Udnyttelse af overskudsvarme Lars Jensen

Transkript

1 Udnyttelse af overskudsvarme 2013 Lars Jensen

2 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme

3 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Forfatter navn, studienr.: Projekt titel: Projekt undertitel: Projekt type: Fagområde: Uddannelsessted: Klasse: Vejleder: Lars Jensen, V09346 Energioptimering Udnyttelse af overskudsvarme Bachelorprojekt Administrativledelse, Energiledelse, Procesanalyse & Automation, Termiske Maskiner & Elektroteknik Aarhus Maskinmesterskole E6, 6. semester Lektor & Civilingeniør, Niels Bruun Clausen Afleveringsdato: 4. juni 2013 Praktikvirksomhed: Antal normalsider: Antal sider: EC Power A/S, Hinnerup, DK 38 normalsider af 2400 tegn (inkl. mellemrum) 57 i alt Antal bilag: Lars Jensen

4 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme

5 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Abstract This report is a part of the final bachelor project, at the education as Bachelor of Technology Management and Marine Engineering conducted at Aarhus School of Marine and Technical Engineering. The project is completed, in cooperation with the company EC Power A/S, in which the author has completed an internship during the sixth semester. EC Power A/S is a manufacturer of mini combined heat and power plants, also called CHP-plants. Their products are based on a gas engine and an electrical generator, named XRGI. This report describes the financial benefits in connection to the exploitation of surplus heat from the production of XRGI-plants. To determine the financial benefits for the company, the rules and regulation related to the use of process energy from smaller CHP plants are studied. The financial consequences of utilization of surplus heat and whether is it profitable to sell the surplus heat are described. The company s natural gas consumption is used to calculate how much surplus heat there is produced by the production of the XRGI-plants. With the utilization of surplus heat it is calculated how much the EC Power s annual energy consumption can be reduced. The study also shows how big an investment is needed, to take advantage of the surplus heat and how EC Power can achieve a grant for the project.

6 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Indholdsfortegnelse Forord Læsevejledning Indledning Foranalyse Energiforbrug Elforbrug Elforbrugets fordeling Gasforbrug Overskudsvarme Udnyttelse af overskudsvarme Hinnerup Fjernvarme Opsummering Problemformulering Hovedspørgsmål Underspørgsmål Projektafgrænsning Projektstyring Metode og teorivalg Varmekilder Rumvarme og varmt vand Lagerlokale Produktions- og konstruktionslokaler Administrationslokaler Reception og kontorer Testceller XRGI Kortlægning af gasforbrug Nuværende fordeling af gasforbrug 12/ Varmebehov og overskudsvarme Køleanlægget Køletårn Akkumuleringstank Varmetab Forsøgsopstilling Forsøgsresultat Fremtidig fordeling af gasforbrug... 28

7 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 9 Energi- og miljøafgifter Punktafgifter på naturgas Naturgasafgift Godtgørelse naturgasafgift CO2 afgift Godtgørelse CO2 afgift NOx-afgift Godtgørelse af NOx-afgift Metan-afgift Godtgørelse af Metan-afgift Overskudsvarmeafgifter Overskudsvarmeafgift ved intern udnyttelse Overskudsvarmeafgift ved ekstern afsætning Naturgasudgift Naturgas udgift Fremtidig naturgasudgift Fremtidig udgift v. salg af overskudsvarme Løsningsforslag Investering Grundløsning Løsningsforslag Løsningsforslag Løsningsforslag Løsningsforslag Energibesparelse Konklusion Perspektivering Litteraturliste Bilagsliste... 49

8 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme

9 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Forord Nærværende rapport tjener, som skriftlig dokumentation for det afsluttende bachelorprojekt på maskinmesteruddannelsen. Projekt er udført på sjette semester på Aarhus Maskinmesterskole. Bachelorrapporten er udarbejdet i samarbejde med virksomheden EC Power A/S, hvor bachelorpraktikken ligeledes er gennemført. EC Power er en produktionsvirksomhed som arbejder med udvikling, test, produktion, salg og service af mini kraftvarmeanlæg, alle opgaver som relaterer sig direkte til maskinmesteruddannelsen. Det har været EC Powers ønske, at jeg indledningsvist undersøgte virksomhedens energiforhold med vurdering af områder med særligt potentiale for optimering. Den indledende undersøgelse har gjort det muligt, at vælge en problemstilling der har været af stor interesse for forfatteren men samtidig også relevant og tidsaktuel. For at underbygge mine hypoteser, har jeg haft mulighed for at lave en større forsøgsopstilling og samtidig anvende alle konstruktionsafdelingens faciliteter, hvilket har været en stor hjælp. En tak skal lyde til følgende personer for deres medvirken og vejledning til projektet: Mogens Andersen, CFO hos EC Power A/S, for muligheden for at gennemføre projektet hos EC Power. Jens-Chr. Bogner, Projektleder hos EC Power A/S, for muligheden for at gennemføre projektet hos EC Power. Jens Otto R. Andersen, Ingeniør hos EC Power A/S, for hjælp og vejledning gennem projektet. Tim Christiansen, Udviklingstekniker hos EC Power A/S, for hjælp og vejledning gennem projektet. Martin Frydenlund, Salgskonsulent hos EC Power A/S, for vejledning gennem projektet. Christian Laursen, Ingeniør hos EC Power A/S, for vejledning gennem projektet. Søren Stig Abildgaard, Ingeniør hos EC Power A/S, for vejledning gennem projektet. Alle medarbejderne hos EC Power A/S for deres hjælpsomhed og ekspertise. Michael Troelsgaard, Leder for punktafgifter hos PwC Aarhus, for vejledning omkring afgiftsregler. Geert V. Schmidt, Projektingeniør hos HMN Naturgas for vejledning om dokumentation af energibesparelser Side 1 af 49

10 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 1 Læsevejledning Denne vejledning har til hensigt at lette læsningen og forståelsen af rapporten. Rapporten henvender sig primært til maskinmestre og andre fagfolk inden for projektets fagområde. Rapporten indeholder en foranalyse og en hovedanalyse. I foranalysen identificeres og undersøges flere forskellige problemstillinger. I hovedanalysen bearbejdes og besvares den valgte problemstilling kronologisk. Hvor der skrives XRGI-anlæg er der tale om forhold som vedrører EC Powers produkter, når der i rapporten nævnes mini-chp anlæg er det fordi der refereres til generelle forhold for alle typer mini CHP-anlæg. Litteraturlisten og henvisninger til kilder samt bilag er genereret vha. referencefunktionen i Microsoft Word 365, format Harvard - Anglia Figurer og billeder uden henvisning vil være fra eget arkiv. Alle bilag og ekstra materiale er vedlagt i elektronisk form på USB-pen, og disse er opdelt efter bilagsnummer. Der henvises til bilag på følgende måde: (B X.X.X) B#.#.#: Bilag B#.#.#: Det første tal angiver bilagets placering. Hvis det første tal er 1, er bilaget placeret bagerst i den udskrevne rapport, hvis det første tal er 2, henviser det til placering på USB-pennen. B#.#.#: Det andet ciffer angiver bilagsnumret B#.#.#: Det tredje ciffer anvendes kun hvis der henvises til et Excel-ark, tallet angiver numret på det ark der henvises til i Excel-filen. Eksempel på bilagshenvisning: (B2.3.12) referere til ark nr. 12, i bilag nr. 2, på USB-pen OBS!! USB-pen skal vendes rigtigt! Side 2 af 49

11 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 2 Indledning EC Power i Hinnerup, er en produktionsvirksomhed der producerer små CHP-anlæg i størrelsesorden 6-20kW målt i el-produktion. Anlæggene kaldes XRGI 6, -9, -15 samt -20, og er baseret på gasdrevne stempelmotorer. I 2012 producerede og solgte virksomheden ca. 600 XRGI-anlæg. Virksomheden har de sidste par år haft en salgsvækst på over 30% og udviklingen ser ifølge salgsafdelingen ud til at holde ved i 2013 (B1.2). På grund af lanceringen af to nye anlæg XRGI 6 og -9 forventes det at salgsvæksten forøges yderligere i Indenfor 2-3 år forventer virksomheden, at produktionen forøges til minimum 2000 solgte CHP-anlæg pr. år (B1.3). En vigtig del af produktionen hos EC Power er testen af alle nye XRGI-anlæg. De producerede XRGI-anlæg kan først betragtes som færdigproducerede efter testkørslen, hvor bl.a. nødstopsfunktioner og emissionsværdier kontrolles. Ved hver testkørsel produceres der varme og elektricitet. Ved et forøget salg og dermed forøget produktion af XRGI-anlæg må det forventes, at produktionen af varme og elektricitet fra testkørslerne tilmed forøges. EC Power har ytret et ønske om at lave optimeringer på deres energiforbrug, med særligt fokus på udnyttelse af energiproduktionen fra testkørslerne. Formålet med optimeringen er, at reducere virksomhedens faste energiudgifter. I forbindelse med virksomhedens udvikling ser EC Power det også som en nødvendighed, at få gennemgået alle virksomhedens energikrævende aktiviteter. For på den måde at sikre at de får afregnet deres energiudgifter korrekt og dermed godtgjort de energiafgifter, de har ret til. Virksomheden har et ønske om, at der ved energioptimering kan opnås en økonomisk besparelse i de årlige driftsudgifter på kr EC Power har gjort det klart, at de ikke ønsker optimeringsforslag der forandrer produktionsprocessen og testen af anlæggene. Derfor er det valgt ikke at undersøge produktionsprocessen nærmere med henblik på optimering. For at få det bedste udgangspunkt for valg af indsatsområde, er der i foranalysen lavet undersøgelser og kortlægninger over virksomhedens forskellige energiforbrug. Den indledende kortlægning er udarbejdet med særligt fokus på at finde energiforbrug, som udgør en betydelig del af virksomhedens samlede energiforbrug, samt energiforbrug hvor der ses et betydeligt potentiale for energibesparelse ved optimering Side 3 af 49

12 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 2.1 Foranalyse Foranalysen beskriver den udvælgelsesproces, som er gennemgået forud for valg af problemstilling. Formålet med analysen er, at få et overblik over virksomhedens energiforhold og dermed finde energiforbrug der skiller sig væsentligt ud. Undersøgelserne og kortlægningen i foranalysen tager udgangspunkt i observationer og let tilgængelige informationer. De forskellige indledende undersøgelser i kapitlet tjener til det formål, at give en indikation, fremfor et endeligt resultat Energiforbrug EC Powers nuværende energiforbrug er fordelt på to energiformer, el og naturgas. Den indledende analyse af virksomhedens energiforbrug vil indeholde en beskrivelse af det nuværende el- og naturgasforbrug. Det årlige elforbrug og fordelingen heraf vil blive gennemgået og sammenlignet med andre virksomheder. Udviklingen i virksomhedens elforbrug og produktion samt naturgasforbrug beskrives og det vurderes, om virksomhedens salgsvækst i de seneste år har haft en indflydelse på henholdsvis el- og naturgasforbrugets udvikling. Med udgangspunkt i årsopgørelsen fra HMN Naturgas for 2012/2013, samt virksomhedens aflæsninger af gasforbruget til testkørslerne, ses det at EC Powers naturgasforbrug i perioden medio 2012 til medio 2013 var på ca Nm 3 (B1.4). Heraf blev ca Nm 3 anvendt til rumvarme og varmt vand, det resterende forbrug på ca Nm 3 blev anvendt til testkørsel af XRGI-anlæg (B2.2). I samme periode var virksomhedens totale elforbrug på ca. 244MWh, omkring halvdelen af årsforbruget blev dækket af el-produktionen fra testkørslerne på 114MWh, mens resten af forbruget på 130MWh blev indkøbt (B2.1.12). På figur 1 ses den procentiske fordeling af virksomhedens samlede årlige energiforbrug, naturgasforbruget er omregnet i kwh, ved den nedre brændværdi. Energiforbrug 2012/ % 9% 34% 46% Naturgas til rumvarme, varmt vand Naturgas til testceller (procesenergi) Elforbrug (indkøbt) Elforbrug (produceret) Figur 1: Fordeling af energiforbruget for 12/13 udregnet i kwh (B2.1.12) Diagrammet viser, at naturgasforbruget til testkørsler og rumvarme samt varmt vand, tilsammen udgør 80% af virksomhedens totale energiforbrug. Summen af den producerede og købte elektricitet svarer til virksomhedens totale elforbrug, som udgør 20% af virksomhedens samlede energiforbrug. Side 4 af 49

13 Gennemsnit pr. måned [kwh] Tusinde Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Elforbrug Virksomheden producerer som nævnt elektricitet ved testkørslerne og antallet er testkørsler er direkte forbundet med virksomhedens salg og produktion. Da virksomheden har haft en vækst i salget af XRGI-anlæg på over 30% de sidste 2 år undersøges det om udviklingen har haft indflydelse på elforbruget (B1.2). Det har været muligt at komme i besiddelse af elaflæsninger fra virksomhedens arkiv på el-produktionen tilbage til 1. september Aflæsningerne er afbilledet i figur 2 og er sammenlignet med el-købet samt virksomhedens totale elforbrug i samme periode (B2.1.1). Udvikling i el-forbrug og -produktions sep maj El-køb El-Produktion Totalt forbrug Figur 2: Udvikling i elforbrug og -produktion i perioden (B2.1.2) De stiplede linjer på figuren er lineære tendenslinjer, som er med til at give et mere overskueligt billede af udviklingen. Det ses at virksomhedens totale elforbrug er let faldende, på trods af virksomhedens salgsvækst. Fra sep til juni 2012 viser tendensen, at der er produceret mere el end der er indkøbt. Fra juni 2012 frem til i dag har der i gennemsnit været indkøbt mere el end der har været produceret. Tendensen er altså et fald i el-produktionen, som dermed resultere i et forøget indkøb eftersom det totale elforbrug næsten er forblevet uændret. Umiddelbart ser det ikke ud til at forøgelsen i produktionen af XRGI-anlæg har haft indflydelse på el-produktionen. Figuren afspejler dog kun en periode på knapt to år, hvordan elforbruget har udviklet sig indtil da vides ikke Elforbrugets fordeling Det undersøges om der er mulighed for at optimere på elforbruget ved, at lave en undersøgelse af de forskellige elforbrugende komponenter i virksomheden. Der udarbejdes derfor en mindre detaljeret kortlægning over el-forbrugsfordelingen med udgangspunkt i de væsentligste komponenter, herunder bl.a. belysning, pumper, ventilatorer, køleanlæg mv Side 5 af 49

