R a p p o r t Oppdrag: Bioenergisentral i Drangedal bmoppdragsnavn1 Emne: bmemne1 bminit1 Rapport: 26. oktober 2011 Oppdragsgiver: 122176-TVF-RAP-001 Infratech AS / Drangedal kommunale eiendomsforetak Dato: 26. oktober 2011 med tillegg fra Infratech 28.11.2011 Oppdrag / Rapportnr. 1 2 2 1 7 6 / 0 0 1 Tilgjengelighet Begrenset Utarbeidet av: Stig Jarstein Fag/Fagområde: Energi Kontrollert av: Kristoffer Abrahamsen Ansvarlig enhet: Termisk Energi Godkjent av: Stig Jarstein Emneord: Energisentral, fjernvarme Sammendrag: Energisentralen til planlagt fjernvarmeanlegg i Drangedal er tenkt plassert på Stemmen industriområde. Det er knyttet noe usikkerhet til tomtens beskaffenhet og kostnadene med å bygge der. Dette er det tatt høyde for i budsjettet presentert i denne rapporten. I energisentralen vil det etableres en fliskjel for tørr flis på 700 kw og to elkjeler på 350 kw. Fliskjelen dekker anleggets behov for grunnlast, mens elkjelene dekker anleggets behov for spisslast og anleggets behov for reservelast sammen med to eksisterende elektrokjeler plassert hos to fjernvarmekunder. Investeringsbehovet er beregnet til ca. 5 mill. kr. for energisentralen. Dette inkluderer et tørketårn for brannslanger som er estimert til ca. 250 000,-. Det er i disse kostnadene ikke inkludert tilførsel av vann og avløp samt evt. lukking av bekkeløp på tomta. 28.10.2011 Kostnader for bekkeklukking og VA tilknytning 11 TKH FB TKH B1 26.10.2011 Til kommentar 10 stj kra stj Utg. Dato Tekst Ant.sider Utarb.av Kontr.av Godkj.av MULTICONSULT AS Nedre Skøyen vei 2 P.b. 265 Skøyen 0213 Oslo Tel.: 21 58 50 00 Fax: 21 58 50 01 www.multiconsult.no
Innholdsfortegnelse 1. Bakgrunn... 3 2. Tomt... 4 3. Bygg... 6 4. Elektromekanisk- Kjeler, matesystemer, rør og deler... 8 5. SRO... 9 6. Elektro og VVS... 10 7. Budsjett... 111 Vedlegg 122176-RIB-TEG-003 122176-RIB-TEG-004 122176/stj Side 2 av 11
1. Bakgrunn Infratech med Multiconsult som underkonsulent prosjekterer for tiden et fjernvarmeanlegg i Drangedal inkludert distribusjon, kundesentraler og energisentral i betydelig grad basert på flisfyring. Multiconsults oppdrag har vært på energisentralen, og denne rapporten fokuserer på denne. Rapporten er et interimprodukt i prosjekteringsfasen som er en beskrivelse av valgt konsept og ulike detaljløsninger samt et budsjett for investeringen. Dette materialet vil være deler av grunnlaget for kommende gjennomgang i kommunens styrende organer. Energisentralen skal huse fliskjel for dekking av grunnlast, spisslastkjeler, pumper og annen utrustning for drift av et fjernvarmeanlegg. Det er i tillegg vurdert etablert et tørketårn for brannslanger i tilknytning til energisentralen. 122176/stj Side 3 av 11
2. Tomt Det er i dette arbeidet tatt utgangspunkt i at energisentralen etableres på deler av kommunal tomt på Stemmen industriområde. Figuren under viser en energisentral på denne tomta der veien til venstre for bygget går opp mot steinbruddet. Større kart finnes vedlagt i dokumentet 122176-RIB-TEG-003. Figur 1 Energisentral på Stemmen Praktiske transportmessige hensyn tilsier at bygget flyttes så langt øst som mulig på tomta. Tørketårnet skal være ca. 14 meter høyt. I følge plan- og bygningsloven skal avstand til nabogrense være minst halve bygghøyden, det vil si 7 meter. Dermed begrenser tørketårnet utnyttelsen av tomta. Der er ønskelig å kunne levere flis med både sidetipp og baktipp. Høydekotene er vist på figuren. På tomten er det et bekkesøkk og det er noe usikkerhet knyttet til de geotekniske forholdene. Det kommer i dag en større overvannsledning med tilsig av forurensing under vegen og munner ut i tomta for varmesentralen. Traseen og mulige tilsig til ledningen er foreløpig ikke kartlagt eksakt. Det rimeligste vil være å forlenge ledningen i ca 45 m lengde til eksist bekkedrag ned mot Toke, anslått til kr 60.000,- eks mva. Infratech vil heller anbefale at denne ledningen lokaliseres nærmere med sikte på en opprydding og omlegging utenfor tomta for 122176/stj Side 4 av 11
