Generelt om energi og energibruk i landbruket Ulike former for bioenergi Landbrukshelga 21.januar 2012 Erik Eid Hohle - Energigården
ENERGIGÅRDEN www.energigarden.no 6 SENTER FOR BIOENERGI Kurs, undervisning og øvelser Prosjektering og konsulenttjenester Guidede turer/ omvisninger og demonstrasjoner Informasjonsmateriell, fagbøker m.v. Produksjon, foredling og bruk av bioenergi og annen fornybar energi Eidsalm gård - 2760 Brandbu Norge tlf +4761336090
1. Forsøksfelt med energivekster 2. Forsøksfelt for oljevekster 3. Skogsmaskiner og terrengtransport av virke. 4. Produksjon, lagring og transport av skogsflis 5. Vedproduksjon 6. Tørking og lagring av biobrensler 7. Tørkeanlegg for korn, oljefrø, erter mm 8. Biobrenselanlegg og flissilo 9. Solvarmeanlegg for varmluft og varmtvann 1 10. Våningshus med flisfyrt sentralvarme 11. Oljepressing og biodrivstoff. Vedovner, pelletskaminer etc. 12. Biodrivstoffdrevne kjøretøyer 13. Kurs og seminarlokaler. Kontorer, studierom og fagbibliotek 14. Energistien 15. Biogassanlegg for varme- og el-produksjon 16. Temautstillingen Bioenergi miljø, teknikk og marked 17. Drivhuset med møte- og seminarrom i det grønne. 3 12 3 14 12 13 11 9 6 8 16 10 5 16 15 17 10 10 4 7 3 12 2
Praktisk opplæring
Teoretisk opplæring i bioenergi
Fagbok i bioenergi Bioenergi miljø, teknikk og marked første nordiske og europeiske samlete fagbok om bioenergi 20 forfattere 300 illustrasjoner 400 sider utgitt av Energigården i 2001
Bioenergiregionen Hadeland - Kompetanse- og utviklingsregion for bioenergi Kompetanse- og utviklingsregionen - Bioenergi i teori og praksis - Informasjon om bioenergi - Industrilauget - FoU-programmer - Studie-programmet - Bioenergiguiden - Brensel- og varmeenterprenører - Andre lokale bioenergiaktører ENERGIGÅRDEN Informasjonssenter for bioenergi
Bioenergi en del av kretsløpet og et bærekraftig samfunn Bioenergi lokale løsninger på globale utfordringer
Bioenergi reduserer klimautslippene IDAG Erik Eid Hohle - Energigården
Biomasse-ressurser og bruk av bioenergi Globalt og nasjonalt
Global og nordisk energi status For 2/3 av verdens befolkning er biomasse den eneste, eller viktigste energibæreren Bioenergi (275 TWh) er større enn vannkraft (215 TWh) i Norden 15 % Ikke-fornybar energi 80 % Annen fornybar energi 5 % Bioenergiandel Verden 15 % Sverige 30 % Finland 26 % Norge 7 % 95 % VARME og 5 % kraft
Biomassegrunnlaget globalt Årlig global biomassetilvekst tilsvarer 7 ganger verdens totale energibruk Av dette utnyttes ca. 2% energi. Dette tilsvarer ca. 14000 TWh, eller ca15 % av verdens energibruk
Biomassetilveksten i Norge Total tilvekst: ca. 435 TWh pr. år
Fornybar energi i transportsektoren EU 2010
H 15 TWh ny bioenergi Marked CHPF Ressurser H H = Biovarme CHP = Biobasert kraft/varme H CHF CHPF CHP CHPF = Biobasert kraft/varme og biodrivstoff CHPF
Biovarme på egen gard Beregning av varme- og effektbehov. Beregning av brenselbehov. Prosjektgjennomføring eget gårdsanlegg.
