillegg finnes lager og arbeidsrom pluss fyranlegg. Veksthus, form, tekkemateriale areal Veksthuanlegget består av 4 permanente hus bygd sammen i en blokk + enkle plasthus. Veksthusene er dekket med acrylplater og alle avdelinger har gardiner. Teknisk standard og at byggemåte med alle hus i en rektangulær blokk, gjør at gartneriet i utgangspunktet har et lavt varmebehov. Beskrivelse av fyranlegg Fyranlegget besto tidligere av elektrokjele og oljekjele. Våren 2009 ble det satt inn en luft til vann varmepumpe med avgitt varmeeffekt på 150 kw. Se vedlegg 10 Rapport_VPveksthus_NGF_2010 av Jørn Stene, COWI AS for detaljert beskrivelse. Driftsform Virksomheten er basert på produksjon av blomster og planter for engrossalg og i eget utsalg. Mye produksjon er rettet mot sesongene vår og jul. Utsalget har åpent hele året. Tidligere energiforbruk og kilde. I 2007 var totalt energibehov for gartneriet kwh. I 2010 var dette redusert til kwh, - en reduksjon på 24% var et kaldt år. Begrunnelse for valg av teknologi Eierne så nødvendigheten av alternativ energiforsyning. Gartneriet har i flere år deltatt i en gruppe sammen med andre gartnere i tett energioppfølging. Gartneren fant gjennom dette arbeidet ut at varmepumpe ville være egnet for sitt gartneri. 1

2 Prosjektet Gartneren inngikk et samarbeid med AF-gruppen som prosjekterte anlegget Energioppfølging er gjennomført gjennom hele 2009 og 2010 med ukentlige avlesninger og beregning av forbruk for alle energibærere. COWI AS v/jørn Stene har på oppdrag fra NGF, gjennomført befaring og laget en rapport for Gartneriet. Se vedlegg_10 Regnskap Prosjektet kostet brutto og fikk kroner i støtte fra Enova. Netto gir det en spesifikk kostnad på 4113 kroner pr kw. Byggeperiode Firmaet AF-gruppen tok det fulle og hele ansvar for installasjon og igangkjøring. Pumpen ble levert som en enhet og ble montert på fundamenterte søyler utenfor veggen av fyrrommet. Etter noen tid fant en det nødvendig å montere en tank på tursiden for å ha litt buffer ved avriming av utedelen. I ettertid er det også montert en mindre tank på retursiden. Varmepumpen er montert på retursiden av ringledningen. Alt vann går deretter gjennom elektrokjelen for eventuell ekstra temperaturløft. Oljekjelen er normalt ikke koplet inn i varmekretsen. Drift Daglig drift av anlegget er svært enkel. Det er gartneriets klimacomputer som ber om en viss rørtemperatur. Ved temperaturer under -10 slås varmepumpa av. Virkningsgraden er da ikke spesielt god og driftstrykket er så høyt under disse betingelsene at det er bedre å stenge pumpen. Varmebehov og forbruksprofil Dimensjonering. Her ser vi hva de andre pilotgartneriene har installert. 2

3 Kjærnsrød Guren Hauer Vaage Laanke de Haes Bredeli Hanevold Drivstua Gjennestad Daljit Sandaker Effekt på varmekilde Veksthusareal kw/da Gangtid 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. Dekningsgrad varme Bredeli 61 % de Haes 77 % Drivstua 55 % Guren 41 % Hanevold 17 % Hauer 91 % Kjærnsrød 93 % Laanke 99 % Vaage 74 % 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. 3

4 kwh Varmebehov pr uke, sortert uke Kurven viser at ved 15 timers daglig gange ved oppgitt effekt er det kapasitet til å dekke 39% av behovet den kaldeste uka i året. Kurven viser også at det skulle vært teoretisk mulig å dekke hele varmebehovet i 32 av årets uker. I praksis må varmebehovet dekkes innenfor en tidsramme på et par timer. Det har fungert godt med innshunting av spisslast. Energiforbruk: I gjennomsnitt har gartneriet I brukt 371 kwh pr m2 veksthus i året. T ota lt e ne rgiforbruk Ga rtne ri kw h/m2 og å r A 657 B 641 C 628 D 616 E 550 F 520 G 518 H 503 I Totalt energiforbruk i kwh/m2 og år A B C D E F G H I Gartneri 4