varmesentralen. Vi foreslår at det foreløpig settes av kr 100 000,- eks mva til nærmere kontroll og en omlegging av denne ledningen vekk fra tomta for varmesentralen. Varmesentralen skal tilknyttes kommunalt vann og avløp fra servant. Vann må tilknyttes kommunens vannledning ca 40 m fra varmesentralen. Det er heller ikke avløpsledninger i nærheten av varmesentralen. Kommunen anbefaler derfor at det monteres en enkel prefabrikkert avløpspumpestasjon som pumper mot kommunalt nett i nærheten av kommunens eget lagerbygg. Anslått lengde for pumpeledning med ca 100 m lengde er kr 180.000,- eks mva inkl en minipumpestasjon. Samlet kostnad for vann og avløp er vurdert til kr 240.000,- eks mva Siden Stemmen er planlagt som et attraktivt industriområde er det foreløpig antatt at disse eksterne kostnadene til vann og avløp kan inngå i en mulig oppgradering av industriområdet. Det er i denne fasen ikke gjennomført geotekniske prosjektering av tomta. Det er derfor lagt til en usikkerhet knyttet til tomtearbeider på NOK 550 000,-. 122176/stj Side 5 av 11
3. Bygg Figurene under viser plan og fasade for planlagt energisentral. Flere illustrasjoner vises i vedlagt dokument 122176-RIB-TEG-004. Bygget er planlagt med såpass romslighet og fleksibilitet at en ikke binder seg til en kjelleverandør eller en løsning på transport av brensel eller aske. Sett bort fra tørketårn og silo er byggetsgrunnflate på ca. 110 m 2. Det er videre prosjektert med innvendig fri høyde på 4,5 meter. Figur 2 Energisentral på Stemmen- plantegning 122176/stj Side 6 av 11
Figur 3 Energisentral på Stemmen- fasade syd Bygget består av støpte fundamenter og støpt bunnplate, støpte fundamenter for askekonteiner og skostein. Resten av bygget er en stålkonstruksjon med fasadeelementer. Tørketårnet på 14 meter er tegnet med inngang fra kjelhall. Det kan imidlertid være hensiktsmessig med tilgang utenifra. Dette vil måtte avklares med brannvesenet. Det er leider opp til tak. Tanken er at varm luft fra kjelrommet trekkes opp gjennom tørketårnet. Klimakontrollen er tenkt relativt enkel ved tilluft gjennom ventiler og avtrekk uten noen form for gjenvinning. For å ha kontroll over temperaturen i kjelrommet kan det være aktuelt å styre en vifte plassert tett under taket på tørketårnet for å sikre mot overtemperatur. Flissiloen, en plasstøpt konstruksjon, skal ha en størrelse som gjør at fliskjelen kan gå på maksimalkapasitet i fire dager mellom hver fylling. Størrelsen gjør at en kan unngå fylling på helligdager, alternativt uønsket drift av reservelastkjeler som gir dårligere driftsøkonomi. Siloen plasstøpes med en dybde på ca. 3,5 meter. Lokket over silorommet kan løftes med hydraulikk eller ved vinsjmotorer. 122176/stj Side 7 av 11
4. Elektromekanisk- Kjeler, matesystemer, rør og deler Energisentralen skal dekke fjernvarmeanleggets effekt- og energibehov på henholdsvis 1,12 MW og 2 GWh. Behovet er hentet fra tidligere forprosjekt utarbeidet av Bioen i 2009. Energisentralen bygges opp med følgende kjelkonstellasjon: - 1 stk fliskjel for tørr flis (<35 % fuktighet) 700 kw Kjelen dekker anleggets behov for grunnlast - 2 stk elkjeler på ca. 350 kw hver Kjelene dekker anleggets behov for spisslast To av de planlagte fjernvarmekundene, Stemmenveien 6 og sjukeheimen, har per i dag velfungerende elkjeler som vil kunne startes ved bortfall av effektproduksjon i energisentralen. Effektbehovet til disse to kundene er henholdsvis 200 og 300 kw. Installert effekt i de respektive kjelene er noe mer, men det anbefales at disse kun dekker behovet i de byggene de står. Dersom de skulle levert ut på fjernvarmenettet ville det krevd relativt store investeringer for effekter på denne størrelsen. Ved å bruke de to nevnte elkjelene reduseres behovet for sentralt plassert reservelast, og anleggsbidraget knyttet til strømtilførselen reduseres. Med den viste konstellasjonen med fliskjel og to elkjeler sentralt plassert samt to desentrale kjeler som reserve, har anlegget god oppdekking og kan gi god leveringssikkerhet. I energisentralen vil det ellers monteres ekspansjonsanlegg, to hovedsirkulasjonspumper som går på alternerende drift, vannbehandlingsanlegg, filter og akkumuleringstank. Akkumuleringstanken skal sikre gode driftsbetingelser for fliskjelen ved at en reduserer antall start og stopp i lavlastperioder og bedre