14 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Kortlægningen er baseret på de installerede effekter, samt driftstiderne for de enkelte komponenter. Driftstiderne er estimeret med baggrund i virksomhedens årlige produktionstimer samt egne observationer og udsagn fra medarbejdere. For at vurdere om forbruget er unormalt højt, kan en sammenligning med lignende virksomheder give en indikation på om der bør optimeres på forbruget. På figur 3 ses den estimerede fordeling af elforbruget for EC Power, sammenlignet med en gennemsnitlig fordeling for danske kontorbygninger. Der er valgt at sammenligne med kontorbygninger, da en stor del af EC Power består af kontorarealer, samt fordi det vurderes, at produktionsprocesserne i EC Power ikke udgør en stor andel af elforbruget. Den gennemsnitlige fordeling for kontorbygninger er baseret på indrapporteringer i perioden januar 1997 til maj 2002, foretaget af konsulenter tilknyttet ELO-ordningen (Hvenegaard, et al., 2008, p. 32). 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% Figur 3: Sammenligning af elforbrugsfordeling (B ) Af figur 3 ses det, at de forbrug der i EC Power skiller sig væsentligt ud, i forhold til gennemsnittet for kontorbygninger, er forbruget til trykluft, pumper og IT-udstyr. EC Power bruger en større andel til trykluft og pumper, men til gengæld en mindre andel til IT-udstyr. Årsagen til den markante forskel, kan muligvis forklares ved at der sammenlignes med et gennemsnit for kontorbygninger, hvor EC Power består af både produktions og kontorarealer. Da EC Power har et mindre forbrug til IT-udstyr i produktionen har de samtidig et større forbrug til pumper og trykluft. Procentvis fordeling af elforbrug Trykluft Pumper Vent. Køling IT udstyr Belysning Det fremgår også af fordelingen, at belysningen i EC Power udgør 40% af det årlige elforbrug og dermed udgør belysningen den største andel af elforbruget. Sammenlignet med gennemsnittet for kontorbygninger udgør belysningen i EC Power dog 2% mindre end gennemsnittet. Små motorer EC Power 4% 7% 14% 5% 15% 40% 14% Kontorer gennemsnit 1% 2% 13% 6% 24% 42% 14% For at vurdere om der er et væsentligt potentiale for besparelse på elforbruget til belysning kan der bestemmes et nøgletal for virksomhedens elforbrug. Ved beregning af nøgletal kan der foretages sammenligning af forskellige virksomheder, nøgletal kan bestemmes på flere niveauer, f.eks. pr. produkt, pr. afdeling eller pr. Side 6 af 49

15 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme virksomhed (Foreningen for energi og miljø, 2002, p. 164). I dette tilfælde er der valgt at bestemme et nøgletal for virksomhedens elforbrug pr. etageareal, da netop dette vil kunne give en indikation om virksomhedens elforbrug til belysning ligger væsentligt over gennemsnittet. Til sammenligning af dette nøgletal med andre virksomheder, har det været muligt at komme i besiddelse af friske nøgletal fra Grundfos underafdelinger i Brøndby og Årslev (B2.3). Ved deltagelse i medlemsmødet i Dansk Industri, blev der holdt et foredrag af Klaus E. Christensen fra Grundfos, omkring deres optimeringsløsninger. I den forbindelse blev der fremvist en række energinøgletal fra 2012 for koncernens danske virksomheder. Nøgletallene blev gjort tilgængelige for deltagerne efter mødet. Årsagen til at netop disse to Grundfos afdelinger er valgt til sammenligning, er fordi de udfører processer der minder om produktions og udviklingsprocessen i EC Power, samt fordi de ligner hinanden størrelsesmæssigt. Grundfos i Brøndby er et serviceværksted med 35 ansatte og størrelsesmæssigt med et bebygget areal på 2.436m 3. Virksomheden i Årslev er en produktionsvirksomhed med et areal på 1.789m3 og med 23 ansatte. EC Power har et bebygget areal på 5204m 3 ifølge BBR og havde, som nævnt i afsnit på s. 4, et årligt elforbrug på 244MWh (B1.5). I tabel 1 er nøgletallene for EC Power sammenlignet med nøgletallene for de to Grundfos afdelinger. EC Power Produktion Grundfos Brøndby Serviceværksted Grundfos Årslev Produktion Elforbrug/areal [kwh/m 3 ] 46,9 59,0 38,8 Procentisk forhold 100% 126% 83% Tabel 1: Sammenligning af nøgletal for elforbrug (B2.3) Tallene i tabel 1 viser, at EC Power ligger placeret mellem afdelingerne Brøndby og Årslev, flere ukendte faktorer gør, at en sammenligning på denne måde ikke kan føre til nogen endegyldig konklusion. Tallene kan derfor udelukkende bruges til, at give en indikation på om forbruget i EC Power ligger på niveau med lignende virksomheder. Med udgangspunkt i sammenligningen af nøgletallene vurderes det at der sandsynligvis kan findes besparelser på elforbruget. Men samtidig viser de indledende undersøgelser umiddelbart, at der ikke findes et særligt stort besparelsespotentiale ved optimering af elforbruget Side 7 af 49

16 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Gasforbrug Som nævnt i indledning har virksomheden oplevet en vækst i salget over de sidste to år og det er derfor interessant at undersøge om udviklingen har haft indflydelse på naturgasforbruget. På naturgas distributørens hjemmeside har det været muligt at indhente oplysninger om de tidligere gasforbrug, som er registreret på virksomhedens tre gashovedmålere (B2.1.6). Ved gennemgang af de installerede gasforbrugere, ses det at den ene hovedmåler udelukkende registrerer gasforbruget til en gasluftvarmer som opvarmer lagerhallen. Den anden hovedmåler registrerer udelukkende gasforbruget til en gaskedel der står for opvarmning af brugsvand og rumvarme til ca. halvdelen af virksomhedens kontorarealer. Den sidste hovedmåler registrerer både forbruget til testcellerne og forbruget til opvarmning af brugsvand og rumvarme i produktionsarealerne, samt den resterende del af kontorarealerne. Gasforbrugene for de tre hovedmålere og summen af gasforbrugene for 2008 frem til i dag, er præsenteret i figur 4. Tusinde Gasforbrugets udvikling 2008 til Summeret årsforbrug Testceller + Rumvarme og v. vand i kontor Rumvarme lager (gasfyr) Rumvarme & v. vand kontor (gaskedel) Gas [Nm3] Medio 2008 Medio 2009 Medio 2010 Medio 2011 Medio 2012 Medio 2013 Figur 4: Gasforbrugets udvikling fra 2008 til 2013, forbrug indhentet fra naturgas.dk (B2.1.6) Som det kan ses af diagrammet, er der sket en markant stigning i virksomhedens totale gasforbrug, gasforbruget er siden 2008 steget med over 64% (B2.1.6). Det fremgår også, at forbruget til gasmåleren som er tilknyttet testcellerne, næsten alene forsager denne stigning. Årsagen til den markante stigning i naturgasforbruget vurderes derfor primært at skyldes et forøget brændselsforbrug til testcellerne, men der tages også forbehold for, at en del af forøgelsen kan skyldes andre forhold. Da virksomheden har været i konstant udvikling kan en andel af stigningen også skyldes et øget varmeforbrug til rumopvarmning. Sid e 8 a f 49

17 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Overskudsvarme Naturgasforbruget til testcellerne udgør, ifølge figur 1 på s. 4, 34% af virksomhedens årlige energiforbrug, ved testkørslerne produceres der som nævnt i indledningen både varme og elektricitet. EC Power udnytter testcellernes el-produktionen, men ikke varmeproduktionen som bortledes via kølesystem. Der foretages ikke måling af mængden af bortledt varme, men med udgangspunkt i virkningsgraderne for XRGI-anlæggene kan der laves et estimat på den producerede varmemængde. Ifølge produktspecifikationerne for XRGI 15 er varmevirkningsgraden 62% og el virkningsgrad på 30%, for XRGI 20 er varmevirkningsgraden 64% og el virkningsgrad på 32% (B1.6). Det ses at forholdet mellem el- og varmevirkningsgraden ca. er 2 for begge anlæg. Med udgangspunkt i virkningsgraderne kan det antages, at den årlige varmeproduktion er det dobbelte af el-produktionen. Med en el-produktion for perioden 2012/2013 på 114MWh må den estimerede varmeproduktion dermed være 228MWh. 2012/2013 Målt el-produktion Estimeret varmeproduktion XRGI 20/15 gennemsnitlige virkningsgrader 31% 63% Produktion i kwh Tabel 2: Estimeret varmeproduktion, med udgangspunkt i el-produktionen og virkningsgraderne (B1.6) Estimatet viser, at EC Power bortleder en stor mængde varmeenergi i deres kølesystem som potentielt kan udnyttes. Der tages naturligvis forbehold for estimatets nøjagtighed da der er flere faktorer som spiller ind Udnyttelse af overskudsvarme Som nævnt tidligere i afsnit på side 4 udgør naturgasforbruget 80% af virksomhedens samlede energiforbrug, en reducering af naturgasforbruget vil dermed have stor indflydelse på virksomhedens samlede energiforbrug. Gasforbruget til testkørslerne udgør ca. halvdelen af det samlede gasforbrug. Det vil derfor være interessant at undersøge om den estimerede overskudsvarmeproduktionen på 228MWh, beregnet i tabel 2, kan udnyttes i virksomheden. Ved gennemgang af virksomheden, samt ved samtaler med de ansatte, viser det sig at overskudsvarmen tidligere er blevet udnyttet til rumvarme i virksomhedens produktionsarealer. Varmen er blevet udnyttet ved hjælp af kalorifere, som den på billede 1. Disse er i dag frakoblet og varmeenergien afsættes i stedet for i køleanlæggets udvendige køleventilatorer. Efter udsagn fra flere af de ansatte er det ca. 2 år siden, at kalorifererne i produktions- og konstruktionshallen har været i brug. Efter samtale med Jens-Otto, Ingeniør hos EC Power, kommer det frem at virksomheden for ca. 2 år siden havde besøg af Skat. Efter besøget blev alle kalorifere frakoblet. Årsagen til dette var, at naturgassen til testkørslerne var uden afgift og derfor måtte overskudsvarmen fra testkørslerne ikke udnyttes i Billede 1: En af tre frakoblede kalorifere 2013 Side 9 af 49

18 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme virksomheden. Hvis virksomheden alligevel udnytter overskudsvarme vil retten til godtgørelse af energiafgift bortfalde. Set fra et energimæssigt synspunkt virker det forkert, at det bedre kan betale sig for virksomheden at bortlede deres overskudsvarme til det fri, fremfor at udnytte overskudsvarmen i virksomheden. Efter besøget fra Skat har der været en bekymring i virksomheden for, at skulle tilbagebetale energiafgifter hvilket har betydet, at mulighederne for udnyttelse af overskudsvarme ikke er blevet undersøgt nærmere. Derfor vil det være interessant med en undersøgelse af reglerne på området, for at afklare om det kan betale sig rent økonomisk for virksomheden at udnytte overskudsvarmen Hinnerup Fjernvarme I sommeren 2012 oplevede EC Power problemer med at holde temperaturen nede i køleanlægget til testcellerne. Virksomheden står derfor i den kommende tid over for en beslutning om, at øge kapaciteten på det nuværende køleanlæg, eller evt. finde andre muligheder for at bortlede varmen. På grund af kapacitetsproblemer med det eksisterende køleanlæg og virksomhedens fokus på reduktion af de årlige energiudgifter, indledte EC Power og Hinnerup Fjernvarme, i november 2012, drøftelser om muligheden for at udnytte overskudsvarmen fra testcellerne i Hinnerup Fjernvarmenet. Hinnerup Fjernvarmes interesse i at købe overskudsvarmen, er beskrevet i et notat fra december 2012 udarbejdet af Hinnerup Fjernvarme i samarbejde med DFP, Dansk Fjernvarmes Projektselskab. Notatet beskriver bl.a. parternes individuelle interesser i projektet, notatet indeholder også et økonomisk overslag for etableringen af ledningsanlæg, samt et forslag til finansiering af projektet. Økonomisk forventer EC Power at samarbejdet med Hinnerup Fjernvarme, kan give en årlig indtægt på ca. kr med udgangspunkt i den nuværende produktion af overskudsvarme (B1.3) Opsummering De indledende undersøgelser af virksomhedens energiforhold viser, at naturgasforbruget udgør 80% af virksomhedens samlede energiforbrug mens elforbruget kun udgør 20%. En reducering af naturgasforbrug vil dermed have den største indflydelse på virksomhedens samlede energiforbrug. Kortlægningen over virksomhedens elforbrug i 2012/2013 indikerer, at forbruget i EC Power ligger på niveau med den gennemsnitlige fordeling for lignende virksomheder. Undersøgelsen af elforbrugets udvikling over en 2 årig periode viser et fald i el-produktionen. Faldet har resulteret i et forøget el-indkøb, eftersom det totale elforbrug i perioden næsten har været konstant. Undersøgelsen af naturgasforbrugets udvikling over en 6 årig periode, viser en markant stigning i gasforbruget på 68% fra 2008 til Med baggrund i salgsvæksten og dermed øget testkørsler vurderes det, at stigningen primært er forsaget af et forøget brændselsforbrug til testcellerne. Med udgangspunkt i el-produktionen for 2012/2013 estimeres produktionen af overskudsvarme til 228MWh (tabel 2) som bortledes via køleanlægget, energi som potentielt kan udnyttes. Ved gennemgang af virksom- Side 10 af 49

19 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme heden viser det sig at overskudsvarmen tidligere har været udnyttet til rumvarme. Reglerne angående udnyttelse af overskudsvarme bør derfor undersøges nærmere, for at afklare om det kan betale sig rent økonomisk for virksomheden at udnytte overskudsvarmen. Efter at virksomheden i sommeren 2012 oplevede kapacitetsproblemer med deres køleanlæg til testcellerne, har virksomheden indledt drøftelser med Hinnerup Fjernvarme om muligheden for, at udnytte overskudsvarmen fra testcellerne i fjernvarmenettet. Økonomisk forventer EC Power at samarbejdet kan give en årlige indtægt på ca. kr ved den nuværende overskudsvarmeproduktion Side 11 af 49

