DTU PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING

Transkript

1 Til DTU Dokumenttype Rapport Dato Februar 2018 DTU PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING

2 DTU PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING Revision 1 Dato revideret Udarbejdet af AD, TRHA Kontrolleret af AD Godkendt af Beskrivelse PMO Dette projektforslag omfatter en varmepumpeinstallation, der skal udnytte overskudsvarme fra den eksisterende fjernkøling på DTU og desuden producere varme baseret på udeluften, når det er økonomisk fordelagtigt. Varmepumpeinstallationen omfatter 3 stk. Køle/varmemaskiner udformet som 2-trins maskiner. Ref Rambøll Hannemanns Allé 53 DK-2300 København S T F

3 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING INDHOLD 1. Indledning og resume Formål Plangrundlag Organisation Forundersøgelser Kort Arealafståelse og servitut Myndigheder Forhold til anden lovgivning Resume 2 2. Anlægsbeskrivelse Anlæggets hoveddisposition Udstrækning Kapacitet og belastningsforhold Forsyningssikkerhed Tekniske specifikationer Projektets gennemførelse Tidsplan Anlægsudgifter for projektforslaget Finansiering 7 3. Vurdering af projektforslaget Samfundsøkonomi og miljøvurdering Selskabsøkonomi for DTU Følsomhedsvurdering Samfundsøkonomi Selskabsøkonomi Samlet vurdering 13

4 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING TABELFORTEGNELSE Tabel 3-1 Varme- og køleproduktion (år 2023 til 2037 er ikke vist)... 9 Tabel 3-2 Samfundsøkonomi Tabel 3-3 Resume af samfundsøkonomisk Tabel 3-4 Selskabsøkonomi fjernkøling og supplerende varmeproduktion Figur 2-1 Kølebehovet i MW på timebasis... 4 Figur 2-2 Sorteret varmevarighedskurve for DTU... 6 BILAG Bilag 1 Forsyningsområdet Bilag 2 Beregninger, resume

5 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING INDLEDNING OG RESUME 1.1 Formål DTU anmoder hermed Lyngby-Taarbæk Kommune (LTK) om at behandle og godkende dette projektforslag i henhold til bekendtgørelse nr. 825 af 24. juni 2016 om godkendelse af projekter for kollektive varmeforsyningsanlæg (Projektbekendtgørelsen). DTU er forsynet med fjernvarme fra DTU-HF iht. et godkendt projektforslag. DTU har en kapacitet over 250 kw og er derfor i forhold til Varmeforsyningsloven et kollektivt varmeforsyningsanlæg. Projektforslaget omfatter en energicentral med varmepumpeinstallation, der etableres på DTU til samproduktion af varme og køl. Den er dermed omfattet af Projektbekendtgørelsen. Energicentralen tilsluttes det eksisterende interne fjernkølenet på DTU samt DTU s eksisterende interne varmedistributionsnet. Endelig vil projektforslaget danne grundlag for en ansøgning til Energistyrelsen om udtalelse/dispensation i forhold til kraftvarmekravet, jf. Projektbekendtgørelsens 13 og Plangrundlag DTU er som blokvarmecentral tilsluttet DTU-HF Amba s fjernvarmenet. Området er således udlagt til fjernvarme fra DTU-HF iht. et godkendt projektforslag. I henhold til dette projektforslag er området ikke et centralt kraftvarmeområde, men et område for decentral naturgasfyret kraftvarme. Området er senest omfattet af et godkendt projektforslag fra Vestforbrænding for etape B1 for fjernvarmesamkøring i Lyngby, september Dette projektforslag omfatter samkøring mellem DTU-HF s fjernvarmenet og Vestforbrændings fjernvarmenet. Der kan derfor være tvivl om, hvorvidt området i forhold til Projektbekendtgørelsen opfattes som et centralt kraftvarmeområde, idet Vestforbrænding kan levere varme til CTR og VEKS i det centrale kraftvarmeområde i Storkøbenhavn, mens det omvendte ikke er tilfældet. Hvis DTU i denne forbindelse opfattes som en del af det centrale kraftvarmeområde kan LTK kun godkendt projektforslaget, hvis Energistyrelsen meddeler dispensation i forhold til Projektbekendtgørelsen.