5 kwh pr m2 i uka 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 I B C D E F G H Gartneri Pr måned fordeler forbruket seg slik : 5

6 kwh pr m2 Total energiforbruk pr måned 100,0 Gass Olje Elkjel Lys Teknisk strøm varmepumpe Snitt alle gartnerier i prosjektet 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 jan feb mar apr mai jun jul aug sep okt nov des Kurven over viser at Gartneri I gjennomgående forbruker mindre enn de andre gartneriene i prosjektet. Med mer normale vintre enn de siste årene, vil antaglig dekningen i januar til mars kunne bli høyere. 6

7 kwh/ukem2 Fordeling all energi pr måned, Gartneri I i 2010 des 15 % jan 19 % nov 14 % feb 10 % okt 9 % sep 4 % jul 2 % mai 8 % apr 6 % mar 10 % aug 2 % jun 1 % Fossil energi Nedenfor vises andelen fossil energi for dette gartneriet (I) 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 I B C D E F G H A Gartneri El Fossil VP/Bio 7

8 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 % I B C D E F G H A Som grafene over viser, bruker gartneriet kun 9% fossil energi. Tilsvarende leveranse av fornybar varme blir da Varme fra VP/Bio Ga rtne ri kw h/m2 og å r A 508 B 472 C 438 D 336 E 310 F 209 G 185 Dette ga rtne rie t 151 H 80 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. 8

9 kwh Ga rtne ri Ga ngtid, time r A Bio B Bio C Bio I Vp E Bio F Bio G Vp H Vp D 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. Spisslast Forhold mellom spisslast og grunnlast (fornybar) Spisslast fornybar Tid, uker 9

10 Spisslasten er større en grunnlast i 17 uker. Maksimal spisslastleveranse på en uke er kwh. mens største ukeleveranse av fornybar varme er kwh. Kaldeste uka gikk det med kwh. Det betyr at 56 % av maksimalt effektbehov teoretisk kan dekkes med fornybar varme under gitte betingelser. Buffertank Figuren over og tallgrunnlaget viser at i 19 uker leverer anlegget mindre enn 60 % av antatt mulig. Det er rimelig å tro at i disse ukene ville en buffertank kunne bidratt vesentlig til bedre gangtid. Hvis varmepumpa i disse ukene kunne levert like mye som 90% av maks, betyr det kwh ekstra varme og tilsvarende redusert bruk av spisslast. Det ville betydd 1252 timer ekstra gangtid. Virkningsgrad varmesentral Årsvirkningsgraden(COP) har vært 2,9 i I perioden mai-august har vi beregnet virkningsgraden til 3,6. Økonomi Forutse tninge r Be re gne t va rme pris for fornyba r va rme Effekt 150 kw Strøm 20,4 øre/kwh Rentefot 6 % Drift 3,1 øre/kwh Levetid 15 år Vedlikehold 2,0 øre/kwh Kapitalkostnad som andel a Årsvirkningsgrad 270 % Kapitalkostnad 11,8 øre/kwh Timekostnad 300 kr/t Sum varmekostnad 37,2 øre/kwh Strømpris 0,55 kr/kwh Vedlikehold pr år Driftsarbeid, timer pr år kr 52 timer Inve ste ring Brutto investering kr Investeringsstøtte kr Netto investering kr Årlige kapitalkostnader kr Netto investering pr kw kr/kw 10

11 Fordeling varmekostnader 32 % 5 % 54 % Brensel Drift Vedlikehold Kapitalkostnad 9 % 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 189 kg/år Redusert SO2 314 kg/år 11