20 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 2.2 Problemformulering Den overordnede problemstilling er, at EC Power ønsker at optimere deres energiforbrug, med det formål at reducere de årlige energiudgifter. Med udgangspunkt i foranalysen vurderes det, at der er størst potentiale i at optimere på virksomhedens gasforbrug. Potentialet ses i muligheden for at udnytte overskudsvarmen som produceres ved testkørsel af XRGI-anlæggene. Hvordan varmen bedst udnyttes bør undersøges nærmere, virksomheden har umiddelbart to muligheder for et få en økonomisk gevinst ved udnyttelse af overskudsvarmen. Overskudsvarmen kan sælges til Hinnerup fjernvarme, eller overskudsvarmen kan udnyttes internt og dermed muligvis reducere gasudgifterne til rumvarme og opvarmning af brugsvand i virksomheden. Den valgte problemstilling vil blive bearbejdet med udgangspunkt i følgende hovedspørgsmål og underspørgsmål Hovedspørgsmål Hvor meget kan EC Power reducere deres årlige energiudgifter ved udnyttelse af overskudsvarmeproduktionen fra testcellerne? Underspørgsmål - Hvilke regler findes der for udnyttelse af procesenergi fra mindre CHP-anlæg? - Hvilke afgifter skal der betales i forbindelse med udnyttelse af overskudsvarme? - Hvor meget overskudsvarme produceres der fra testcellerne? - Hvornår er overskudsvarmen til rådighed? - Hvor meget kan det årlige energiforbrug reduceres ved udnyttelse af overskudsvarme? - Hvad er de økonomiske konsekvenser ved udnyttelse af overskudsvarmen? - Er det økonomisk rentabelt at sælge overskudsvarme til Hinnerup Fjernvarme? - Hvor stor en investering skal der til for at udnytte overskudsvarmen? - Kan der opnås tilskud til projektet? 2.3 Projektafgrænsning Der er i rapporten valgt, at fokusere på muligheden for at forbedre driftsøkonomien ved udnyttelse af overskudsvarme. Ved udnyttelse af procesenergi er der adskillige regler og afgifter som skal overholdes. Rapporten vil forsøge at afdække disse regler for at sikre, at optimeringsforslag kan gennemføres. Da det er virksomhedens ønske, at få afdækket det økonomiske aspekt vedr. udnyttelse af overskudsvarme, vil der være mest fokus på de økonomiske konsekvenser og mindre fokus på et egentligt teknisk løsningsforslag. 2.4 Projektstyring Der er fra projektets begyndelse opstillet en estimeret tidsplan (B1.1, Gantt kort), som indeholder en beskrivelse af tidsforbruget på de forventede opgaver. Tidsplanen dækker over tidsperioden fra d. 18. februar til d. 3. maj. Tidsplanen er opdateret løbende, for til sidst at kunne sammenholde den estimerede tidsplan med den aktuelle og derved danne grundlag for en intern evaluering af projektforløbet. Side 12 af 49

21 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 2.5 Metode og teorivalg Rapporten omhandler en analyse af energiforbruget og energiudgifterne i produktionsvirksomheden EC Power i Hinnerup, herunder undersøges energiafgiftslovgivningen samt den aktuelle energiaftale. En overvejende del af rapporten er derfor baseret på fagområderne Energiledelse og Administrativledelse. Der undervises i disse fagområder på Aarhus Maskinmesterskole, flere metoder og teorier fra undervisningen finder anvendelse i rapporten. I forbindelse med undervisning i administrativledelse på AAMS, er retinfo.dk blevet præsenteret, alle lovtekster der refereres til i rapporten er hentet fra retsinfo.dk. Den faglige viden omkring varmeenergiberegninger og varmekilder er primært indhentet fra følgende kilder; Varmeståbi (Andersen, et al., 2012), Den lille blå om varme (Hvenegaard, et al., 2008) og Energihåndbogen (Foreningen for energi og miljø, 2002). Da disse nævnte kompendier bliver anvendt som undervisningsmateriale på AAMS, anses disse for værende valide. Den øvrige teoretiske viden omkring regulering, termiske maskiner, er bl.a. indhentet i følgende litteratur: Praktisk regulering og instrumentering (Heilmann, 2007), Termodynamik (Eriksen, et al., 2007). Bøgerne anvendes som undervisningsmateriale på AAMS, og vurderes derfor for værende pålidelige. For at validere måleresultaterne vil der blive anvendt forskellige målemetoder. Ved flow og energimåling på køleanlægget er der foretaget kontrol måling af Kamstrup Multical måleren (B2.4), med en ultralydsflowmåler venligst udlånt fra Tech Instrumentering, det vurderes efterfølgende om måleresultaterne er konsistente(b1.24). Ved udarbejdelsen af rapporten er der hentet inspiration og vejledning til projektstyring og rapportskrivning fra henholdsvis Kompendium Projektstyring rev.1 (Benny Dalgaard, 2007) og Rapportskrivning 2012 (Henrik Kerstens, Søren Skøtt Andreasen, 2012) Side 13 af 49

22 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 3 Varmekilder EC Powers varmebehov dækkes udelukkende af naturgas, i dette kapitel vil virksomhedens gasinstallationer som anvendes til opvarmning af rum og brugsvand blive gennemgået. Dette kapitel danner dermed grundlaget for den efterfølgende detaljerede kortlægning af gasforbruget i kapitel Rumvarme og varmt vand I det efterfølgende vil de enkelte komponenter i gasinstallationen blive gennemgået efter rumopdeling. For at danne et overblik over virksomhedens rumfordeling, ses nedenfor på figur 5 en forenklet plantegning over hele virksomheden. De nævnte virkningsgrader i de følgende underafsnit til 3.1.4, er beskrevet ud fra det synspunkt at røggastabet er det eneste tab fra de gasfyrede anlæg, dermed ses der bort fra tab fra kedeloverflader og tab til hjælpeenergiforbrug som f.eks. pumper og ventilatorer. Konstruktion 4 x testceller i udviklingsafd. Lager 4 x testceller i produktionsafd. + 2 x nye testceller til juni 2013 Administration/ kontorer Produktion Reception/ kontorer Figur 5: Plantegning over EC Power, Hinnerup (se evt. bilag B1.7 for detaljeret plantegning) Side 14 af 49

23 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Lagerlokale Virksomhedens lagerhal opvarmes af en gasfyret luftvarmer opsat i 1991 med en max ydelse på 250kW (B1.8). Luftvarmeren er af typen klasse A, hvor røggas og den opvarmede luft holdes adskilt. I forhold til naturgassens nedre brændværdi har gasbrænderen i luftvarmeren en målt virkningsgrad på 93,4% ved en indfyret effekt på 183kW (B1.9). Indsugnings og forbrændingsluften tages direkte fra lagerlokalet, indtaget til indsugningsluften sidder ved gulvet og den opvarmede luft fordeles ved hjælp af ventilationsrør. Ventilationsrørene forgrener sig ud under tagkonstruktionen i hver sin ende af lageret og den opvarmede luft indblæses igennem en række af dyser monteret på ventilationsrørene (B1.7). Luftvarmeren er temperaturstyret og sætpunktstemperaturen er i dag- og nattetimerene indstillet til 17,5 o C. Ulemperne ved denne type luftvarmer er, at blæseren som ventilere rumluften støjer og at der ved store lofthøjder kan opstå betydelige temperaturforskelle mellem loft og gulv. Lofthøjden på lageret er i gennemsnit ca. 6 m, ved en temperatur på 18 o C i opholdszonen vil temperaturen under loftet blive 29 o C ifølge figur 6 nedenfor (Andersen, et al., 2012, p. 367). Det er sandsynligt at temperaturforskellen forøges yderligere ved, at indsugningsindtaget sidder placeret i gulvhøjde mens den opvarmede luft udblæses fra ventilationsrørene i ca. 5,5 meters højde Produktions- og konstruktionslokaler Opvarmningen af virksomhedens produktions og konstruktionslokaler beskrives her under samme afsnit, da der anvendes den samme type gasfyrede strålevarmere i begge lokaler. Der er installeret 4 strålevarmeflader i produktionslokalet og 2 i konstruktionslokalet, hver varmeflade er på 20kW (B1.7). Den gennemsnitlige virkningsgrad for gasbrænderne i varmefladerne, er ifølge de seneste servicerapporter 92,9% ved fuldlast, i forhold til den nedre brændværdi (B2.1.9). Strålevarmefladerne er temperaturstyrede og i begge lokaler er sætpunktstemperaturen i dag- og nattetimerne 21 o C. Strålevarmefladerne er opsat i 2010 efter nedtagning af en luftvarmer af samme model, som beskrevet ovenfor i afsnit (B1.8) (B1.10). Strålevarmefladerne blev valgt som erstatning for luftvarmeren hovedsagligt på grund af lave anlægsomkostninger Billede 2: Gasfyret luftopvarmer (Lager) Figur 6: Temperaturkurve for luftopvarmning og strålevarme ved rumtemperatur på 18 o C (Andersen, et al., 2012, p. 367) og fordi de ikke støjer (Andersen, 2013). En anden fordel ved strålevarme, er den væsentlig lavere temperaturgradient i forhold til luftopvarmning som det fremgår af figur 6 (Andersen, et al., 2012, p. 367). Grunden til at der er en væsentlig forskel på lufttemperaturfordeling ved strålevarme i forhold til luftvarme er, at varmefladerne opvarmer luften indirekte via gulv, vægge og inventar Side 15 af 49

24 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Strålevarmefladerne i produktions og konstruktionslokalerne opvarmer dermed luften til en mere jævn temperatur end luftvarmeren i lagerlokalet og dermed opnås også en bedre udnyttelse af varmeenergien Administrationslokaler Denne del af virksomheden er i to plan og består af en række kontorer, toiletter samt en kantine og et omklædningsrum med badefaciliteter. Disse lokaler forsynes med rumvarme og varmt vand fra et XRGI 20 anlæg og en kondenserende gaskedel der fungerer som backup hvis XRGI-anlægget er taget ud af drift. XRGIanlægget kaldes i virksomheden for test 9 ern og dette navn vil derfor blive anvendt i den følgende beskrivelse. Den kondenserende gaskedel er af mærket Milton Topline 35, kedlen er opsat i 2010 på samme tid som strålevarmefladerne beskrevet i afsnit ovenfor. Ifølge den seneste servicerapport er virkningsgraden for kedlen på 99% ved fuldlast på 35kW, målt i forhold til den nedre brændværdi (B1.9). Det ses at virkningsgraden for gaskedlen er væsentlig højere end for luftopvarmeren og strålevarmefladerne beskrevet i henholdsvis afsnit og Årsagen til dette er, at ved en kondenserende kedel udnyttes varmen i røggassen bedre (Andersen, et al., 2012, p. 200). Billede 3: 2 stk. Akkumuleringstanke og Milton 35 kw kondensrende gaskedel Billede 4: Til højre XRGI 20 anlæg (test 9 er) Test 9 ern anvendes til langtidstest og det er afgørende, at den har nogle virkelige forbrugsforhold at regulere efter, derfor er den tilkoblet administrationslokalerne i virksomheden (Andersen, 2013). XRGI-anlæggenes styring kan sættes op til, at regulere kraftvarmeproduktionen efter flere forskellige variabler og forudsætninger. Test 9 ern regulerer produktionen af el og varme efter behovet i administrationslokalerne, i tilfælde af at der er et større behov for el end for varme lagres varmeenergien i de 2 akkumuleringstanke på billede 3. Hvis tankene fyldes kan produktionen ikke fortsætte før energien i tankene forbruges. Ved stresstest af anlægget sker det ofte, at tankene fyldes og derfor er der i konstruktionshallen monteret en kalorifere som manuelt kan sættes i drift til afgivelse af varmeenergien fra akkumuleringstankene (Andersen, 2013). Der kan derfor opstå høje temperaturer i konstruktionslokalet når test 9 eren stresstestes. Den uhensigtsmæssige opvarmning afspejler sig også ved, at gasforbruget til strålevarmefladerne i konstruktionen er væsentligt lavere end til strålevarmefladerne i produktionslokalet, hvilket beskrives nærmere i kapitel 5. Ingeniør Jens Otto, som står for testkørsel af test 9 eren, har ytret et ønske om at sammenkoble administrationens og receptionens centralvarmesystem. På den måde får test 9 eren et større og mere passende forbrug at regulere efter, hvilket vil forbedre Jens Ottos muligheder for at udføre virkelighedstest af anlægget (Andersen, Side 16 af 49

25 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 2013). Det tages derfor med i overvejelserne om der evt. kan findes en bedre løsning for varmeafgivelse ved stresstest af test 9 er Reception og kontorer Efter at virksomheden gennemgik en ombygning af kontorarealerne, blev der i 2011 opsat en kondenserende gaskedel af mærket Milton Topline med en maksimal ydelse på 25kW. Gaskedlen dækker alene varmeforbruget til det lysegrønne areal beskrevet reception og kontorer på figur 5 på s. 14. Arealet dækker over to etager med reception, kontorer, toiletter og omklædningsrum med bad. Ved seneste service blev gaskedlens virkningsgrad målt til 98,8% ved fuldlast i forhold til den nedre brændværdi (B1.9) Side 17 af 49

26 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 4 Testceller Som det fremgår af plantegningen på side 14, har EC Power i alt 10 testceller inklusiv de 2 nye. De 4 af testcellerne er placeret i konstruktionsafdelingen og anvendes udelukkende af udviklingsafdelingen til f.eks. langtidstest, indregulering af nye komponenter, samt udvikling af nye koncepter. Det er derfor meget varierende hvor mange og hvor ofte der er anlæg i drift i disse testceller. I produktionslokalet foregår den produktionsafhængige testkørsel, der i alt 6 testceller, inklusiv de nye celler som tages i brug til juni Testkørslerne foregår regelmæssigt i arbejdstiden og der testes normalt 3-4 anlæg i hver testcelle pr. dag XRGI XRGI-anlæggene består grundlæggende af en gasdrevet forbrændingsmotor og en generator som producerer elektricitet. Kølevandet fra motoren og generatoren udnyttes ved hjælp af den indbyggede pladevarmeveksler i XRGI-anlægget eksterne varmefordeler. Varmefordeleren, på billedet nedenfor, er fastmonteret på væggen i testcellen og har påmonteret en rød ekspansionsbeholder. Varmefordeleren veksler varmen fra motorens kølevand til køleanlæggets cirkulationsmedie og holder samtidig, ved hjælp af regulering af en trevejsventil, fremløbstemperaturen konstant til mellem o C (B1.6). På grund af varmefordelerens konstante regulering kan anlæggene køre ved returtemperaturer fra 5-75 o C (B1.6). Billede 5: Testcelle i produktionen Anlæggene produceres som nævnt i fire forskellige størrelser, XRGI 6, 9, 15 og 20 kw målt i el-produktion, mængden af varmeenergi der produceres i testcellerne afhænger af hvilke anlæg der testes. Virkningsgraden på anlæggene varierer også efter størrelse, se tabel 3. XRGI Gennemsnit Max termisk ydelse i kw Max elektrisk ydelse i kw 13, Termisk virkningsgrad 64% 65% 62% 64% 64% Elektrisk virkningsgrad 28% 29% 30% 32% 30% Total virkningsgrad 92% 94% 92% 96% 94% Tabel 3: Sammenligning af XRGI virkningsgrader samt beregning af gennemsnitlige virkningsgrader (B1.6) Side 18 af 49

