Bioenergi eller varmepumpebasert varmesentral? Teknisk gjennomgang varmesentraler Styrker og svakheter Suksesskriterier og fallgruver Hva koster det? 1
Hoveddeler i varmesentralen Varmeproduksjonsenheter, grunnlast/topplast Distribusjonspumper 2x100% Frekvensomformere for pumpene Sikkerhetsutstyr Reguleringsutstyr Røykgassrensing Trykkholdning/ekspansjon Vannbehandling Filter ph justering Oksygen behandling av spe-vann Styring, regulering og overvåkning (SRO) 2
Dimensjonering av varmesentralen Grunnlast: 40-50 % av effektbehovet 80-90 % av energibehovet Spisslast: 100 % av effektbehovet 10-20 % av energibehovet Nøyaktig størrelse på grunnlastanlegget bestemmes ut fra varighetsdiagram og økonomisk analyse. 3
Dimensjonering av varmesentralen - varighetsdiagram 7 000 6 000 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0 0 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 8 000 Effektdekning fra biokjel Varighetsdiagram 4
Produsert energi [GWh] Energi fra grunnlastkilde Energi fra grunnlastkilde 9,5 9,0 8,5 8,0 7,5 7,0 Energi produsert 6,5 6,0 5,5 5,0 1,3 1,6 1,9 2,1 2,4 2,7 3,0 3,2 3,5 3,8 Installert effekt [MW] 5
Valg av varmesentral Tilgang på råstoff Pris på råstoff Størrelse (MW) Driftsorganisasjon Transport Temperaturnivå (røykgasskondensering/vp) Tilgjengelig areal 6
Konvensjonell varmepumpe - 60 C / Høytemperatur totrinns turbokompressorpumpe 90 C Avfallsvarme eller sjøvann mellom 5-30 C benyttes som varmekilde til varmepumpen. Varmepumpen kan levere varmt vann på 50-60 C ut fra kondensator. Ofte benyttes R-134A som kjølemedie. Når kjølemediet komprimeres øker temperaturen og varmen kan leveres fra kondensatoren når kjølemediet kondenserer. Kondensert kjølemedie passerer en strupeventil, og fordamper i fordamperen når varme absorberes. Prosessen gjentas i en evig runddans. 7
Høytemperatur varmepumpe 8
Generelt om bio Uttak av brensel Typer brensel Varmesentral Utslipp Styrker og svakheter bio/vp 9
Virke Stamme GROT Bark (returvirke) 10
Terrenggående fliskutter for GROT Kilde: Bioenergi, E. Eid m.fl 11
Terrenggående buntemaskin, GROT Kilde: Bioenergi, E. Eid m.fl 12
Skogsflis, knivhøgd stammevirke Kilde: Bioenergi, E. Eid m.fl 13
Pellets, 8-12mm Kilde: Bioenergi, E. Eid m.fl 14
Briketter 15
Varmesentral pellets 17
Varmesentral bioenergi-skogsflis Gardermoen 13 MW bio (skogsflis) 18
Mobil fliskonteiner 2 MW Gardermoen Næringspark, 2 MW 19
Arealbehov varmesentral Arealbehov komplett varmesentral inkludert grunnlast og spisslast [m2] Pellets (1 MW grunnlast) Briketter (1,5 MW grunnlast) Skogsflis (3 MW grunnlast) VP (1,5 MW grunnlast) Arealbehov bygg 120 200 350 180 Arealbehov silo 10 60 100 0 Arealbehov lagertanker spisslast (ved bruk av gass) 20 30 40 30 Byggareal 150 290 490 260 Arealbehov tomt 600 1500 3000 1000 20
Utslippsfaktorer for ulike energibærere CO 2 21
Utslippsfaktorer for ulike energibærere NOx 22
Styrker og svakheter, bio vs VP Bio VP Investeringskostnad Drifts- og vedlikeholdskostnad Energikjøpskostnad Andel fornybar energi Råvaretilgang Hindre gjengroing Lokal sysselsetting Ekspertise driftspersonell Temperaturfleksibilitet Følsomhet returtemperatur Lavlast drift Regulering Skorstein Arealbehov Lokale utslipp Globale utslipp/klima 23
Suksesskriterier og fallgruver Bio/VP 1. Kundegrunnlag, realistisk utvikling 2. Kompetanse utbygger, rådgivere 3. Egnet tomt 4. Reguleringsplan, kommune og naboer 5. Tilskudd Enova 6. Dimensjonering grunnlast 7. Entrepriseform 8. Kvalitet utstyr, robusthet, fleksibilitet 9. Brenselkvalitet/varmereservoar 10. Service og tilgjengelighet reservedeler 11. Kompetanse driftpersonell 24
Tilskudd fra Enova Må være utløsende for utbyggingen Typisk >1,5 kwh fornybar /støttekrone for å nå opp i konkurransen med andre prosjekter Program for tilskudd: Fjernvarme nyetablering (>1,5 kwh/støttekrone) Lokale energisentraler (>1,25 kwh/støttekrone) Fjernvarme infrastruktur 25
Kostnader ved utbygging av fjernvarme Varmesentral Fjernvarmenett Kundesentraler 26
Investeringskostnad varmesentral Eksempel på total investeringskostnad varmesentral eks tomtekostnad Dette gir en spesifikk investeringskostnad på ca 4,5-6,5 mill/mw 27
Energikostnader Energipriser eks mva Høyspent el til varmepumpe 52 øre/kwh Varme levert fra varmepumpe 17 øre/kwh Gass levert på tank 50 øre/kwh Bark 18-20 øre/kwh Skogflis 23-28 øre/kwh Briketter 28-33 øre/kwh Pellets 33-36 øre/kwh 28
Drift- og vedlikeholdskostnader Energikilde Komplett bioenergianlegg basert på skogsflis, spisslast gass Komplett bioenergianlegg basert på pellets, spisslast gass Drift- og vedlikeholdskostnad [øre/kwh] 9-14 6-9 Komplett varmepumpeanlegg, spisslast gass 6-8 29
Fjernvarmenett Temperaturdifferansen i nettet bestemmer rørdimensjoner, pumpearbeid og trykktap. Høy temperaturdifferanse er ønskelig. 30
kr/meter grøft 6000 Kostnader fjernvarmenett 5000 4000 3000 Graving Rør inkl mont 2000 1000 0 DN 150 Gate DN150 Park DN100 Gate DN100 Park DN50 Gate DN50 Park 31
Installasjon hos kunden for oppvarming og varmt tappevann. Kundesentral Varmeveksler blir et skille mellom fjernvarmesystemet og byggets varmesystem. 32
Kroner Pris komplett kundesentral uten stikkledning 300 000 250 000 200 000 150 000 100 000 50 000-0 200 400 600 800 1000 1200 Effekt (kw) 33
Økonomiske forutsetninger Kalkulasjonsrente 8 % Typisk vektet økonomisk levetid 20-25 år 34
Eksempel på spesifikke produksjonskostnader 35
Eksempel kundens alternative energikostnader Elkraft Strømpris private kunder Spotpris el [øre/kwh ] 35,0 Påslag kraftleverandør [øre/kwh] 1,5 Nettleie BKK [øre/kwh] 27,6 Totalt [øre/kwh] 64,1 36
Diskontert kontantstrøm 37