Sluttrapport for Gartneri B

PROSJEKT FOR INNSAMLING AV ERFARINGER OG DRIFTSDATA FRA PILOTANLEGG BIOBRENSEL OG VARMEPUMPER I VEKSTHUS. Sluttrapport for Gartneri B Gartneriet Gartneriet ligger i Østfold. Veksthus, form, tekkemateriale areal Veksthusene er i hovedsak dekket med dobbel polyetylenfolie og skulle derved være ganske energivennlige. Samlet oppvarmet veksthusareal er ca 9000 m2. Beskrivelse av fyranlegg Fyranlegget besto tidligere av elektrokjele og oljekjele. I 2007 ble det satt inn en 1000 kw fliskjele fra Justsen. Kjelen er imidlertid dimensjonert for å yte 1 400 kw. Årlig produksjon 2,5-3,0 GWh. Flissiloen har et volum på 250 m 3. Driftsform Virksomheten er produksjon av potteplanter for engrossalg. 1

Byggeperiode Arbeidsledelse Ansvar Byggmester ThorArne Moslått Hva gikk greit / galt Tidsplan Ok. Grunnarbeid Ok, men noe dyrere enn antatt. Montering av varmekilde Ok. Rørlegger Ok, noe rimeligere enn antatt Elektriker Ok Styring- automatikk Den absolutt vanskeligste biten. Vanskelig prosess å få klimacomputer firma til å kommunisere med kjeleleverandør. Vi var dessuten tidlig i prosessen, og kompetansen var ennå liten hos klimacomputer firma på styring av biokjele/buffertank. Innkjøring Flere måneder, da styrings og automatikkdelen gikk litt sakte. Vi produserte varme hele tiden, men kjelen gikk en del manuelt. Det er satt inn en Justsen kjele på 1000 kw og bygd en silo med stangmater i samme plan som fyrromsgulvet. 2

Prosjektet Det er satt inn en Justsen kjele på 1000 kw og bygd en silo med stangmater i samme plan som fyrromsgulvet. 3

I 2007 søkte en Enova om støtte, og fikk innvilget 1 200 000. Prosjektet omfatter i tillegg til kjele med silo også fyrrommet (del av veksthuset), skorstein og buffer med bufferstyring. Bufferstyringen er integrert med klimastyring av veksthusene. Buffertanken er montert som en såkalt åpen buffer. Det betyr at det ikke er ventiler eller kraner, men de hydrauliske forholdene i rørsystemet som gjør at tanken enten fylles eller avgir varmt vann. På grunn av høydeforskjeller i gartneriet og krav til trykk, er buffertanken skilt fra det øvrige røropplegget ved en varmeveksler. Registrering av energiforbruk sartet i desember 2008 og har pågått gjennom hele 2009 0g 2010. Regnskap Prosjektet kostet brutto 4.374.000 kroner. Fratrukket støtten på 1200 000 gir det en spesifikk kostnad på 3174 kroner pr kw. Drift På grunn av buffertanken kan anlegget være i gang hver uke hele året bortsett fra to uker midt på sommeren da man foretar årlig vedlikehold. Anlegget har automatisk feiing med trykkluft. Det var noe uenighet mellom kjeleleverandør og firmaet som har levert bufferstyring om hvordan kjelen skulle styres. Dette skapte mye frustrasjon for eierne og burde vært unngått siden leverandørene kunne ha diskutert dette på forhånd. Anlegget er konstruert og basert på fyring med reint returvirke. Det gikk likevel noe tid før en fant en flisleverandør som kunne levere flis som passert til anlegget. I tillegg til flis har det i korte perioder blitt fyrt med kornavrens. Drift Samkjøring spisslast Når Gartneri B trenger ekstra varme på de aller kaldeste dagene, bruker de mer vekstlys. Buffertank 150m3. Kunne vært større. Sirkulasjon i rør Fungerer ok. 4

Flishåndtering Volum flissilo Ca. 250m3. Plass til 2 billass. Logistikk Gartneri B kjøper flis av en flisleverandør, som også ordner frakt. Bestilling og leveranse (En eller flere leverandører, tilgang) En leverandør av all flis. Har også noe tilgang på kornavrens i august og januar. Tidsforbruk Daglig, ca 10-30minutter, feiing ca. 12ganger pr. år, 40-50 timer, kjøre inn flis, ca. 75 timer/år, vedlikehold ca. 50-100 timer, alarmer ca. 30-100 timer Driftsstand pga. fliskvalitet Det er ett svakt punkt hvor flis kan pakke seg. Det går som oftest bra. Tekniske feil med varmesentral Mange innstillinger, og mulighet til å skru seg bort. Gartneri B har serviceavtale med leverandøren, slik at tekniske feil kan forhindres. Sommerdrift Ja Kunne mer vært oppnådd med andre løsninger; buffer, mindre kjele, to kjeler, annen drift Færre alarmer ved ombygging av en motor. Ellers er de fornøyde med anlegget. Diverse andre erfaringer Har noe gått galt? Anlegget trenger årlig vedlikehold. Foreløpig ikke omfattende. Ønske om mer støvtett anlegg. Ellers ok. Forslag til forbedringer på anlegget Ombygging av en motor, slik at flis ikke kan sette seg fast selv om den er grov. Gjøre anlegget mer støvtett. 5