27 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme I tabellen er der beregnet en gennemsnitlig termisk og elektrisk virkningsgrad for de fire forskellige anlæg, de gennemsnitlige virkningsgrader anvendes til beregning af varmeproduktionen i kapitel 6 på s. 22. Da oversigter over den årlige produktion af anlæg ikke har været tilgængelig, vurderes det at der testes lige mange af hver anlægstype. Det antages samtidig at det ikke får en væsentligt betydning for beregningerne i kapitel 6, at der anvendes en gennemsnitlig virkningsgrad Side 19 af 49

28 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 5 Kortlægning af gasforbrug Der er foretaget en kortlægning af gasforbruget for maj 2012 til april 2013, fordelt på de enkelte varmekilder nævnt i kaptitel 3, herunder gaskedler, gasluftvarmer, strålevarmere og test 9 er. Som nævnt i indledning, kapitel s. 8, er det kun gasforbruget på de tre hovedmålere som årligt registreres. For at lave en detaljeret kortlægning af gasforbruget pr. varmekilde, er der foretaget yderligere registreringer af gasforbruget. 5.1 Nuværende fordeling af gasforbrug 12/13 Gasluftvarmeren i lagerlokalet og gaskedlen i receptionen er tilkoblet hver deres hovedmåler og forbruget registreres derfor af gasleverandøren og fremgår af årsopgørelsen (B1.4). Den tredje hovedmåler registrerer gasforbruget til de øvrige varmekilder samt testcellerne. Gasforbruget til testcellerne er aflæst hver måned af virksomhedens bi-målere i hver testcelle (B2.2). Aflæst gasforbrug Nm 3 Periode: Testceller Gasluftvarmer Lager Gaskedel Recep./kontor Tabel 4: Gasforbrug på testceller (B2.2), hovedmåler nr og nr (B2.1.6) Det resterende gasforbrug er på Nm 3 og er fordelt på strålevarmefladerne, test 9 ern og gaskedlen (B2.1.6). Deres individuelle forbrug er ikke registreret, derfor er der dagligt i perioden fra 22. marts til 30. april foretaget aflæsninger af bi-målerne for disse varmekilder (B2.1.7). Registreringen af gasforbruget på hver enkelt varmekilde har gjort det muligt, at lave en forholdsmæssig fordeling af det resterende gasforbrug, se tabel 5. Aflæst gasforbrug i Nm 3 Periode: Strålevarme Konstruktion Strålevarme Produktion Test 9 er Adm./kontor Gaskedel Adm./kontor Fordeling af gasforbruget i % 10,52% 56,43% 30,00% 3,05% Fordeling af rest. gasforbrug i Nm 3 ( Nm 3 ) Periode: Tabel 5: Fordeling af gasforbruget på hovedmåler nr (B2.1.6) Det resterende gasforbrug på Nm 3 er fordelt ud på de enkelte varmekilder, med udgangspunkt i den procentiske fordeling af gasforbruget for perioden 22. marts til 30. april. Det antages dermed, at gasforbrugets fordeling har været den samme for årsperioden maj 2012 til april 2013, som for den aflæste månedsperiode 22. marts til 30. april. Side 20 af 49

29 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme På figur 7 ses det årlige gasforbrug fordelt pr. varmekilde og pr. graddage i perioden (HMN Naturgas, 2013). Graddagene for 2012/13 til fordeling af årsforbruget er tillagt 100 graddage pr. måned til opvarmning af brugsvand (B2.1.12). Forbruget til testcellerne er baseret på virksomhedens månedlige aflæsninger i bilag (B2.2). Gas [Nm3] Tusinde Gennemsnit (årlig total Nm3) Gasforbrug Test 9'er XRGI 20 (admin.) Gaskedel Milton 35 (admin.) Gaskedel Milton 25 (recep.) Strålev. Panrad (kons.) Strålev. Panrad (prod.) Gasfyr Robot2000 (lager) Testceller maj-12 jun-12 jul-12 aug-12 sep-12 okt-12 nov-12 dec-12 jan-13 feb-13 mar-13 apr-13 Figur 7: Gasforbrugets fordeling maj 2012 april 2013 (B2.1.19) Gasforbrugene vist i diagrammet er stablet og i perioden var det samlede gasforbrug på Nm3. Gasforbruget til testcellerne udgjorde 43% af forbruget, resten af forbruget er gået til rumvarme og varmt vand i virksomheden. Det ses at forbruget til strålevarmefladerne i konstruktionslokalet, har været væsentligt mindre end forbruget til strålevarmefladerne i produktionslokalet. Den store forskel skyldes formentlig, at test 9 ern ved stresstest har afgivet varme via kalorifere til konstruktionslokalet som beskrevet i afsnit på s. 16. Som det fremgår af figur 7, udgør testcellerne en stor del af virksomhedens gasforbrug. Specielt i sommerhalvåret ses det, at forbruget til testcellerne er ca. det dobbelte af virksomhedens samlede forbrug til rumvarme og varmt vand. Der ses derfor et potentiale i, at overskudsvarmen fra testcellerne kan dække en del af virksomhedens varmebehov Side 21 af 49

30 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 6 Varmebehov og overskudsvarme Virksomhedens varmebehov bestemmes ud fra gasforbruget i figur 7 ovenfor, det antages at den energimængde der forbruges i form af naturgas, omsættes til varmeenergi med de beskrevne virkningsgrader i kapitel 3. Der er selvfølgelig en vis usikkerhed forbundet med at bestemme varmebehovet på denne måde, virkningsgraderne kan f.eks. variere alt efter varmekildernes belastning samt at naturgassens brændværdi kan variere i løbet af året. En evt. variationen i brændværdien eller virkningsgraderne vurderes ikke at have en afgørende betydning for resultatet af beregningerne. Med udgangspunkt i naturgasforbruget beskrevet i afsnit 5.1 havde virksomheden i perioden maj-12 til maj- 13 et varmebehov på 491 MWh til rumvarme og varmt vand, baseret på varmekildernes virkningsgrader, beskrevet i kapitel 3 (B2.1.12). I samme periode var produktionen af overskudsvarme fra testcellerne 266 MWh, baseret på den gennemsnitlige termiskvirkningsgrad beskrevet i tabel 3 på s. 18. På figur 8 nedenfor er virksomhedens varmebehov sammenlignet med den samtidige overskudsvarmeproduktion. Varme [kwh] Tusinde Figur 8: Varmebehov og overskudsvarme, beregnet i forhold til den nedre brændværdi (B2.1.25) Det ses af figur 8, at varmebehovet i vinterhalvåret er væsentlig større end i sommerhalvåret, mens testcellernes overskudsvarmeproduktion er næsten konstant i løbet af året. Overskudsvarmen kan dermed kun dække en lille andel af varmebehovet i de kolde vintermåneder, mens mængden af overskudsvarme overstiger varmebehovet i sommerhalvåret. Hvis overskudsvarmen udnyttes internt i virksomhedens vil dette sænke gasforbruget til de nuværende varmekilder og dermed sænke gasudgifterne. For at undersøge hvordan overskudsvarmeenergien kan udnyttes, og hvor stor en andel der potentielt kan udnyttes undersøges testcellernes køleanlæg. Varmefordeling Test 9'er XRGI 20 (admin.) Gaskedel Milton 35 (admin.) Gaskedel Milton 25 (recep.) Strålev. Panrad (kons.) Strålev. Panrad (prod.) Gasfyr Robot2000 (lager) Testceller Varmebehov gennemsnit (årlig total 491 MWh) Overkudsvarme gennemsnit (årlig total 266 MWh) maj-12 jun-12 jul-12 aug-12 sep-12 okt-12 nov-12 dec-12 jan-13 feb-13 mar-13 apr-13 Side 22 af 49

31 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 7 Køleanlægget Overskudsvarmeproduktionen fra testcellerne bortskaffes via køleanlægget som hovedsagligt består af en akkumuleringstank, en cirkulationspumpe og et udvendigt køletårn med ventilatorer. Anlægget har tidligere været styret af automatik, men i dag er alt styring ude af drift. Cirkulationspumpen og ventilatorerne på køletårnet styres derfor manualt. På figur 9 nedenfor ses et forenklet procesdiagram over anlægget, de to nye testceller er ikke påtegnet, men er tilkoblet på samme måde som de øvrige. Figur 9: Simpelt procesdiagram over det nuværende køleanlæg (se evt. komponenternes placering på bilag 1.7) Med udvidelsen af to nye testceller, vil køleanlægget på varme sommerdage have svært ved at holde retur temperaturen nede. Det er derfor påtrængende, at virksomheden investerer i et nyt køleanlæg eller finder på en anden løsning til bortskaffelse af den øgede varmeproduktion. Fremløbs- og returtemperaturen i køleanlægget betyder, at varmeenergien med fordel kan anvendes til andre formål såsom rumvarme og varmt vand eller salg til fjernvarmenettet Side 23 af 49

32 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 7.1 Køletårn Hvis virksomheden fortsat ønsker at anvende kølesystemet, er det nødvendigt at udvide kapaciteten på det nuværende køletårn (billede 6). For at undgå frostsprængninger i den udvendige køleflade er cirkulationsmediet i køleanlægget en blanding af vand og glykol som er frostsikret til ca. -15 o C. Kølefladens volumen er på 125liter (B1.11). Efter udsagn fra Tim Christiansen, som står for vedligeholdelsen af anlægget, vil det være ideelt hvis der i forbindelse med ændringer på systemet indregnes en varmeveksler til veksling mellem køletårn og det øvrige køleanlæg. Ved at lave denne opdeling er det kun cirkulationsmediet i køletårnet der skal frostsikres, og derved kan forbruget af frostsikret væske reduceres betydeligt. Køleanlægget vurderes at indeholde ca. 3000liter frostsikret væske, ved at indsætte varmeveksler mellem køletårnet og anlægget vurderes det at mængden af frostsikret væske kan reduceres til ca. 200 liter. 7.2 Akkumuleringstank Køleanlæggets akkumuleringstank er isoleret og har et volumen på 2250liter. Akkumuleringstanken er indsat i køleanlægget af den primære årsag, at XRGIanlæggenes styring ikke kan fungere uden signal fra deres Storage control. Storage control enheden overvåger differenstemperaturene i en akkumuleringstank (B1.13). I forbindelse med testkørslerne er det derfor vigtigt at temperaturen i tanken holdes nede, ellers vil XRGI styringen registrere fuldt varmelager og efterfølgende lukke ned. I sommerperioder hvor køletårnet ikke har kunnet afgive den producerede varmeenergi er akkumuleringstanken langsomt blevet fyldt og testkørslerne er efterfølgende gået i stå på grund af for høj returtemperatur. En overslagsberegning på hvor hurtigt den nuværende akkumuleringstank fyldes ved maks. belastning, kan give en indikation på om akkumuleringstankens Billede 6: Køleflade med 5 ventilatorer kapacitet er tilstrækkelig. Ved en samtidig testkørsel i 10 testceller og med en kølevandsdifferenstemperatur på 40 o C, samt en maks. varmeydelse på 40kW pr. XRGI20-anlæg jævnfør tabel 3 på s. 18, vil den nuværende akkumuleringstank fyldes på 13 min. (B1.12). Hvis køletårnets ventilatorer eller cirkulationspumpe falder ud, vil testkørslerne være nødsaget til at stoppe indenfor 13 min. ved maks. varmeproduktion. For driftsikkerhedens skyld vurderes det at køleanlæggets akkumuleringskapacitet bør udvides. Med fokus på udnyttelse af overskudsvarmen til rumvarmeformål, ses der også en stor fordel i at udvide virksomhedens varmelager, således at varme der produceres i dagtimerne kan anvendes i nattetimerne. Billede 7: 2250 liters akkumuleringstank med 100mm isolering Side 24 af 49

33 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 7.3 Varmetab Den omtalte overskudsvarme på 266 MWh i kapitel 6 på s. 22 er baseret på naturgasforbruget til testcellerne og den gennemsnitlige termiske virkningsgrad for XRGI-anlæggene (tabel 3, s. 18). For at undersøge hvor stor en del af den beregnede overskudsvarme energi, der reelt kan omdannes til rumvarme, udføres der et forsøg. Til forsøget anvendes en varmeventilator med tilstrækkelig kapacitet til, at afsætte overskudsvarmeproduktionen i forsøgsperioden. Overskudsvarmen afsættes i virksomhedens lagerlokale og varmeenergien måles med Kamstrup energimåler (B2.4). Formålet med forsøget er, at undersøge varmetabet i køleanlægget. Resultatet af forsøget vil derfor være en virkningsgrad, der beskriver forholdet mellem den teoretiske varmeenergiproduktion, med udgangspunkt i naturgasforbruget og den afsatte varmenergi i rummet Forsøgsopstilling Figur 10: Forsøgsopstilling til overskudsvarme udnyttelse 2013 Side 25 af 49

34 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme For at sikre, at alt den producerede overskudsvarme registreres af energimåleren i forsøgsopstillingen, blev det øvrige køleanlæg lukket fra, som det også fremgår øverst af figur 10. Da det øvrige køleanlæg var koblet fra i forsøgsperioden, var det nødvendigt med ekstra sikkerhed for, at forsøgets varmeventilator kunne følge med og afsætte alt overskudsvarmen. Derfor blev netop denne forsøgsperiode fra d. 18 april til d. 23 april valgt, da antallet af testkørsler var lavt og overskudsvarmeproduktionen tilmed lav. Billede 8: Flex coil varmeventilator i lagerhal De forskellige komponenter anvendt til forsøget har været forhåndenværende materialer fra virksomhedens lager. Pumpen anvendt til forsøget var af mærket Grundfos Magna , pumpen var en OEM version, som derfor er leveret uden display og kontrolmodul (B1.16). Pumpen kan dog styres med PWM signal og der blev derfor fremstillet en simpel PWM generator til styring af pumpens omdrejningshastighed (B1.15). Varmeventilatoren er af mærket Flex coil og havde tidligere været anvendt til absorptionsanlæg. Ved kontakt til leverandøren var det muligt at få lavet beregning på varmefladens effekt ved det ønskede temperatursæt og flow, se figur 10 ovenfor (B1.14) Forsøgsresultat Som nævnt var formålet med forsøget at undersøge varmetabet i køleanlægget. Der blev foretaget aflæsninger af gasforbruget til testcellerne og samtidig aflæsninger af energimåleren til varmeventilatoren, tabel 6. Med udgangspunkt i den forbrugte mængde gas til testcellerne i forsøgsperioden, samt den gennemsnitlige virkningsgrad for XRGI-anlæggene, er overskudsvarmeproduktionen beregnet, i forhold til den nedre brændværdi, tabel 6 kolonne 3. Forsøgsdata Gasforbrug testceller (målt) [Nm3] Produceret Overskudsvarme testceller (beregnet) [kwh] Afsat Overskudsvarme varmeflade (målt) [kwh] Afsat varme/ Prod. varme [%] kl. 16: kl. 09:00 87, % kl. 9:00-16:00 25, % Weekend 125, % kl. 9:00-16:00 72, % kl. 16: kl. 09:00 68, % Gennemsnitlig virkningsgrad 82% Tabel 6: Forsøgsdata og resultat (B2.1.7) Side 26 af 49