Beregning av varme- og effektbehov
Energi - Effekt Omregning til størrelser brukt i varmesammenheng: Varme = Effekt ganger tid [W*s] 1 kwh = 1 000 W * 3 600s = 3 600 000 J = 3,6 MJ Panelovn 1000 W = 1 kw 1 kw varmeovn på i 1 time = 1 kwh varme
Energienheter kwh kj kcal Toe kilowatt-time kilo-joule kilokalori Tonn oljeekvivalent kwh 1 3600 857 8,62E-05 kj 0,000278 1 0,238 2,39E-08 kcal 0,00117 4,2 1 0,0000001 Toe 11600 41 900 000 10 000 000 1 Prefiks Faktor Eksempel k kilo 1000 kwh M mega 1 000 000 MWh G giga 1 000 000 000 GWh T tera 1 000 000 000 000 TWh
Beregning av varme- og effektbehov Varmebehovet vil variere med type bygg og bruk. Varmebehovet vil også si noe om effektbehovet. Betydelig forskjell i effektbehov mellom gamle og nye bygninger. På bakgrunn av beregnet varme- og effektbehov vil man få en riktig dimensjonert biobrenselkjel.
Hvordan beregne varmebehovet? Erfaringstall, f. eks årlig forbruk av ved/strøm eller olje til oppvarming. Ved nybygg benyttes gjerne normtall. Vurdere ENØK-tiltak, f. eks bytte gamle vinduer.
Eksempel på beregning av varmebehov Kjent varmebehov: Kyllinghus 258 000 kwh Ukjent varmebehov: Våningshus,200 m 2 á 120 kwh/m 2 24 000 kwh Effektbehov: - 30-100 W/m 2 Garasje/verksted, installasjon av viftekonvektor 10 000 kwh Korntørke, 1 m 3 årlig fyringsoljeforbruk 8 000 kwh Sum varmebehov Finnes det muligheter for salg av varme?? 300 000 kwh
Beregning av brenselbehov
Kartlegging av aktuelle biobrenselressurser Hvilket biobrensel er aktuelt for gården? Ved, skogsflis, pellets, briketter eller halm
Hvilket biobrensel er aktuelt for gården? Ressurstilgang Til vurdering: Aktuelle tilgjengelige biobrenselressurser Produksjonskostnader for disse Brenselkvalitet tilpasset varmesentralene Logistikk; transport, lagring og håndtering Ressursbehov Behov for eksterne brenselråvarer? Pass på riktig tilpasset brenselkvalitet!
Eksempel: Årlig flisbehov Varmekunde : 300 000 kwh 10 % nettap: 30 000 kwh Sum biovarme 330 000 kwh Flisbehov 440 lm 3 (750 kwh/lm 3 ) Virkningsgrad kjel 85 % Flisbehov inkl virk.grad 520 lm 3
Prosjektgjennomføring eget gårdsanlegg
Plassering av varmesentral Finnes det aktuelle fyrrom? Etablere frittstående anlegg i form av containerløsning eller bygge eget fyrhus? Viktig å tenke logistikk! Biobrenslet skal lagres og håndteres så rasjonelt som mulig. Lurt å ha gjort seg opp en mening om plassering av varmesentral. Dra på befaring til relevante anlegg og innhent forslag fra leverandører.
Prosjektgjennomføring Innhent pristilbud fra flere leverandører viktig å vite hvor stor kjel du skal ha! Er man usikker på hvor stort varme- og effektbehov man har kan det være vel anvendte penger å engasjere en konsulent. Spesielt viktig å innhente pristilbud på fjernvarmerør og rørlegging store forskjeller i markedet! Bruk tid på å vurdere teknologier og krav til brenselkvalitet, alternative utforminger av anlegg, fyringsøkonomi og komfort anlegget skal ha en levetid på minst 15 år! Finansiering finnes det lokale næringsfond eller andre muligheter for støtte utover Bioenergiprogrammet til Innovasjon Norge?
Veiledningsmanualer prosjektgjennomføring Norsk Bioenergiforening, SNV og Energigården har gitt ut veiledningsmanualer: Veien til biovarme Gardsvarmeanlegg en byggeveileder
Oppsummering Beregning av varme- og effektbehov er nødvendig for å få rett kjelanlegg installert. Beregning av brenselbehov er nødvendig for planlegging av brensellogistikk. Viktig å få rett brenselkvalitet i forhold til valgt kjelteknologi! Plassering av varmesentral mtp logistikk.
