Fjernkjøling j 04,11,2010 Av siv.ing Vidar Havellen, Norconsult AS
Om Norconsult Norconsult er Norges og en av Nordens største tverrfaglige rådgiver rettet mot samfunnsplanlegging og prosjektering Selskapet bidrar til et bærekraftig samfunn gjennom nyskapende og målrettede rådgivningstjenester - fra idéutvikling og overordnede planer til prosjektering og driftsstøtte. Vi er opptatt av at det i rådgivning og valg av løsninger vises omtanke for samfunnets sårbarhet, og har betydelig kompetanse innenfor miljø, sikkerhet/risiko og beredskap. Gjennom ca. 80 års erfaring har vi bygget opp et solid fundament som en toneangivende aktør både nasjonalt og internasjonalt
34 kontorer i Norge 17 kontorer i utlandet Hammerfest Kjøllefjord Vadsø Antall ansatte: 1750 Tromsø Lakselv Kirkenes Harstad Hovedkontor i Sandvika: 770 Øvrige kontorer i Norge: 630 Internasjonalt: 350 Narvik Bodø Mo i Rana Luleå Piteå Kristiansund Molde Å Ålesund Trondheim Førde Årdal Bergen Sogndal Hønefoss Haugesund Kongsberg Stavanger Skien Stathelle Lillehammer Hamar Sandvika Lillestrøm Askim Horten Larvik Tønsberg Karlstad Stockholm Mandal Kristiansand Santiago Göteborg Växjö Århus København Maputo Gaborone Manila Helsingborg Vientiane Malmö Bangkok Pr.15.08.2010
Markedsområder Bygg og eiendom Energi Industri Miljø Olje og gass Plan Samferdsel Sikkerhet Vann og avløp
Kongsberg Teknologipark - bygg 100 3 MW varmepumpe 80 C renset spillvann 5
Skøyen varmesentral 27 MW 90 C R134a 6
Bjørvika kjølesentral 12 MW fjernkjøling, dumping i elv/fjord 7
Agenda Fjernkjøling og energiloven Fjernkjøling og energimerking Energikilder for fjernkjøling Temperaturnivåer og krav til sluttbrukere Alternativkostnader og prising av fjernkjøling 8
Konsesjonsregler for fjernkjøling jø 9
Konsesjon for fjernkjøling jø Konsesjonsplikt for anlegg >10 MW Kombinerte anlegg hvor det legges både fjernkjøling og varme er det ikke nødvendig å søke om fjernkjølekonsesjon Ikke tilknytningsplikt for fjernkjøling Konsesjon forenkler bygging ifm saksbehandling, ikke nødvendig å søke om byggetillatelse. Prisregulering etter energiloven gjelder ikke fjernkjøling, og kjøp av fjernkjøling gjøres etter privatrettslige avtaler. 10
Energimerking g Energimerking vil påvirke valget av oppvarmings- og kjøleløsninger Fokus på å få A og B merker Passivhus skal pr. definisjon være A, helst en grønn A Lavenergi ikke dårligere enn B Regner på tilført t energi slik at virkningsgraden i i energiproduksjonen hensyntas, men kun egen produksjon ikke kjøpt energi som fjernvarme Virkningsgrader på energiproduksjon, distribusjon og regulering er gitt i NS3031 Fjernkjøling regnes tilsvarende lokal kjøleproduksjon, dvs. COP på 2,4 11
Energimerking g Ønske om et godt energimerke vil ofte føre til at kunden ønsker lokale energiløsninger g med varmepumpe p for varme- og kjøleproduksjon j Lokale varmepumper for varme og kjøleproduksjon kan bedre energimerket med 1 til 2 karakterer i enkelte tilfeller Dette vil være sterkt konkurransevridende i forhold til fjernvarme- og kjølesentraler NB! Spesielle kjølebehov som prosesskjøling, kjøling av datasentre inngår ikke TEK10/energimerkeberegningene. 12
Systemløsning sjøvannsbasert vp 13