35 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Som det fremgår af tabellen, er det i gennemsnit 82% af den teoretisk beregnede overskudsvarmeproduktion der i sidste ende kan afsættes i varmefladen og dermed opvarme lagerlokalet. Resultat viser dermed, at der har været et tab på 18% i gennemsnit over forsøgsperioden. Tabet kan skyldes flere ting, for det første er der en hvis usikkerhed i beregningen på den producerede overskudsvarme. Beregningen tager udgangspunkt i den gennemsnitlige virkningsgrad som beskrives i afsnit på s. 18. Virkningsgraden er baseret på XRGIanlæggenes produktspecifikationer og er ifølge udviklingsafdelingen målt ved adskillige testkørsler på anlæg med driftstemperatur. De XRGI anlæg der testes i testcellerne kører normalt kun i korte periode på under 2 timer og forlader testcellerne med en højere temperatur end ved start af test. Der går derfor energi tabt til opvarmning af selve XRGI-anlæggene. Ud over tabet til opvarmning af XRGI-anlæggene, så vurderes det at, der også sker et betydeligt tab ved stråling fra en stor del af køleanlæggets ikke-isolerede rørsystem. Det vurderes derfor, at en del af tabet på de 18% kan reduceres ved eftermontering af rørskåle på køleanlæggets rørsystem. I beregningerne på den fremtidige fordeling af gasforbruget i kapitel 8, vil virkningsgraden på 82% finde anvendelse til beregning af tilgængelig overskudsvarme Side 27 af 49

36 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 8 Fremtidig fordeling af gasforbrug Det antages i kapitel 6 på s. 22 at det ved udnyttelse af overskudsvarme til rumvarme og varmt vand er muligt, at reducere virksomhedens gasforbrug til de nuværende varmekilder og dermed sænke gasudgifterne. Med udgangspunkt i den detaljerede kortlægning af gasforbruget i kapitel 5, s. 20 og med beregning af overskudsvarmeproduktionen i kapitel 6, s. 22, samt kendskab til virksomhedens køleanlæg kapitel 7, s. 23, er der udarbejdet et bud på gasforbrugets fremtidige fordeling. For at kunne bestemme det fremtidige gasforbrug, er der taget udgangspunkt i virksomhedens varmebehov fordelt pr. varmekilde. Den beregnede overskudsvarmeenergi er dernæst fordelt således, at varmebehovet på det enkelte varmekilder dækkes af overskudsvarmeenergi. Overskudsvarmen er fordelt efter følgende prioritet: 1. Lagerlokale 2. Konstruktionshal 3. Produktionshal Prioriteringen er gjort ud fra et hensyn til de ansattes komfort, på nuværende tidspunkt foregår opvarmning af konstruktions- og produktionslokalerne af strålevarmere, som er helt lydløse og dermed giver god komfort. Strålefladevarmen giver også en effektiv opvarmning i forhold til luftopvarmning som beskrevet i afsnit på s. 15. Derfor vurderes det, at ved anvendelse af overskudsvarme vil det give den største besparelse, at udnytte varmen i lagerlokalet således, at gasforbruget til luftvarmeren sænkes. Figur 11 nedenfor, viser den fremtidige fordeling af gasforbruget ved udnyttelse af overskudsvarme til rumvarme formål. Fordelingen er baseret på et uændret varmebehov og en uændret produktion af overskudsvarme fra testcellerne samt en uændret varmeproduktion fra test 9 eren. Der regnes med en overskudsvarme udnyttelsesgrad på 82% som bestemt i kapitel 7.3. Side 28 af 49

37 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Gas [Nm3] Tusinde Fremtidigt gasforbrug Test 9'er XRGI 20 (admin.) Gaskedel Milton 35 (admin.) Gaskedel Milton 25 (recep.) Strålev. Panrad (kons.) Strålev. Panrad (prod.) Gasfyr Robot2000 (lager) Testceller Gennemsnit (årlig total Nm3) Gennemsnit (årlig total Nm3) maj-13 jun-13 jul-13 aug-13 sep-13 okt-13 nov-13 dec-13 jan-14 feb-14 mar-14 apr-14 Figur 11: Fremtidig fordeling af gasforbruget (B2.1.21) Som det fremgår af figuren ovenfor vil det årlige gasforbrug kunne reduceres med Nm 3. Forudsætningen for at denne besparelse kan blive en realitet er, at der foretages en væsentligt ændring af det nuværende centralvarmesystem. Følgende forudsætninger skal imødekommes: Overskudsvarmen fra testcellerne udnyttes ved at installere kalorifere og/eller vandbåren strålevarme i virksomhedens konstruktions-, produktions- og lagerlokaler. Varmen fra test 9 eren udnyttes ved at sammenkoble virksomhedens centralvarmesystem således, at test 9 eren har mulighed for at dække både administrationens og receptionens varmebehov. På denne måde imødegås Jens Otto ønske om at få et større forbrug tilkoblet test 9 eren, beskrevet i afsnit på s. 16. Den nuværende varmelagerkapacitet i systemet forøges betydeligt således, at det er muligt at lagre tilstrækkelig varmeenergi til at dække varmebehovet uden for arbejdstid på hverdage. (ca. 16 timer). I vinterhalvåret må det forventes, at der i weekender og ferier anvendes eksisterende gaskedler, luftvarmer og strålevarme, til at opretholde rumtemperaturen i virksomheden. I sommerhalvåret forventes det, at produktionen af overskudsvarme overstiger virksomhedens varmebehov og det vil derfor være nødvendigt at bibeholde de eksisterende udvendige køleventilatorer, eller evt. investere i fjernvarmestreng og dermed sælge varmen Side 29 af 49

38 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Uanset hvilken løsning der vælges skal der implementeres en varmeveksler mellem køleanlægget og det nuværende køletårn, for at undgå at cirkulere frostsikret væske i hele bygningens centralvarmesystem. Hvordan disse forudsætninger kan imødekommes beskrives nærmere i kapitel 11. En besparelse på det årlige gasforbrug på Nm 3, vil formentlig reducere de årlige udgifter til naturgas. Hvor meget den økonomiske besparelse beløber sig til, afhænger af flere faktorer, bl.a. skal der betales afgift af den udnyttede overskudsvarme, da varmen kommer fra et afgiftsgodtgørelsesberettiget naturgasforbrug. Afgiftssatserne på naturgassen og godtgørelsen heraf, har dermed også en stor indflydelse på den potentielle besparelse. Derfor undersøges afgiftssatserne og lovgivning på området i kapitel 9. Side 30 af 49

39 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 9 Energi- og miljøafgifter EC Power er forbruger af primært to energiprodukter, naturgas og elektricitet, disse energiprodukter er pålagt forskellige miljø- og energiafgifter. Dette kapitel afdækker hvilke afgifter EC Power er pålagt vedrørende naturgas og hvilke muligheder virksomheden har for godtgørelse af disse afgifter. De forskellige afgiftssatser som beskrives igennem dette kapitel, danner grundlaget for beregningerne i det efterfølgende kapitel 10 som omhandler EC Powers nuværende og fremtidige gasudgifter. I praktik perioden udarbejde jeg et notat omkring muligheden for intern udnyttelse af overskudsvarme for EC Power (B2.5). I forbindelse med, at virksomheden ønskede en vurdering at forslaget, blev der d. 19. april 2013 afholdt møde hos EC Power. På mødet deltog Mogens Andersen CFO hos EC Power, Jens Chr. Bogner projektleder hos EC Power og Michael Troelsgaard afgiftsekspert fra revisionsfirmaet PricewaterhouseCoopers, samt undertegnede. Formålet med mødet var, at få vurderet forslagets eksistensgrundlag og at få afklaret spørgsmål vedrørende den behandlede lovgivningen. Flere af de vurderinger der bliver foretaget i dette kapitel, tager udgangspunkt i dette møde og den efterfølgende korrespondance med Michael Troelsgaard (B1.21). 9.1 Punktafgifter på naturgas Alle energiprodukter der anvendes i Danmark, herunder f.eks. naturgas, olie, kul osv. er belastet med miljø og energiafgifter. Energi og miljøafgifter er en fælles betegnelse for en række forskellige punktafgifter, disse punktafgifter varierer alt efter hvilket energiprodukt der er tale om. Naturgas er belastet med naturgas-, CO²og NOx-afgift, hvis naturgassen anvendes som brændsel i motorer skal der i nogle tilfælde også betales metan afgift. Dette afsnit beskriver de generelle forhold og betingelser for punktafgifter, samt afgiftsgodtgørelse og danner dermed, grundlaget for forståelse af disse følgende underafsnit: Naturgasafgift CO2 afgift NOx-afgift Metan-afgift (hvis anvendt til motorer) I de enkelte underafsnit beskrives de gældende regler og afgiftssatser som har indflydelse på virksomhedens naturgas udgifter. Med udgangspunkt i EC Powers anvendelse af naturgas, vil det også i hvert underafsnit fremgå hvilke muligheder virksomheden har for godtgørelse af de enkelte punktafgifter. En fælles betingelse for, at en virksomhed kan opnå godtgørelse af energiafgifter på naturgas er, at naturgassen anvendes til procesformål. Da EC Power både anvender naturgas til rumvarme og opvarmning af brugsvand, samt procesformål, skelnes der i beskrivelsen afgiftssatserne imellem: Naturgas til rumvarme og varmt vand Naturgas til procesformål For at naturgassen kan betragtes som procesenergi er der grundlæggende to betingelser som skal være opfyldt (PricewaterhouseCoopers, 2013, p. 29): 2013 Side 31 af 49

40 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 1. Gassen er anvendt til en produktion, hvor varen undergår en forandring. 2. Gassen er anvendt til fremstilling af en vare, der er bestemt til en afsætning. Ifølge Michael Troelsgaards vurdering, kan gassen anvendt til testkørslerne i produktionen hos EC Power opfylde betingelserne for procesenergi. Når energiprodukter opfylder kriterierne for procesenergi kan der opnås hel eller delvis refusion for en eller flere af energiafgifterne (PricewaterhouseCoopers, 2013, p. 29). Der gøres opmærksom på, at de fremtidige afgiftssatser nævnt i dette kapitel, ifølge gældende lovgivning, kan ændres for hvert år frem til Afgiftssatserne vil efter 2015 blive reguleret ud fra nettoprisindekset (PricewaterhouseCoopers, 2013, p. 12) Naturgasafgift I tabel 7 ses udvikling i energiafgiftssatserne på naturgas anvendt som henholdsvis motorbrændsel og ikke motorbrændsel. Afgiftssatserne for naturgas der ikke anvendes til motorer blev 1. feb ændret og afgiftssatserne i tabel 7 er opdateret i henhold til de seneste ændringer af gasafgiftsloven angivet i LOV nr. 70 af 30/01/2013 bilag 2. Energiafgift på naturgas (39,6 MJ) feb Naturgas, dog ikke til motorer Øre/Nm 3 227,0 231,1 235,3 239,5 279,5 284,5 Naturgas til motorer (inkl. stationære) Øre/Nm 3 282,8 288,0 293,1 282,1 287,2 292,3 Tabel 7: Nyeste satser (bilag 2 i LOV nr. 70 af 30/01/2013), Satser motorer (bilag 3 i LOV nr af 28/12/2011) Afgiftssatsen for naturgas der anvendes til gaskedler, gasstrålevarmere og lign. gasforbrugere som ikke kan betegnes som motorer, er på 279,5 øre/nm 3 for perioden 1. feb til 1. jan Denne afgiftssats finder anvendelse i beregninger på virksomhedens nuværende gasudgifter til rumvarme og varmt vand. Den tilsvarende afgiftssats for 2014 anvendes til beregning af virksomhedens fremtidige gasudgifter til rumvarme og varmt vand For naturgas der bruges som motorbrændstof, findes der en særlig afgiftssats på 287,2 øre/nm 3. Selvom de XRGI-anlæg der testkøres i virksomheden er bygget op omkring stempelmotorer skal der ifølge Michael Troelsgaards vurdering betales den almindelige naturgasafgift på 279,5 øre/kwh (B1.21). Da det ikke har været muligt at finde vejledninger i lovgivningen indenfor netop test af gasmotorer i produktion, tages der udgangspunkt i Michael Troelsgaards vurdering. Det betyder dermed, at der anvendes den samme naturgasafgiftssats på 279,5 øre/nm 3 til beregning af gasudgifterne til testkørslerne, som der anvendes til rumvarme og varmt vand Godtgørelse naturgasafgift For at virksomheden kan få godgjort naturgasafgiften findes der tre hovedbetingelser i naturgasafgiftsloven, som skal være opfyldt (LBK nr. 312 af 01/04/2011 8): 1. Energien skal være forbrugt af virksomheden 2. Energien må som hovedregel ikke være anvendt til rumvarme og opvarmning af vand samt komfortkøling. 3. Energien må ikke være anvendt til motorbrændstof Side 32 af 49