6 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING Organisation Projektejer er DTU, Danmarks Tekniske Universitet Campus Service Energivej Bygning Kgs. Lyngby Att. Anders B. Møller 1.4 Forundersøgelser Kort Lokaliseringen af energicentralen fremgår af bilag Arealafståelse og servitut Alle anlægsarbejder foregår på DTU s matrikel. 1.5 Myndigheder Forhold til anden lovgivning DTU er omfattet af Lokalplan 228 for Danmarks Tekniske Universitet, Campus Lyngby. Det er noteret i lokalplanen, at området er fjernvarmeforsynet. Projektforslagets fjernkølecentral er beliggende i delområde 1 i lokalplanen, jf. lokalplanens kortbilag 2, og det anføres, at delområde 1 kun må anvendes til offentlige formål, herunder bl.a. tekniske anlæg, lokal service mv. I overensstemmelse hermed har DTU fremsendt ansøgning om byggetilladelse til LTK, og det er en betingelse for at LTK kan udstede byggetilladelse til varmepumpe installationen, at dette projektforslag godkendes i medfør af Varmeforsyningsloven. Det bemærkes i den forbindelse, at de tidligere planer om, at der skulle etableres grundvandskøling som en del af fjernkølecentralen ikke længere er gældende, hvilket også fremgår af projektforslaget. 1.6 Resume Projektforslaget medfører, at DTU etablerer en energicentral med en varmepumpeinstallation til kombineret produktion af køling og varme som alternativ til at etablere en energicentral, der kun kan levere køling til DTU s fjernkølenet. Varmepumpeinstallationen vil desuden kunne producere varme ved at køle udeluften, når der er ledig kapacitet, og det er økonomisk fordelagtigt i forhold til elpris, varmepris og udetemperatur. Dette er i høj grad i tråd med de energipolitiske målsætninger og anbefalinger fra Energikommissionen. Varmepumpen vil fremme mere el i varmeforsyningen og i et integreret energisystem, der omkostningseffektivt udnytter den fluktuerende vindenergi. For LTK er projektforslaget - i fortsættelse af projektforslag B1 fra Vestforbrænding for samkøring af det Storkøbenhavnske fjernvarmenet med DTU-HF - endnu et skridt i retningen af, at LTK bidrager til denne omstilling af varmeforsyningen. Projektforslag B1 inkluderede eksempelvis, at Vestforbrænding kan etablere en varmepumpe til kombineret varme og køl og en varmepumpe, der kan udnytte omgivelsesvarme fra spildevand.

7 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING 3-15 Projektforslaget går ydermere hånd i hånd med Vestforbrændings projektforslag B2 for konvertering af større naturgasfyrede centraler omkring DTU til fjernvarme. Projektforslag B2 vil øge fjernvarmeafsætningen med ca. 40 GWh, og vil bl.a. øge muligheden for at erstatte naturgas med en kombination af mere varme fra de biomassefyrede kraftvarmeværker om sommeren og mere varme fra en elkedel på DTU og store varmepumper om vinteren, herunder DTU s planlagte varmepumpe. I den del af projektforslaget, der omfatter samproduktion af varme og køl, vil varmepumpeanlægget producere ca. 7,5 GWh varme eller 0,9 MW varme i middel til at dække eget forbrug af varme jævnt over året. Det vil dog ske med store fluktuationer på timebasis mellem nul og maksimalkapaciteten på 3,4 MW varme. I korte perioder om sommeren, hvor hele varmeproduktionen ikke vil kunne afsættes til DTU s net, bortkøles overskudsvarmen med tørkølere, som dermed også øger forsyningssikkerheden for kølingen. Alternativet til at udnytte overskudsvarmen fra kølingen ville være at producere kølingen med en kompressor og bortkøle overskudsvarmen i tørkølere på DTU. I den del af projektforslaget, hvor den ledige produktionskapacitet bruges til at producere ekstra varme i vinterhalvåret baseret på omgivelsesvarme fra udeluften, vil varmepumpeanlægget kunne producere yderligere ca. 7,5 GWh varme. Den samfundsøkonomiske gevinst ved projektforslaget er beregnet til 7 mio.kr. Den selskabsøkonomiske gevinst er beregnet til 20 mio.kr. baseret på forventede marginale produktionspriser på varmen sommer og vinter. Baggrunden for den gode samfunds- og selskabsøkonomi er dels, at der er tale om at udnytte overskudsvarme ved samkøring af varme og køl til allerede etablerede varme- og kølenet som alternativ til at bortkøle al overskudsvarmen, dels at DTU køber el som A-kunde med eget interne distributionsnet. Hvis der tages hensyn til, at elafgiften til opvarmning nedsættes med i alt 25 øre/kwh, vil selskabsøkonomien øges til 40 mio.kr. Projektet er således fordelagtigt og rimelig robust. Samtidig er projektet forberedt for, at fjernkølingen på DTU kan udbygges med grundvandskøling og kølelager i takt med, at kølebehovet stiger. Projektforslaget er også i kraft af det udbredte fjernkølenet forberedt for, at der kan udnyttes en mere økonomisk fordelagtig form for omgivelsesvarme end udeluften om vinteren.