utnyttelse av biokjelkapasiteten i perioder når effektbehovet pendler rundt maksimalkapasiteten på biokjelen og derigjennom redusere behovet for spisslast. Foreløpige beregninger viser at det er marginal lønnsomhet ved å installere stort akkumuleringsvolum når energikilden er bioenergi. Nedsidene er økt investering og varmetap fra tanken. Vi har ikke landet på tankens størrelse ennå, men ser at driftsbetingelsene kan forbedres allerede med 5 m 3 akkumuleringsvolum. Dette er satt av plass i energisentralen til 10-15 m 3. For transport av flis fra silo til kjel benyttes skrapematere i siloens bunn kombinert med to stykk skruer. Det benyttes også skruer for transport av aske fra kjel til utendørs plassert askekonteiner. Asken som skilles ut i syklon er så lite volum at en benytter en mindre oppsamlingsenhet plassert under denne som transporteres ut manuelt. Investeringen for den komplette elektromekaniske installasjonen er beregnet til ca. 2,4 mill. kr. 122176/stj Side 8 av 11
5. SRO Det er i vurderingene rundt Styring, Regulering og Overvåkning forutsatt at fliskjel leveres komplett med automatikk med følgende signalutveksling: av/på, drift og feil. Det skal videre kommuniseres i åpen protokoll mot toppsystem på MODBUS for web- basert overvåkningsog styringssystem. Det overordnede prinsippet er at fliskjelen skal gå så mye som mulig og at elkjelene kommer inn ved behov. Dette er når effektbehovet overstiger fliskjelens kapasitet og når effektbehovet er under fliskjelens driftsområde. Sirkulasjonspumpene styres slik at alle fjernvarmekundene får riktig kvalitet på leveransen uten unødvendig høyt energibruk. Programmering PLS og HMI, instrumentering, tavle og komponenter (inkl. PLS og frekvensomformere) samt kabling er estimert til ca. NOK 200 000,- eks. mva. 122176/stj Side 9 av 11
6. Elektro og VVS Teknisk drift av sentralen krever strøm til pumpedrift, diverse motorer og belysning, mens det største effektbehovet er knyttet til elkjelene som står som spiss- og reservelast. Det skal installeres et elkraftskap som blir forsynt av en egen trafo som plasseres på utsiden av bygget. Skapet skal kun behandles av sakkyndig personell og utstyres derfor med egen dør med lås. EL-skapet forsyner det elektriske utstyret som skal brukes på fyringsrommet. Lysarmaturer monteres på kabelbro samt et armatur som skal plasseres på vegg i tørketårnet for brannslanger. Det plasseres videre fem doble stikkontakter i rommet samt to endevendere for styring av lys ved hver inngang. Garasjeportmotor styres av en impulsbryter med nøkkelstyring. Samme type impulsbryter benyttes også til betjening av lokket på flissiloen. Alle elektrisk-ledende komponenter klassifiseres med IP-44. For å få på plass ny trafo og føre kabler inn til tavle i energisentralen vil prosjektet måtte dekke en del kostnader som Drangedal E-verk har i forbindelse med dette. Dette dekkes gjennom anleggsbidrag. Drangedal E-verk har vurdert anleggsbidraget for to alternativer, hhv. 300 og 1100 kw. Vi har endt opp med et effektbehov på 700 kw og har interpolert for å angi resulterende anleggsbidrag i størrelsesorden NOK 375 000,-. Det er begrenset med VVS-utstyr i sentralen, men vi ser behovet for å installere en servant samt to stk slangekraner. Sentralen knyttes til kommunalt vann og avløpsnett. 122176/stj Side 10 av 11
7. Budsjett Følgende budsjett er beregnet for den flisfyrte energisentralen (alle kostnader oppgitt eks.mva.): Post Kostnad Tomt Ikke priset Bygg 1 348 000 Elektromekanisk 2 352 000 SRO 200 000 Elektro/VVS 265 000 Anleggsbidrag Drangedal E-verk 375 000 Vann og avløp (180.000,- ikke medtatt) Lukking av bekkeløp (60.000 ikke medtatt) Usikkerhet (ca 10 %) 454 000 Sum investering 4 994 000 Som vist i sammenstillingen er det i summen ikke inkludert tometekostnad eller kostnader forbundet med tilknytning til vann og avløp eller lukking av bekkeløp gjennom tomten. Det er i byggekostnadene inkludert NOK 550 000,- som usikkerhet for usikre grunnforhold. Prisene inkluderer et tørketårn for brannslanger. Kostnaden for dette tårnet er NOK 240 000,- for bygget. Det er også en noe begrenset elektroinstallasjon i tørketårnet. 122176/stj Side 11 av 11