MWh Dimensjonering. Her ser vi hva de andre pilotgartneriene har installert. Kjærnsrød Guren Hauer Vaage Laanke de Haes Bredeli Hanevold Drivstua Gjennestad Daljit Sandaker Effekt på varmekilde 1 000 300 825 600 220 725 147 66 160 1 500 120 1 000 Veksthusareal 9 000 6 260 3 450 3 000 1 000 3 800 3 000 3 700 2 400 12 000 3 200 9 500 kw/da 111 48 239 200 220 191 49 18 67 125 38 105 Gangtid 3 918 4 414 2 390 2 256 1 551 3 195 4 429 2 695 Årsproduksjon Gartneri B 2009 2010 4 500 4 000 3 500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500 0 3 068 3 935 Vi har mistanke om at fabrikatene oppgir effekten ved ulike betingelser. Gartneri Bs 1000 kw kjele har vi målt avgitt mellom 1350 og 1400 kw i korte perioder. Hvis vi brukte dette siste tallet, vill selvfølgelig gangtiden bli lavere. Vi har imidlertid konsekvent valgt å oppgi påstemplet effekt i dette prosjektet. 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 fyringssentral som kan gå mange timer på full effekt. 6 Varme fra biobrensel eller varmepumpe dekker % av sum varme: Bredeli 61 % de Haes 94 % 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

kwh fornybar varme fra kjelanlegget forutsatt en gitt gangtid pr døgn. 200 000 Varmebehov pr uke, sortert. 180 000 160 000 140 000 120 000 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000 0 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 uke Kurven viser at ved 19 timers daglig gange ved oppgitt effekt leverer kjelen 133000 kwh pr uke. Dette er også maksimalt registrert leveranse. Dette er 100 % av behovet den kaldeste uka i året. I praksis må varmebehovet dekkes innenfor en tidsramme på et par timer slik at spisslast er inne i betydelig flere uke enn dette. (se nedenfor) 7

kwh pr m2 i uka Energiforbruk: I gjennomsnitt har Gartneri B brukt 550 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 Ga rtne ri B 550 F 520 G 518 H 503 I 371 700 600 500 400 300 200 100 0 Totalt energiforbruk i kwh/m2 og år A B C D Gartneri B Gartneri F G H I 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 E C D Gartneri B F G H Gartneri 8

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 Fordeling all energi pr måned, Gartneri B i 2010 okt 10 % nov 12 % des 12 % jan 17 % feb 12 % sep 6 % aug 3 % jun 2 % mai 5 % apr 7 % mar 12 % jul 2 % Fossil energi Nedenfor vises andelen fossil energi for dette gartneriet sammenlignet med de andre deltakerne i prosjektet. 9

kwh/ukem2 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 D C Gartneri B E 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 D C Gartneri B E F G H I Som grafene over viser, bruker Gartneri B kun 1 % fossil energi. Tilsvarende leveranse av fornybar varme blir da 10

Varme fra VP/Bio Ga rtne ri kw h/m2 og å r D 508 B 472 Ga rtne ri B 438 D 336 E 310 F 209 G 185 H 151 I 80 Gangtid Med uttrykket gangtid mener vi det teoretiske 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 Gartneri B-bio 3 942 A Bio 2 308 C Bio 2 538 D Vp 3 419 E Bio 1 624 F Bio 1 365 G Vp 4 481 H Vp 2 779 I Vp 4 399 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. Mye tyder på at buffertanken er skyld i at Gartneri B har betydelig høyere gangtid enn de andre biobrenselanleggene. Dessuten er dimensjoneringen i dette gartneriet lavere enn hos de andre. Gjennomsnittlig gangtid for alle biobrenselanleggene 2 043 timer Gjennomsnittlig gangtid for alle varmepumpene 3 335 timer 11

kwh Spisslast 180 000 Forhold mellom spisslast og grunnlast 160 000 140 000 120 000 100 000 80 000 Spisslast flis 60 000 40 000 20 000 0 1 11 21 31 41 51 Tid, uker Som figuren over viser, er det brukt minimalt med spisslast. Det skyldes god dimensjonering sammen med en effektiv buffertank. Effektuttak biobrenselkjel Effektuttak Gartneri B 100,0 % 90,0 % 80,0 % 70,0 % 60,0 % 50,0 % 40,0 % 30,0 % 20,0 % 10,0 % 0,0 % 1.7.2009 1.10.2009 1.1.2010 1.4.2010 1.7.2010 1.10.2010 1.1.2011 1.4.2011 12