8 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING ANLÆGSBESKRIVELSE 2.1 Anlæggets hoveddisposition Udstrækning På bilag 1 er vist placeringen af energicentralen samt DTU s fjernkølenet og interne varmedistributionsnet Kapacitet og belastningsforhold DTU s eksisterende fjernkølenet, som stort set kun leverer proceskøling, har en maksimal kapacitet på omkring 2,5 MW køl og forsynes i dag af 3 mindre ældre kølecentraler og en midlertidig kølecentral. Den årlige køleproduktion er i dag ca. 5,3 GWh og middeleffekten er 0,6 MW køl. Figuren nedenfor viser, hvordan proceskølebehovet varierer hen over et helt år. 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Figur 2-1 Kølebehovet i MW på timebasis Da kølebehovet er til procesformål og ikke til komfortkøling, er det jævnt fordelt over alle årets 8760 timer, men fluktuerer mellem 0 og 2,5 MW køl alt afhængig af individuelle behov. DTU forventer, at kølebehovet til proces vil stige i de kommende år som følge af udbygningen, og der kan måske opstå et behov for komfortkøling. DTU vil, efterhånden som kapacitetsbehovet stiger vurdere, hvordan det bedst kan imødekommes. Det kan eksempelvis ske med en kombination af følgende muligheder: Med en køleakkumuleringstank til at udnævne spidslastbehov Med grundvandskøling til at levere kapacitet, primært om sommeren, idet grundvandet køles ned om vinteren med udeluft Med en ekstra varmepumpe, (iht. et nyt projektforslag) Da der er behov for at reinvestere i de ældste kølecentraler, og da kølebehovet ventes at stige, vil der være behov for at investere i en ny kølekapacitet på 2,4 MW. De bedste af de eksisterende kølekompressorer kan bevares og yde spidslastkapacitet og reserve. Hvis projektforslaget ikke gennemføres, må der således investeres i en 2,4 MW kølekompressorinstallation med tørkølere, idet enkelte eksisterende kølekompressorer bevares som reserve. Projektforslaget går ud på, at DTU i stedet for kølekompressorer på i alt 2,4 MW køl etablerer varmepumper, som kan producere 2,4 MW køl og i tilgift ca. 3,4 MW varme i samproduktion. I samproduktionen, hvor både varmen og kølingen udnyttes, kan man for 1 MW el således få 2,4+3,4 = 5,8 MW nyttig energi. Den samlede effektivitet eller COP-faktor således lig med 5,8.