41 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Disse grundlægende betingelser er også gældende for godtgørelse af de øvrige energiafgifter. EC Power opfylder den 1. betingelse da alt indkøbt naturgas anvendes i virksomhedens testcellerne eller til rumvarme og varmt vand. EC Power sælger heller ikke andre energiformer som oprindeligt kommer fra naturgas. Den 2. betingelse betyder, at der ikke kan opnås godtgørelse af naturgasafgiften for den registrerede mængde naturgas anvendt til rumvarme og varmt vand. Da virksomhedens XRGI-anlæg er motorbaserede betyder den 3. betingelse umiddelbart at der heller ikke kan opnås afgiftsgodtgørelse af naturgas anvendt til testcellerne. Men i henhold til naturgasafgiftsloven 10 stk. 2 findes der dog en undtagelse som tillader at naturgassen anvendes som motorbrændstof (LBK nr. 312 af 01/04/ stk. 2): Afgiften af gas, der anvendes som motorbrændstof, tilbagebetales ikke. Undtaget herfra er afgiften af gas, der anvendes som motorbrændstof ved afprøvningen af gasmotorer i forbindelse med produktionen af disse. Dermed vurderes det at testkørslerne i produktionen hos EC Power opfylder betingelserne for procesenergi. Da EC Power produktionsproces overholder betingelserne kan virksomheden få godtgørelse for naturgasafgiften på den andel af gasforbruget som anvendes til testkørsler. Ved godtgørelse af naturgasafgift er der vedtaget en nedsættelse af godtgørelsen af naturafgift for perioden 2010 til 2013, procentsatserne i tabel 8 er opdateret i henhold til de seneste ændringer af gasafgiftsloven angivet i LOV nr. 70 af 30/01/2013 bilag 2: Nedsættelse af afgiftsgodtgørelse 1. feb dec ,7% 1. jan jan ,8% 1. jan dec ,1% 1. jan dec ,7% 1. jan dec ,8% Tabel 8: Nyeste procentsatser for nedsættelsen af godtgørelsen af energiafgift på brændsler (LOV nr. 70 af 30/01/ pkt. 7) Med udgangspunkt i den aktuelle procentiske nedsættelse af afgiftsgodtgørelsen gældende fra 1. feb. 2013, kan virksomheden få godtgjort 87,3% af naturgasafgiften, denne procentsats finder anvendelse i kapitel 10 for beregning af afgiftsrefusionen. Eftersom der endnu ikke er offentliggjort en procentsats for 2014 vil procentsatsen på 87,3% også finde anvendelse til beregning af afgiftsgodtgørelsen ved fremtidige gasudgifter CO 2 afgift På alle brændsler herunder også naturgas er der pålagt CO²-afgift. I tabel 9 ses de gældende afgiftssatser for CO2 på naturgas ifølge LBK nr. 321 af 04/04/2011 bilag 2 pkt. 12. CO2 afgift på naturgas (39,6 MJ) Øre/Nm 3 1. feb dec ,0 1. jan jan , Side 33 af 49

42 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 1. jan dec ,4 1. jan dec ,7 Tabel 9: Satser for kuldioxidafgiftslovens 2, stk. 1, 2 og 4 (LBK nr. 321 af 04/04/2011 bilag 2) Godtgørelse CO 2 afgift Virksomheder der anvender brændsler til processer nævnt i bilag 1 til CO2-afgiftsloven kan opnå et bundfradrag i betaling af CO2-afgift på energiforbrug af brændsler (LBK nr. 321 af 04/04/2011 9). EC Power anvender ikke naturgas til processer nævnt i bilag 1 til CO2-afgiftsloven og kan derfor ikke opnå nogen form for godtgørelse af CO2-afgiften ifølge CO2-afgiftsloven (LBK nr. 321 af 04/04/2011 bilag 1). I januar 2005 blev der indført CO2-kvoter, formålet med loven var at reducere udledningen af CO2 og andre drivhusgasser. I CO2-Kvotelovens 8 nævnes alle de omfattede aktiviteter, grundlæggende kan disse aktiviteter beskrives under følgende overordnede aktiviteter ( 8 LOV nr af 28/11/2012): Energiproducerende anlæg med en indfyret effekt på over 20 MW, herunder også industrianlæg, men ikke affaldsbehandlingsanlæg. Raffinaderier og koksværker. Virksomheder inden for produktion og forarbejdning af ferrometaller over en vis størrelse. Cement-, glas- og teglvirksomheder over en vis størrelse. Papir- og papvirksomheder over en vis størrelse. Virksomheder der anvender naturgas i deres produktion og som er omfattet af lov om CO2-kvoter, kan få godtgjort en andel af CO2-afgiften. EC Powers aktiviteter hører ikke under de anvendelsesområder der er omfattet af CO2-kvotelovens 8. EC Power kan dermed hverken få hel eller delvis godtgørelse af CO2-afgiften. CO2 afgiftssatsen i tabel 9 for 2013 på 0,37 kr./nm 3, finder derfor anvendelse i beregningerne på de nuværende og fremtidige gasudgifter i kapitel NOx-afgift Der blev i 2010 indført NOx-afgift på brændsler, hvor der ved forbrænding sker udledning af NOx til luften. Hvis virksomhederne der udleder NOx foretager måling af den udledte mængde NOx, udgør NOx-afgiften kr. 25,00 pr. kg udledt NOx i 2013 (LOV nr af 28/12/ stk. 1 pkt. 5). Da EC Power ikke foretager målinger af den udledte mængde NOx, skal NOx-afgiften betales ud fra standardsatser. I tabel 10 ses de gældende standardsatserne for NOx-afgift på naturgas ifølge bilag 1 til LOV nr af 28/12/2011. NOx afgift på naturgas (39,6 MJ) jan juli Naturgas, dog ikke til motorer Øre/Nm 3 0,8 0,8 4,0 4,0 4,1 4,2 Naturgas til motorer (inkl. stationære) Øre/Nm 3 2,8 2,9 13,9 14,1 14,4 14,6 Tabel 10: Satser for 2, stk. 2, i lov om afgift af kvælstofoxider (LOV nr af 28/12/2011 bilag 1) Side 34 af 49

43 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme I tabellen fremgår der to forskellige afgiftssatser som afhænger af hvad gassen anvendes til, hvis gassen anvendes til gaskedler og lignende betales den lave sats på 0,04 kr./nm 3 i Hvis gassen derimod anvendes til motorer betales den høje sats på 0,141 kr./nm 3. Ifølge vurdering fra Michael Troelsgaard, skal der betales den høje NOx-afgift af den gas der anvendes i testcellerne (Troelsgaard PwC, 2013) (B1.21). Da gassen bruges i en gasmotor, ligesom ved kraftvarmeværker, mener jeg umiddelbart, at der skal betales den høje sats. Der er i loven ikke nogen nedre grænse, som fritager minikraftvarmeanlæg Det har været kompliceret at finde vejledninger og regler omkring NOx afgifter på gas anvendt til produktion og test af mini CHP-anlæg. I de følgende beregninger i kapitel 10 tages der derfor udgangspunkt i Michael Troelsgaards vurdering om, at der ved beregning af udgifterne til testkørslerne anvendes den høje afgiftssats på 0,141 kr./nm Godtgørelse af NOx-afgift Ifølge 9 i lov nr. 472 af 17/06/2008 om afgift af kvælstofoxider, er det muligt mod dokumentation at få en del af NOx-afgiften godtgjort, hvis de målte emissionsværdier for virksomheden er mindre end lovens standardværdier. En godtgørelse kan dog kun opnås hvis anlæggets dokumenterede emissionsfaktor ligger mere end 20 % under standard emissionsfaktoren. I tabel 11 ses standardemissionsværdierne for NOx med naturgas som brændsel i henhold til bilag 1 i bekendtgørelsen om måling af udledningen af kvælstofoxider (BEK nr. 723 af 24/06/2011). NOx emissionsfaktorer 2013 Naturgas, dog ikke til motorer NOx i g/gj ved dagtemperatur 40 Naturgas til motorer (inkl. stationære) NOx i g/gj ved dagtemperatur 140 Tabel 11: Standard emissionsfaktorer (BEK nr. 723 af 24/06/2011 bilag 1) Det ses af tabel 11, at standardemissionsfaktoren for naturgas der ikke anvendes til motorer er væsentlig lavere end for naturgas anvendt motorer. Det vurderes, at den faktiske udledningen fra virksomhedens gaskedler og strålevarmere ikke ligger væsentligt under standardværdien, og dermed ikke kan udløse en godtgørelse af NOx afgiften på naturgas til rumvarme og varmt vand. Da XRGI-anlæggene er udstyret med katalysatorer til røggasrensning, vurderes det at emissionsværdierne for anlæggene ligger under standardemissionsværdien. Ifølge produktspecifikationerne for XRGI-anlæggene er emissionsværdien for et nyt anlæg på NOx < 100 mg/m 3 (B1.6). De anlæg der testes i testcellerne er alle nye anlæg og bør derfor overholde produktspecifikationen. Emissionsværdien for XRGI-anlæggene er opgivet i mg NOx pr. m 3 røggas, som umiddelbart ikke er sammenlignelig med standard emissionsfaktoren som er opgivet i g NOx pr. GJ anvendt brændsel. For at lave en omregning af emissionsværdien for et XRGI-anlæg, undersøges det hvor stor en røggasmængde der udvikles ved forbrænding i stempelmotorer i forhold til den anvendte naturgasmængde. Ifølge Jens Otto R. Andersen, ingeniør hos EC Power, foregår forbrænding af naturgas i stempelmotorer normalt med 5% O2 pr. Nm 3 naturgas anvendt (Andersen, 2013). Ved et lufttal på 5% O2 udvikles der en røggasmængde på 14 m Side 35 af 49

44 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme pr. forbrændt Nm 3 naturgas, (Andersen, et al., 2012, p. 207). Med disse forudsætninger bliver den omregnede emissionsfaktor for et nyt XRGI-anlæg 35,4 g/gj, som er betydeligt under standardemissionsfaktoren på 140 g/gj (B1.22). Den potentielle godtgørelse beregnes nedenfor i henhold til 6 i bekendtgørelse nr. 723 af 24/06/2011. Godtgørelse % = Godtgørelse % = Standard emissionsfaktor XRGI emissionsfaktor Standard emissionsfaktor ,4 100 = 74,7 % Der kan altså opnås en betydelig godtgørelse af NOx-afgiften på naturgassen til testkørslerne. Hvis godtgørelsen sættes i forhold til virksomhedens nuværende årlige udgift til NOx-afgift, kan der bestemmes en potentiel økonomisk besparelse. EC Power havde i 2012 et årligt gasforbrug til testkørsler på ca Nm 3 naturgas (B2.1.12), med en NOx afgift for motorer på 14,1 øre/nm 3 ifølge tabel 10 ovenfor og en afgiftsgodtgørelse på 74,7%, kan der opnås en årlig godtgørelse af NOx afgiften på ca. kr Godtgørelsen beror dog på, at virksomheden kan dokumentere XRGI-anlæggenes udledning i henhold til kravene i bekendtgørelse nr. 723 af 24/06/2011. Denne mulige besparelse på NOx-afgiften er ikke medregnet i kapitel 10 omhandlende EC Power fremtidige energiudgifter, da besparelsen ses for uvæsentlig i forhold til de samlede årsudgifter samt at der mangler yderligere undersøgelse af om XRGI anlæggenes emissionsværdier kan dokumenteres i henhold til gældende lovgivning Metan-afgift Den 1. januar 2011 blev der via ændringer i CO2-afgiftsloven indført en metan-afgift på udledningen af uforbrændt metan fra stationære stempelmotoranlæg (LBK nr. 321 af 04/04/2011). I tabel 12 ses metan-afgiftssatserne for naturgas anvendt som motorbrændstof i henhold til bilag 2 i CO2-afgiftsloven. Metan-afgift på naturgas (39,6 MJ) Naturgas til motorbrændstof i Øre/Nm 3 0 6,1 6,2 6,3 6,5 Stationære stempelmotoranlæg. Tabel 12: Metan-afgift ifølge bilag 2 i LBK nr. 321 af 04/04/2011 Som det fremgår af lovgivning skal der betales metan-afgift af naturgas anvendt i stationære stempelmotoranlæg da EC Powers XRGI-anlæg er baseret på en stempelmotor er, naturgassen der anvendes til testkørslerne derfor pålagt metan-afgift Godtgørelse af Metan-afgift Ligesom det med NOx-afgiften er muligt at opnå godtgørelse hvis virksomheden begrænser udledningen, er det muligt i medfør af lov nr. 722 at opnå afgiftsgodtgørelse af metan-afgiften hvis virksomheden begrænser udledningen af uforbrændt metan til luften, igennem røgrensning eller ved andre tekniske tiltag. Ifølge 9 d i lov nr. 722 af 25/06/2010 kan virksomheden få godtgjort en andel af den betalte metan-afgift, hvis den Side 36 af 49

45 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme faktiske emission af uforbrændt metan, ligger under de standarder, som er fastsat i lovgivningen. Nedenfor ses standard emissionsfaktoren for Metan i henhold til 9 d i lov nr Metan emissionsfaktorer 2013 Naturgas til motorbrændstof i Metan i g/gj anvendt naturgas 465 stationære stempelmotoranlæg. Tabel 13: Metan emissionsfaktor ifølge 9 d i LOV nr. 722 af 25/06/2010 Det vurderes ligesom for NOx emissionsfaktoren, at der er en stor sandsynlighed for, at de faktiske emissioner fra virksomhedens XRGI-anlæg ligger under standardemissionsværdierne for metan og at der dermed kan opnås en godtgørelse af metan-afgiften. Men frem for at undersøge om der kan opnås godtgørelse, undersøges i stedet metan-afgiftens belastning på virksomhedens årlige gasudgifter. Der tages ligesom i afsnit udgangspunkt i, at virksomhedens gasforbrug til testkørsler i 2012 er ca Nm 3 (B2.1.12), med en metan-afgift på 6,3 øre/nm 3 ifølge tabel 12 ovenfor, bliver virksomhedens årlige udgift til metan-afgift dermed kr Selvom EC Power muligvis kan opnå godtgørelse for en stor andel af metan-afgiften, vurderes det at virksomhedens gasforbrug til testkørslerne ikke er stort nok til, at det er interessent for virksomheden af bruge ressourcer på at dokumentere og administrere en evt. reduceret udledning af metangas. 9.2 Overskudsvarmeafgifter Ved udnyttelse af overskudsvarme fra procesformål, som anvender godtgørelsesberettiget gas skal der betales en overskudsvarmeafgift. Der skelnes i lovgivningen mellem overskudsvarme som afsættes eksternt og overskudsvarme som udnyttes internt i virksomheden Overskudsvarmeafgift ved intern udnyttelse Hvis EC Power vælger at udnytte overskudsvarmen fra testcellernes kølevand til opvarmning af virksomhedens lokaler og brugsvand, skal der betales en overskudsvarmeafgift. Der er findes dog en undtagelse i lovgivning som tillader afgiftsfri udnyttelse hvis overskudsvarmen anvendes til opvarmning af det samme lokale som varmen produceres i (LBK nr. 312 af 01/04/ stk. 9). Ifølge Michael Troelsgaard kan denne undtagelse imidlertid kun anvendes hvis varmeenergien er luftbåren, eftersom overskudsvarmen i EC Power er vandbåren skal der altså betales afgift af den udnyttede overskudsvarme (Troelsgaard PwC, 2013). Overskudsvarmeafgiften skal dog kun betales i vinterhalvåret, i sommerhalvåret kan overskudsvarmen fra testcellerne udnyttes uden at betale afgift, ifølge gasafgiftsloven (LBK nr. 312 af 01/04/ stk. 9). Der skal ikke ske nedsættelse af tilbagebetalingen for eget forbrug til opvarmning af rum eller fremstilling af varmt vand i perioden 1. april til 30. september. I tabel 14 nedenfor ses de aktuelle afgiftssatser for overskudsvarme ifølge den seneste ændring i gasafgiftslovens bilag 5 (LBK nr. 312 af 01/04/2011) Side 37 af 49