Biovarme
Innhold Bioenergi som energiressurs Flis som biobrensel Brenselproduksjon og logistikk Biobrenselanlegg energiproduksjon og teknikk Investeringer og økonomi
Biovarme. fra stubbe til varme rom
Biovarmeanlegg
Brenselproduksjon Trommelhogger Skivehogger
Naturlig tørking av virke Luftige og solrike plasser er godt egnet for naturlig tørking. Etablering av tømmerlunna i april/mai, tildekking med GROTpapp før høstregnet begynner.
Naturlig tørking
Brennverdi kwh/kg Brennverdi for biobrensler 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Pellets Briketter Tørr flis og bark. Rivnings- Virke. Ved Fuktig flis og bark 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Fuktighet i % Vann
Skrueinnmating mindre flisfyringsanlegg NB! Fliskvalitet og anlegg må være tilpasset hverandre
Brenselinnmating For mindre anlegg er sirkelmater mest vanlig. Sirkelmateranlegg er betydelig billigere og passer best når brenselet ikke er fuktigere enn maks 35 %.
Brenselinnmating For større anlegg brukes som regel stangmater. Det er robust for brensler opp til 60 % fuktighet. Uansett utmatingsprinsipp, er riktig brenselkvalitet avgjørende for driftssikkerheten!
Brenselssilo Lagerkapasiteten bør være stor nok til at kjelen kan gå på maks effekt over sammenhengende helligdager, f. eks jul eller påske. Viktig at siloen utformes praktisk i forhold til flisleveransen (side eller baktipp?)
Prefabrikerte anlegg 40 1000 kw Flissilo og fyrrom i samme bygg Priseksempel : 100 kw 550 000 kroner (2008) komplett ferdig montert
Eksempeler på biovarmeanlegg basert på flis
Bygging av et containermonter flisfyringsanlegg
Legging av nærvarmerør
Prefab. Varmesentral (150 kw) forsyner 3 4 bygg + tørke
Oppstart høsten 2004. Samlet kostnad inkl. fjernvarme, hussentraler mv. 750.000,-
Ved som brensel
Vedkjel
Vedkjel - forbrenning Kilde: Calmar V33, Hallenstvedt AS
Dimensjonering av vedkjelanlegg Kjeleffekt bør være minimum 2 x maks effektbehov. Viktig med riktig dimensjonert akkumulatortank i forhold til kjel. Tanken må være stor nok til å kunne lagre varmen produsert i et ilegg, dvs ikke nødvendigvis dimensjoneres i forhold til kw eller m 2. Eks: vedinnlegg 225 liter, dårlig ved 2,5 m 3 akk.tank Bjørkeved 4 m 3 akk.tank Vurdere nytten ved å investere i større kjel og tank enn hva som er nødvendig, f. eks hvis mye borte fra boligen.
Utforming av anlegg Lett tilgang på ved og kjel tenk logistikk! Unngå trapper eller terskler i fyrrom. Ved på paller og bruk av jekketralle er en god løsning. Fordel om kjel kan ta lang ved (60 cm+) Fyrrommet må være egen branncelle, husk å sjekke pipen.
Innhold Halm som brensel egenskaper og kvalitet Gjennomgang av halmfyringsanlegg
Halm Brutto energiinnhold: 4 200 kwh/tonn (17 % fukt.) Produksjonskostnad 8-12 øre/ kwh eller 35-50 øre/kg Tradisjonell regel: Uttak av halm fra det samme skiftet hvert 3-4.år Høyt innhold av alkalimetaller, gir mye aske (3-5 %) og slagging pga lavt smeltepunkt. Lagring: Under presenning eller stolpehus voluminøst brensel.
Porsjonsfyrte halmfyringsanlegg Kjeleffekt bør være minimum 2 x maks effektbehov. Manuell fyring, innlegg av brensel 1-2 ganger daglig avhengig av utetemperatur. Akkumulatortank nødvendig for optimal forbrenning og varmelagring. Aske fra halm kan spres på jordet.
Porsjonsfyrte halmfyringsanlegg
Porsjonsfyrte halmfyringsanlegg