Effektuttak i perioden 01.07.2009 01.08.2011. Grunnet en feil med avlesingen ble ikke perioden fra august 2010 riktig avlest. En ser uansett tydelig variasjonen over året. Virkningsgrad biobrenselkjel Virkningsgrad og effektuttak Gartneri B 100,0 % 80,0 % Virkningsgrad 83,0 % Maks registrert effektuttak ift. installert 99,4 % 60,0 % 40,0 % 20,0 % 0,0 % Årsvirkningsgrad og maks registrert effektuttak ved Gartneri B. Årsvirkningsgraden er god 83 %. Effekten på kjelen utnyttes godt, og brenselet har en svært lav fuktighet. 13

Prosentandel Fuktighetsprosent Fuktighet, fraksjon og brennverdi flis 20,0 % 18,0 % 17,2 % Flisfuktighet Gartneri B 16,0 % 14,0 % 13,2 % 12,0 % 10,0 % 9,8 % 8,0 % 6,0 % 5,7 % 4,0 % 2,0 % 0,0 % 28.11.2008 07.05.2009 29.04.2010 14.06.2011 Flisfuktighet hos Gartneri B i ulike perioder. Tørr flis i alle tilfeller. 40 Flisfraksjon Gartneri B 35 30 25 20 15 10 5 0 M3,15 M8 M16 M31,5 M45 M63 S63 Stikker 100-120 Stikker > 120 Fraksjonsfordelingen viser at hovedtyngden ligger i intervallet 3,15-45 mm. Dette er tilfredsstillende for et anlegg av denne størrelsen. 14

kwh/kg Antall flis stikker Gartneri B 72 62 Stikker 100-120 mm Stikker > 120 mm Relativt mange stikker i disse prøvene. 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. Matesystemet hos Gartneri B er riktignok relativt kraftig, men stikker over 120 mm bør allikevel unngås. 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. 15

kwh/kg Brennverdi 6,0 Nedre brennverdi 5,3 5,3 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Rivingsflis Skogsflis Nedre brennverdi ved skogflis og rivingsflis, basert på undersøkelser fra dette prosjektet og et lignende, pågående prosjekt ved Skog og landskap. 16

Timer per år øre/kwh Brenselkostnad 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 Brenselkostnad Gartneri B 6,07 Flishogging Råstoff inkl.transport 2,00 1,00 0,00 Brenselkostnaden består normalt av virke, virkestransport og flishogging. Gartneri B kjøper imidlertid ferdig flishogget/kværnet rivingsflis. Dette er et meget prisgunstig brensel, som dessuten har en lav fuktighet. Fraksjonsfordelingen kan imidlertid være en utfordring for mindre anlegg, da flisa inneholder en del stikker. Forurensninger må også unngås for eksempel malingsrester, plast, metall etc. Tidsforbruk 300 Årlig tidsforbruk Gartneri B 250 200 150 100 50 0 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. 17

Økonomi Forutse tninge r Be re gne t va rme pris for fornyba r va rme Effekt 1000 kw Brensel 8,7 øre/kwh Rentefot 6 % Drift 1,6 øre/kwh Levetid 15 år Vedlikehold 1,3 øre/kwh Årsvirkningsgrad 81 % Kapitalkostnad 8,0 øre/kwh Timekostnad 300 kr/t Sum varmekostnad 19,6 øre/kwh Pris biobrensel 0,07 kr/kwh Vedlikehold pr år Driftsarbeid, timer pr år 50000 kr 200 timer Inve ste ring Brutto investering 4 374 000 kr Investeringsstøtte 1 200 000 kr Netto investering 3 174 000 kr Årlige kapitalkostnader 306 820 kr Netto investering pr kw 3 174 kr/kw Fordeling varmekostnader 41 % 44 % Brensel Drift Vedlikehold Kapitalkostnad 7 % 8 % 18

Miljøregnskap Tidligere ble varmen levert både fra olje og elkjel. Hvis regner at all tidligere varme kom fra olje får vi følgende regnskap Levert fornybar varme i snitt over to år 3 454 565 kwh/år tilsvarende netto forbruk olje 343 318 liter Årsvirkningsgrad oljekjele 80 % totalt redusert oljeforbruk 429 148 liter /år Redusert CO2 1 373 274 kg/år Redusert Nox 1 287 kg/år Redusert SO2 2 146 kg/år Oslo/Sandefjord 30. september 2011 19