46 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Overskudsvarmeafgift Nedsættelse af tilbagebetaling ved efterfølgende nyttiggørelse varme 1. jan feb kr./gj varme 53,9 51,6 51,5 61,6 62,7 63,8 Tabel 14: Afgiftssatser for overskudsvarme fra proces ifølge bilag 3 til LOV nr. 70 af 30/01/2013 Overskudsvarmeafgiften fungerer som en nedsættelse af afgiftsgodtgørelsen på naturgasforbruget til procesformål. For EC Power betyder det, at godtgørelsen af naturgasafgiften som er beskrevet i afsnit ovenfor, reduceres ved udnyttelse af overskudsvarme. Afgiften afregnes pr. kwh forbrugt overskudsvarme, det betyder dermed at virksomheden skal foretage måling af den mængde overskudsvarmeenergi der udnyttes til rumvarme og opvarmning af brugsvand. I sommerhalvåret må det forventes, at varmeforbruget til rumvarme er lavt, men samtidig vil forbruget til opvarmning af brugsvand ikke ændre sig væsentligt da der stadig vil være behov for varmt vand til f.eks. rengøring, bad mv. Det vil derfor være en fordel rent afgiftsmæssigt at anvende overskudsvarmen til fremstilling af varmt brugsvand Overskudsvarmeafgift ved ekstern afsætning Hvis EC Power vælger at afsætte overskudsvarmen i fjernvarmenettet, skal der afregnes overskudsvarmeafgift af vederlaget fra Hinnerup Fjernvarme. I modsætning til overskudsvarmeafgiften ved intern udnyttelse, skal der når overskudsvarmen afsættes, betales overskudsvarmeafgift hele året. Afgiften er fra 1. februar 2013 på maks. 38,0 % af det vederlag, som EC Power får fra Hinnerup Fjernvarme (LOV nr. 70 af 30/01/2013). Side 38 af 49

47 dkr. Tusinde Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 10 Naturgasudgift Virksomhedens nuværende og fremtidige udgifter til naturgas beregnes med udgangspunkt i det nuværende og fremtidige gasforbrug beskrevet i henholdsvis kapitel 5 og 8. De anvendte naturgaspriser er hentet fra faktura for 2012/2013 fra gasleverandøren og -distributøren (B1.17) og de anvendte afgiftssatser er baseret på kapitel Naturgas udgift På figur 12 nedenfor ses naturgasudgifterne fordelt ud pr. måned opdelt i udgifter til rumvarme og varmt vand samt forbrug til testcellerne. De grønne søjler udgør tilsammen den nuværende udgift til rumvarme og varmt vand, herunder gasluftvarmer, gaskedler, test 9 er samt strålevarme i produktion og konstruktion. Gas-udgift heraf naturgasafgift (12,7% af 2,795 kr./nm3) Testceller heraf naturgasafgift (2,795 kr./nm3) Rumvarme og v. vand (gasfyr, gaskedler, strålev. & test 9'er) Gennemsnitlig udgift (årlig total kr ) maj-12 jun-12 jul-12 aug-12 sep-12 okt-12 nov-12 dec-12 jan-13 feb-13 mar-13 apr-13 Figur 12: Naturgasudgift for perioden (B2.1.14) Som det fremgår af figuren skal der betales fuld naturgasafgift af gasforbruget til rumvarme og varmt vand og det ses at afgiften udgør en stor del af den samlede gasudgift. Den samlede udgift til testcellerne er afbilledet ved de blå søjler. Ved anvendelse af naturgas til testcellerne kan der opnås godtgørelse af naturgasafgiften (afsnit 9.1.1, s. 32). Nedsættelse af godtgørelse af naturgasafgift på naturgas udgør 12,7% fra feb (afsnit , s. 32). I tabel 15 nedenfor ses udgifter til naturgas og afgifter i perioden Side 39 af 49

48 dkr. Tusinde Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Naturgas udgift Rumvarme og v. vand (gasluftvarmer, gaskedel, strålev. & test 9'er) kr Testceller m/afgifter kr Afgiftsgodtgørelse (87,3% af naturgasafgift) kr Overskudsvarmeafgift (61,6 kr./gj) kr. - Testceller i alt kr Årlig total excl. moms kr Tabel 15: Årlig naturgas udgift (B2.1.13) Den totale årlige naturgasudgift vil i det følgende kapitel blive anvendt til sammenligning med den fremtidige naturgasudgift, for at bestemme en potentiel fremtidig besparelse Fremtidig naturgasudgift For at give det bedste sammenligningsgrundlag er eksemplet på den fremtidige gasudgift baseret på samme gasforbrug til testcellerne som i og gaspriser samt afgiftssatser er de gældende for feb Overskudsvarmen fra testcellerne fordeles mellem lagerhal, konstruktionshal og produktionshal. Overskudsvarmeproduktionen fra test 9 eren dækker behovet til rumvarme og varmt vand i administrationen og receptionen. Ved udnyttelse af overskudsvarme fra testcellerne skal der i vinterhalvåret betales en overskudsvarme afgift på 61,6kr./GJ (0,222 kr./kwh). Fremtidig naturgas udgift Rumvarme og v. vand (gasfyr, gaskedel og strålev.) heraf naturgasafgift (2,795 kr./nm3) Testceller og Test 9'er heraf naturgasafgift (12,7% af 2,795 kr./nm3) Overskudsvarmeafgift (61,6 kr./gj)** (Indtægt) Salg af overskudsvarme (0,21 kr./kwh) Gennemsnitlig udgift (årlig total kr ) Gennemsnitlig udgift (årlig total kr ) maj-13 jun-13 jul-13 aug-13 sep-13 okt-13 nov-13 dec-13 jan-14 feb-14 mar-14 apr-14 Figur 13: Fremtidig naturgasudgift (B2.1.17) Side 40 af 49

49 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Som det ses af figur 13 er udgifterne til de afgiftsbelagte varmekilder til rumvarme og varmt vand reduceret væsentligt i forhold til figur 12. I enkelte perioder i om sommeren overstiger overoverskudsvarmeproduktionen varmebehovet i virksomheden, i disse perioder er der indsat en rød søjle, som illustrere den mulige indtægt ved salg til Hinnerup Fjernvarme. Ved udnyttelse af overskudsvarmen skal der betales en overskudsvarmeafgift, denne udgift er illustreret med de gule søjler. Ved et øget salg af XRGI-enheder, forventes testcellernes overskudsvarmeproduktionen at stige. Ved en forøget varmeproduktion fra testcellerne vil gasforbruget og naturgasafgiften til strålevarme og gasfyr (grønne søjler) kunne minimeres, således at størstedelen af virksomhedens varmebehov også i vinterhalvåret dækkes af testcellerne. Nedenfor ses en oversigt over de årlige naturgas udgifter samt den potentielle besparelse som virksomheden kan opnå ved udnyttelse af overskudsvarme til rumvarmeformål. Fremtidig naturgasudgift Rumvarme og v. vand (gasluftvarmer, gaskedel, strålev.) kr Testceller og Test 9'er m/afgifter kr Afgiftsgodtgørelse (87,3% af naturgasafgift) kr Overskudsvarmeafgift (61,6 kr./gj) kr Testceller i alt kr Årlig total kr Potentiel årlig besparelse kr Tabel 16: Fremtidige naturgas udgifter (B2.1.13) Selvom der skal betales overskudsvarmeafgift af den udnyttede overskudsvarme, så fremgår det af tabel 16 ovenfor, at der kan opnås en potentiel årlig besparelse på kr ved at anvende overskudsvarme til delvist at dække virksomhedens varmebehov Fremtidig udgift v. salg af overskudsvarme Ved den nuværende produktion af overskudsvarme og med intern udnyttelse af varmeenergien som første prioritet, vil overskudsvarmeproduktionen i sommerhalvåret overstige virksomhedens varmebehov. Der er dermed mulighed for at sælge overskudsvarme til Hinnerup fjernvarme. De røde søjler viser den mulige indtægt ved salg af overskudsvarme til fjernvarmen, udregningerne er baseret på Hinnerup Fjernvarmes substitutionspris på 210 kr./mwh (B1.3). Ved salg af overskudsvarme skal der som udgangspunkt, ifølge afsnit s. 38, maks. betales 38% afgift af vederlaget på de 210 kr./mwh. Ved den nuværende produktion af overskudsvarme, udgør den resterende del af overskudsvarmen, som kan sælges, 30,6MWh på årsbasis (B2.1.12). I forhold til Hinnerup fjernvarmes forventning på 500MWh 2013 Side 41 af 49

50 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme (B1.3), skal produktionen af overskudsvarme stige markant hvis det skal have interesse for Hinnerup Fjernvarme. Ved den nuværende produktion af overskudsvarme, kan der ved salg af overskudsvarme opnås en årlig indtægt på kr (B2.1.12). Investeringen i etableringen af fjernvarmeledningsanlæg beløber sig ifølge Hinnerup fjernvarme til kr (B1.3), beløbet dækker ikke udgifter til de nødvendige interne ændringer i køleanlægget hos EC Power. Salg af overskudsvarme til fjernvarmen ses derfor på nuværende tidspunkt ikke som en økonomisk rentabel løsning. Side 42 af 49

51 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 11 Løsningsforslag For et opnå en økonomisk besparelse, skal der investeres i virksomhedens centralvarmesystem. For at den beregnede besparelse i kapitel 10.2 kan blive en realitet, er det nødvendigt at udnytte overskudsvarmen bedst muligt. Det er derfor afgørende at indsætte en større akkumuleringstank end den nuværende, den nuværende har en kapacitet på 2250 liter (B1.12). Ved den nuværende gennemsnitlige overskudsvarmeproduktion på 142kW/h, en fremløbs temp. på 80 o C samt en retur temp. på 40 o C, fyldes den nuværende tank på ca. 38 min (B1.12). Ved at indsætte en større akkumuleringstank, er det muligt at lagre varmeenergi i dagtimerne hvor produktionen er størst og behovet er mindst. Varmen er således til rådighed i nattetimerne, selvom der ikke produceres overskudsvarme. En ny akkumuleringstank bør derfor minimum kunne lagre den daglige gennemsnitlige overskudsvarmeproduktion på 1035kWh. En liters tank kan ca. rumme 920kWh ved en delta T på 40 o C. Hvis der om dagen ikke bruges overskudsvarme og der udelukkende lagres i en liters tank, vil tanken ved en overskudsvarmeproduktion på 140kW/h, kunne fyldes på ca. 6,5 timer (B1.18). Ved den nuværende overskudsvarmeproduktion vil en liters akkumuleringstank lige kunne klare opgaven og lagre energi nok til opvarmning i nattetimerne. På længere sigt, ved stigende produktion, vil det være nødvendigt at investere i en ekstra tank for, at få en optimal udnyttelse af overskudsvarmen Investering Afsnittet er baseret på tilbud indhentet fra forskellige leverandører og rådgivningsvirksomheder på en varmeløsning til virksomhedens produktions-, konstruktions- og lagerlokaler. En liste over kontaktoplysninger på de forskellige tilbudsgivere kan ses i bilag B1.23. Forslag 1 og 2 er baseret på nye materieler, forslagene indeholder en blanding af vandbåren strålevarmeflade og recirkulerende støjsvage varmeventilatorer kaldet CAW. Forslag 3 og 4 er alternative løsninger, baseret på materieler som forefindes på virksomhedens lager. I løsningsforslagene er der ikke medregnet arbejdstimer, da EC Power har ytret at de selv vil afsætte arbejdstimerne til projektet. Da arbejdstimerne ikke medregnes gøres der opmærksom på, at de beregnede tilbagebetalingstider kan virke misvisende Side 43 af 49

52 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Grundløsning For at kunne lagre og udnytte overskudsvarmen, samt bibeholde det nuværende køletårn med frostsikret væske, skal der investeres i nogle hovedkomponenter. Disse komponenter vil være de samme uanset hvilken varmekildeløsning der ønskes i de forskellige lokaler. De forskellige løsningsforslag vil indeholde den samme grundløsning, prisforskellen afhænger derfor af hvilke varmekilder der vælges til de forskellige lokaler. Tilbagebetalingstiden for løsningsforslagene er beregnet med udgangspunkt i en årlig besparelse på kr beskrevet i tabel 16 på s. 41. Alle priser er listepriser inkl. levering og ekskl. moms. Brugt liter akkumuleringstank m. ny isolering og kappe kr Ny liter akkumuleringstank m. isolering og kappe kr Ny pladevarmeveksler til forbindelse m. eksisterende køletårn kr Ny pladeveksler med regulering for tilkobling af test 9 er til reception kr Rør, isolering, pumper, reguleringsventiler, målere o. lign. kr Grundløsning m. brugt akku.tank i alt kr Grundløsning m. ny akku.tank i alt kr Løsningsforslag 1 8 stk. CAW varmeventilatorer i Lagerhal kr stk. Strålevarmepaneler i Konstruktionshal kr stk. Strålevarmepaneler i Produktionshal kr Færdig løsning m. brugt akku.tank i alt kr Færdig løsning m. ny akku.tank i alt kr Simpel tilbagebetalingstid m. brugt akku.tank 3,0 år Simpel tilbagebetalingstid m. ny akku.tank 3,5 år Løsningsforslag 2 8 stk. CAW varmeventilatorer i Lagerhal kr stk. CAW varmeventilatorer i Konstruktionshal kr stk. Strålevarmepaneler i Produktionshal kr Færdig løsning m. brugt akku.tank i alt kr Færdig løsning m. ny akku.tank i alt kr Simpel tilbagebetalingstid m. brugt akku.tank 2,7 år Simpel tilbagebetalingstid m. ny akku.tank 3,2 år Side 44 af 49