Lavtemperatur energikilder for fjernkjøling jø Sjøvann gir store muligheter for frikjøling og som energikilde for varmepumpe om vinteren Både til frikjøling og for kjøling av kondensatorer Høy COP kan oppnås ved bruk av mekanisk kjøling, selv uten frikjøling. COP opp mot 8-9 kan oppnås ved kondenseringstemperaturer ned mot 25 C. I tillegg kommer energi til pumper m.m. Middeltemperatur pr. måned Minimumstemperaturer i hver måned Maksimumstemperaturer pr måned Eksempel fra indre Oslofjord (kilde NIVA) 14
Lavtemperatur energikilder for fjernkjøling jø Energibrønner kan være aktuelt i mindre anlegg, men krever store arealer/høye investeringer ved store fjernkjøleanlegg. I kombinasjon med varmepumper er dette en aktuell løsning mange steder hvor det ikke er tilgang på sjøvann Varmepumper basert på andre energikilder som grunnvann, spillvarme, kloakk, elver, innsjøer kan også benyttes i fjernkjølesammenheng. j Det kan være begrensninger i utslipp av varme i elver, bl.a. er det ikke lov å dumpe overskuddsvarme i Akerselva hvis man ikke har konsesjon for det. Uten et stort reservoar å dumpe overskuddsvarmen kan kostnadene med fjernkjøling bli uforholdsmessig høye, og dermed ikke aktuelt. Luft er en dårlig mottager for overskuddsvarme, og man må i så fall benytte fordunstningskondensatorer hvis det skal dumpes store energimengder. g Ulempen er legionellarisikoen ved slike anlegg. I tillegg blir driftskostnadene vesentlig høyere. 15
Temperaturer og sluttbrukerkrav Viktig å holde høyest mulig DT i fjernkjølenettet, ofte en stor utfordring. 7/15 C bør tilstrebes, lokale nett kan dimensjoneres for f.ex. 9/17 C eller høyere Dette krever større flater i kjøleenhetene, men sjelden et problem i ventilasjonsanlegg. Liten DT gir større unøyaktighet ifm energimåling, spesielt på små vannmengder. Varmevekslere mot sekundærsiden dimensjoneres med liten LMTD, normalt mindre enn 2 K for å unngå for mye temperaturtap. 16
Rørnett Små temperaturdifferanser og store effekter gir store rørdimensjoner. Normalt å bruke uisolerte PE100 PN10 SDR17 plastrør, men enkelte steder benyttes også standard fjernvarmerør serie 0 Kapasitet rørledning v/ DT= 8K og R=100 Pa/m 9000 8000 Ma aksimal ef 6000 5000 ffekt kw7000 4000 3000 2000 1000 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Innerdiameter rør mm 17
Prising av fjernkjøling jø Alternativkostnadene for kunden er i stor grad investeringer i utstyr og rør, energi utgjør en mindre del av årskostnadene (20-40% regnet over 15 år) For utbygger vil det i hovedsak være investeringene som utgjør de største kostnadene, spesielt med stor andel frikjøling. Derfor er det viktig å ha høye effektledd og relativt lave energikostnader ved salg av fjernkjøling. Typiske priser for kjøp av fjernkjøling kan ligge i område 40-50 øre/kwh og 5-600 kr/abonnert kw. 1 400 1 200 1 000 Spesifikke årlige kostnader kjølemaskiner Svart kurve viser totale kostnader pr. år ekskl. mva med 11% avskrivning pr. år (7%/15 år). Den røde viser kun kjølemaskinkostnadene med tørrkjøler. Differansen er andre kostnader (bygg, elektro, prosjektering, automatikk etc) Grønn kruve er investerings- og driftskostnader til energi g( (brukstid 1000 t/år) kr/kw år 800 600 400 200-0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Effekt kjølemaskin 18