53 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme Løsningsforslag 3 2 stk. brugte varmeflader indsat i eksisterende ventilationsrør i Lagerhal kr. 0 3 stk. brugte kalorifere i Konstruktionshal kr. 0 5 stk. Strålevarmepaneler i Produktionshal kr Færdig løsning m. brugt akku.tank i alt kr Færdig løsning m. ny akku.tank i alt kr Simpel tilbagebetalingstid m. brugt akku.tank 1,8 år Simpel tilbagebetalingstid m. ny akku.tank 2,3 år Løsningsforslag 4 2 stk. brugte varmeflader indsat i eksisterende ventilationsrør i Lagerhal kr. 0 3 stk. brugte kalorifere i Konstruktionshal kr. 0 6 stk. CAW varmeventilatorer i Produktionshal kr Færdig løsning m. brugt akku.tank i alt kr Færdig løsning m. ny akku.tank i alt kr Simpel tilbagebetalingstid m. brugt akku.tank 1,6 år Simpel tilbagebetalingstid m. ny akku.tank 2,1 år Som det ses har de forskellig løsningsforslag en rimelig fornuftig tilbagebetalingstid, for den dyreste løsning er tilbagebetalingstiden 3,5 år. Men hvis arbejdstimerene til et atypisk projekt som dette medregnes, skal det forventes at tilbagebetalingstiden mindst fordobles. 12 Energibesparelse En sekundær økonomisk gevinst ved at reducere gasforbruget er, at det kan udløse en energibesparelse på x antal kr./mwh sparet pr. år. For at kunne yde tilskud, skal der underskrives en aftale mellem EC Power og energiselskabet. Aftalen skal indgås inden igangsætning af projektet og alle besparelser i aftalen, skal have en levetid på minimum 1 år. Aftalen består af en udfyldt og underskrevet aftaleformular samt retvisende dokumentation, der viser projektets omfang og resultater. Tilskuddet fra HMN er i 2013 på 380kr./MWh (Schmidt, 2013) Ved en årlig besparelse i gasforbruget på Nm 3 (Figur 11, s. 29) vil der fra HMN Naturgas kunne ydes et tilskud på: Nm3 * 11kWh/Nm3 * 0,38kr/kWh = kr Ifølge Geert Schmidt fra HMN naturgas må den simple tilbagebetalingstid ikke komme under 1 år inkl. tilskud. Der skal dermed en vis investering til for at udløse et tilskud i denne størrelsesorden (Schmidt, 2013) Side 45 af 49

54 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 13 Konklusion Projektet omhandler en mulig udnyttelse af overskudsvarmeproduktion, fra EC Powers produktion af mini kraftvarmeanlæg. I virksomhedens produktionsproces indgår en testkørsel at hvert produceret anlæg. Når disse anlæg testkøres produceres der elektricitet og varme, el produktionen udnyttes i dag af virksomheden, men varmeproduktionen bortledes i køleanlæggets udvendige køletårn. Problemstilling lød på hvor meget EC Power kan reducere deres årlige energiudgifter, ved udnyttelse af overskudsvarmeproduktionen fra testcellerne. Virksomheden har umiddelbart to muligheder for et få en økonomisk gevinst ved udnyttelse af overskudsvarmen. Overskudsvarmen kan sælges til Hinnerup fjernvarme, eller overskudsvarmen kan udnyttes internt og dermed reducere gasudgifterne til rumvarme og opvarmning af brugsvand i virksomheden. Det er valgt at fokusere på intern udnyttelse af overskudsvarmen før et evt. slag til fjernvarmenettet. Det har været nødvendigt at bestemme hvor meget overskudsvarme der produceres fra testcellerne. Overskudsvarmeproduktionen er indledningsvist blevet bestemt med udgangspunkt i den årlige el-produktion fra testcellerne, senere er overskudsvarmeproduktionen blevet bestemt ud fra det målte gasforbrug til testcellerne. Ved de indledende beregninger er der i forhold til den målte el-produktion på 114MWh beregnet en estimeret varmeproduktion svarende til det dobbelte på 228MWh (Tabel 2, s. 9). Ved en detaljeret kortlægning af gasforbruget kunne overskudsvarmeproduktionen beregnes med udgangspunkt i testcellernes gasforbrug. Overskudsvarmemængden beregnes til 266 MWh, baseret på den gennemsnitlige termiskvirkningsgrad beskrevet i tabel 3 på s. 18. Med udgangspunkt i kortlægningen af virksomhedens gasforbrug og beskrivelsen af de enkelte varmekilders virkningsgrader, har det været mulig at bestemme virksomhedens varmebehov. For at vurdere hvor stor en del af varmebehovet der kan dækkes af overskudsvarme er varmebehovet blevet fordelt ud på graddage for perioden 2012/13. Da testcellernes månedlige forbrug i samme periode kendes har det været muligt at beregne en potentiel besparelse på naturgasforbruget til rumvarme og varmt vand på Nm 3 naturgas. For at kunne beregne hvad den potentielle besparelse på naturgasforbruget ville betyde for de årlige naturgas udgifter har det været nødvendigt med en gennemgående undersøgelse af energi og miljøafgifterne på naturgas. Ved intern udnyttelse af overskudsvarme fra testcellerne skal der i vinterhalvåret betales en overskudsvarme afgift på 61,6kr./GJ (0,222 kr./kwh). Hvis overskudsvarmen afsættes i fjernvarmenettet, skal der afregnes overskudsvarmeafgift af vederlaget fra Hinnerup Fjernvarme. I modsætning til overskudsvarmeafgiften ved intern udnyttelse, skal der når overskudsvarmen afsættes, betales overskudsvarmeafgift hele året. Afgiften er fra 1. februar 2013 på maks. 38,0 % af det vederlaget. EC Power ønsker at sænke deres årlige energiudgifter, de har en forventning om at der ved energioptimering kan opnås en økonomisk besparelse på kr Ved intern udnyttelse overskudsvarmen viser resultatet af beregningerne i rapporten at der potentielt kan opnås en årlig besparelse på energiudgifterne på kr Side 46 af 49

55 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme For at virksomheden kan komme i gang med at udnytte overskudsvarmen skal der minimum investeres omkring kr blot til materialer. Til et sådan type projekt kan der opnås tilskud i form af salg energibesparelsen, ved et salg af energibesparelsen til HMN naturgas kan der opnås et tilskuds til projektet på kr , såfremt at tilbage betalingstiden inkl. tilskuddet ikke kommer under et år. Ved det billigste løsningsforslag vil tilbagebetalingstiden inkl. tilskuddet komme under et år, tilbagebetalingstiden er dog ikke medregnet arbejdsløn. 14 Perspektivering EC Power kan spare kr på årsbasis ved at udnytte deres overskudsvarme, besparelse er dog direkte afhængig af at forholdet mellem energiafgifterne på brændsler og afgiftsgodtgørelsen forbliver den samme i de følgende år. Den beregnede besparelse vil derfor kunne ændre sig hvis lovgivning på området ændrer sig. De afgiftssatser der nævnes i rapporten er fastsat 1-2 år frem i tiden, hvilket betyder at for at minimere risikoen for at sætte penge til bør virksomheden vælge en løsning med en kort tilbagebetalingstid. I sommerperioden har det vist sig at overskudsvarmeproduktionen i enkelte tilfælde overstiger virksomhedens varmebehov. Den resterende del af overskudsvarmen udgør 30,6MWh på årsbasis. Ved den nuværende produktion af overskudsvarme, kan der ved salg af overskudsvarme opnås en årlig indtægt på kr Den resterende overskudsvarme på 30,6 MWh sat i forhold til Hinnerup fjernvarmes forventning på 500MWh, betyder at produktionen af overskudsvarme skal stige betydeligt hvis det skal have interesse for Hinnerup Fjernvarme. Selv hvis hele EC Powers overskudsvarme produktion på ca. 250MWh gik direkte til fjernvarmenettet vil der stadig mangle det dobbelte for at imødekomme Hinnerup fjernvarmes forventning. Der ses derfor umiddelbart ikke et potentiale for samarbejde mellem EC Power og Hinnerup Fjernvarme. Med indførslen af den nye energiaftale for , er der lagt mere fokus i vedvarende energi til proces. Aftalen finansieres bl.a. med indførsel af en afgift på rumvarme, kaldet forsyningssikkerhedsafgiften. Forsyningssikkerhedsafgiften kan komme til betyde prisstigninger på fjernevarme, ligegyldigt om den stammer fra fossile brændstoffer eller biomasse. Ændringen kan betyde at Hinnerup fjernvarmes substitutionspris på 210 kr./mwh (B1.3) vil forøges dermed må vederlaget for overskudsvarme tilmed forøges. For EC Power kan ændringen betyde at et salg til fjernvarmenettet muligvis kan blive aktuelt i den nærmeste fremtid Side 47 af 49

56 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 15 Litteraturliste Andersen, J. O. R., Ingeniør hos EC Power (se evt. bilag 20) [Interview] Andersen, N. B. et al., Varme Ståbi. 6. red. København V: Nyt teknisk forlag. Benny Dalgaard, Kompendium_Projektstyring rev.1. [Online] Available at: [Senest hentet eller vist den 24 Maj 2012]. Dansk Energi, Systemoptimering. [Online] Available at: [Senest hentet eller vist den 16 maj 2013]. Dansk Gasteknisk Center, Naturgasfakta. [Online] Available at: [Senest hentet eller vist den 21 maj 2013]. Energi Styrelsen, Bygningsreglementet. [Online] Available at: [Senest hentet eller vist den 27 maj 2013]. Eriksen, A. B., Gundtoft, S. & Lauritsen, A. B., Termodynamik. København: Nyt teknisk forlag. Foreningen for energi og miljø, Energihåndbogen - med råd og vejledning. 1 red. Virum: Foreningen for energi og miljø. Heilmann, T., Praktisk Regulering og Instrumentering. Holte: Heilmanns Forlag. Heilmann, T., Logisk styring med PLC. Assens: Heilmanns Forlag. Henrik Kerstens, Søren Skøtt Andreasen, Rapportskrivning [Online] Available at: [Senest hentet eller vist den 24 Maj 2012]. HMN Naturgas, [Online] Available at: [Senest hentet eller vist den ]. Hvenegaard, C. M., Paulsen, O., Andersen, H. & Jensen, J. B., Den lille blå om Varme. 1 red. s.l.:dansk Energi. Petersen, P. E., Elektriske maskiner. København: Bogfondens forlag A/S. PricewaterhouseCoopers, Afgiftvejledning. Hellerup: PwC. Schmidt, G. V., Projektingeniør hos HMN Naturgas (se bilag B1.19) [Interview] Troelsgaard PwC, M., Møde omkring energiafgifter i EC Power (se evt. bilag B1.21) [Interview] (19 april 2013). Side 48 af 49

57 Lars Jensen Energioptimering & udnyttelse af overskudsvarme 16 Bilagsliste B1.1 Gannt kort B1.2 Martin Frydenlund, EC Power B1.3 Notat Hinnerup fjernvarme B1.4 HMN B1.5 BBR meddelelse B1.6 XRGI virkningsgrader B1.7 Plantegning B1.8 Gas anmeldelse B1.9 Servicerapporter B1.10 Nedlæggelse af gasinstallationer B1.11 Køleflade specifikationer B1.12 Nuværende akkumuleringstank B1.13 Storage control beskrivelse B1.14 Flex coil specifikationer B1.15 PWM Generator B1.16 Grundfos Magna B1.17 Naturgas Fyn 2013 B1.18 Ny akkumuleringstank B1.19 Geert V. Schmidt, HMN Naturgas B1.20 Jens Otto Ravn Andersen, EC Power B1.21 Michael Troelsgaard, PwC B1.22 NOx Emission B1.23 Tilbudsberegninger B1.24 Kontrolmåling ultralyd USB-pen B2.1 Energikortlægning B2.2 EC Power el-produktion 2012 B2.3 EC Power el-produktion 2013 B2.4 Kamstrup multical 602 B2.5 Intern udnyttelse af overskudsvarme 2013 Side 49 af 49

58

59 Bilag B1.1 Side 1 af 1

60

61 Bilag B1.2 Side 1 af 1

62

63 Bilag B1.3 Side 1 af 6

64 Bilag B1.3 Side 2 af 6

65 Bilag B1.3 Side 3 af 6

66 Bilag B1.3 Side 4 af 6

67 Bilag B1.3 Side 5 af 6

68 Bilag B1.3 Side 6 af 6

69 Bilag B1.4 Side 1 af 1

70

71 Bilag B1.5 Side 1 af 2

72 Bilag B1.5 Side 2 af 2

73 Bilag B1.6 Side 1 af 4

74 Bilag B1.6 Side 2 af 4

75 Bilag B1.6 Side 3 af 4

76 Bilag B1.6 Side 4 af 4

77 Bilag B1.7 Side 1 af 1

78

79 Bilag B1.8 Side 1 af 1

80

81 Bilag B1.9 Side 1 af 9

82 Bilag B1.9 Side 2 af 9

83 Bilag B1.9 Side 3 af 9

84 Bilag B1.9 Side 4 af 9

85 Bilag B1.9 Side 5 af 9

86 Bilag B1.9 Side 6 af 9

87 Bilag B1.9 Side 7 af 9

88 Bilag B1.9 Side 8 af 9

89 Bilag B1.9 Side 9 af 9

90

91 Bilag B1.10 Side 1 af 1

92

93 Bilag B1.11 Side 1 af 1

94

95 Bilag B1.12 Side 1 af 2

96 Bilag B1.12 Side 2 af 2

97 Bilag B1.13 Side 1 af 1

98

99 Bilag B1.14 Side 1 af 1

100

101 Bilag B1.15 Side 1 af 2

102 Bilag B1.15 Side 2 af 2

103 Bilag B1.16 Side 1 af 3

104 Bilag B1.16 Side 2 af 3

105 Bilag B1.16 Side 3 af 3

106

107 Bilag B1.17 Side 1 af 1

108

109 Bilag B1.18 Side 1 af 2

110 Bilag B1.18 Side 2 af 2

111 Bilag B1.19 Side 1 af 2

112 Bilag B1.19 Side 2 af 2

113 Bilag B1.20 Side 1 af 1

114

115 Bilag B1.21 Side 1 af 3

116 Bilag B1.21 Side 2 af 3

117 Bilag B1.21 Side 3 af 3

118

119 Bilag B1.22 Side 1 af 1

120

121 Bilag B1.23 Side 1 af 3

122 Bilag B1.21 Side 2 af 3

123 Bilag B1.23 Der er i forbindelse med udarbejdelsen af de økonomiske overslag indhentet tilbud og vejledning fra følgende firmaer: P. Henning Jensen ApS John B. Lersted 3600 Frederikssund CS Klimateknik ApS Carsten Schjoldager 5450 Otterup TechoKlima A/S Per Andersen 7430 Ikast Lemvigh-Müller 8230 Åbyhøj H. Jessen Jürgensen A/S Niels Rasmussen 2750 Ballerup KN Beholderfabrik A/S Kenneth Nielsen 4623 Ll. Skensved Sondex A/S Henrik Jørgensen 6000 Kolding HMN Naturgas Geert V. Schmidt 8800 Viborg Side 3 af 3

124

125 Bilag B1.24 Tech instrumentering, Marøgelhøj 9, 8520 Lystrup, tlf Transportabel clamp on flowmåler til udvendig montage og flowmåling uden produktionsstop og indgreb i rør. Vores transportable clamp on flowmåler er perfekt til brug i marken, når det er nødvendigt med en mobil løsning til flowmåling. Du monterer flowmåleren udvendigt på røret (str. fra 25 til mm.), og du kan måle stort set alle væsker uden at skulle stoppe produktionen eller komme i direkte kontakt med væsken i røret. Flowmåleren har 40 timers drift på et fuldt opladet batteri og fungerer som den komplette pakke til industrien, på skibet eller til den rejsende servicemand. Side 1 af 1