9 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING 5-15 Da den gennemsnitlige kølekapacitet er 0,6 MW køl, vil den gennemsnitlige varmeproduktion i samproduktion med køl være 0,9 MW varme Af hensyn til den økonomiske analyse antages på den sikre side, at det behov, der kan leveres af den planlagte nye kapacitet på 2,4 MW køl vil stige jævnt med omkring 2,5 % om året i de kommende år. På den sorterede varighedskurve nedenfor ses DTU s samlede varmebehov og den maksimale kapacitet fra varmepumpen. DTU s varmeforsyning har følgende nøgledata som har betydning: DTU har haft et samlet varmeproduktionsbehov til nettet på 61 GWh om året fra september 2016 til september Det maksimale kapacitetsbehov på timebasis er ca. 19 MW. Kapaciteten leveres fra DTU-HF, som bl.a. forsynes med DTU s 3 naturgas fyrede kedler med en samlet kapacitet på 33 MW. Det gennemsnitlige varmebehov i juli og august har sidste år været 2,2 MW, hvilket er mere end middeleffekten for samproduktion af varme og køl (0,9 MW) og mindre end den maksimale varmeeffekt fra varmepumpen (3,4 MW). Det gennemsnitlige varmebehov i januar og februar har været 13 MW Det ses, at disse værdier passer godt ind i den standardvarighedskurve, som er vist på figur 2-2. Når varmepumpen har ledig kapacitet, kan den levere yderligere kapacitet op til maksimalt 3,4 MW varme ved at bortlede overskudskølingen til luften via tørkølerne. I denne driftssituation er effektiviteten eller COP faktoren væsentlig mindre. Det ses af varighedskurven, at denne energimænge vil kunne afsættes til DTU s net i de koldeste af årets timer. Der er også indlagt prognoser for DTU s varmebehov de kommende år fra nye byggerier. Det ses, at varmepumpen vil kunne afsætte omkring 2 MW i gennemsnit til DTU s interne varmenet i sommermånederne. Der bliver derfor behov for at køle med de eksisterende tørkølere i de få timer om sommeren, hvor kølebehovet er stort, og hvor varmepumpens varmeproduktion overstiger DTU s varmebehov. Vi vurderer, at den varmeenergi, der tabes ved denne bortkøling har så lille værdi, at det ikke er økonomisk fordelagtigt at etablere en veksler, som kan overføre varmen til DTU-HF s net. Desuden vil en eventuel kommende grundvandskøling løse problemet med for meget overskudsvarme fra køl om sommeren.

10 MW PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING DTU Årsbehovfra sept til sept 2017: MWh MWh DTU MWh DTU MWh DTU MW middeleffekt i januar og februar MWh DTU ,4 MW produktionskapacitet fra varmepume 5 2,2 MW middeleffekt i juli og august Timer Figur 2-2 Sorteret varmevarighedskurve for DTU Forsyningssikkerhed Fjernkøleringen sikrer, at der er stor forsyningssikkerhed for køl. Varmepumpekapaciteten i energicentralen planlægges opdelt på 3 varmepumper á 0,8 MW køl, som yder gensidig reserve. 2.2 Tekniske specifikationer Varmepumperne dimensioneres efter følgende: Opvarmning af fjernvarmevandet fra 50 grader til helt oppe til 85 grader om vinteren. Nedkøling af fjernkølevandet fra 18 grader til 10 grader. Opvarmningen sker i 2 trin. Fremløbstemperaturen vil dog være væsentlig lavere størstedelen af året, når den optimeres i forhold til behovet for fremløbstemperatur til de overvejende nye bygninger, der vil få størstedelen af varmen fra varmepumperne. Veksleren, som overfører varme fra DTU-HF til DTU, regulerer produktionskapaciteten til DTU s net og nedregulerer i takt med, at varmepumpen øger kapaciteten. DTU er tilsluttet el-transmissionsnettet som A-kunde og distribuerer el i eget net, og der er taget hensyn til de faktuelle omkostninger ved at tilslutte varmepumpeinstallationen til el-nettet. Varmepumpernes el-kapacitet vil i øvrigt ikke give anledning til ekstrainvesteringer i DTU s net og hovedtransformer, da varmepumpen i givet fald vil kunne afbrydes i kortere tidsrum. Når varmepumpens kapacitet kan dække hele varmebehovet i nettet, hvilket kan forekomme inden, der etableres lager eller grundvandskøling i et efterfølgende projekt, vil varmepumpen regulere, så den netop dækker varmebehovet, mens kølekompressorerne med tørkølere vil overtage den resterende køleproduktion.

11 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING Projektets gennemførelse Tidsplan Tidsplanen anslås til følgende: Januar 2018 Januar 2018 Februar 2018 Marts 2018 Maj 2018 Maj 2018 August 2018 DTU sender projektforslag til LTK DTU sender udkast til ansøgning om dispensation til LTK LTK sender ansøgning om dispensation til Energistyrelsen Projektforslag behandles og sendes i høring Projektforslag behandles af Kommunalbestyrelsen Dispensation fra Energistyrelsen, hvis det er påkrævet Tidligste projektstart efter endt klagefrist Anlægsudgifter for projektforslaget Projektforslaget består i at opgradere en komplet traditionel fjernkøleinstallation med 1-trins kompressorer og tørkølere til en 2-trins varmepumpeinstallation, hvor det første trin kan aflevere varmen til tørkølerne, mens det andet trin kan aflevere varmen til varmenettet. Set i forhold til referencen indeholder projektforslaget således følgende investeringsbidrag: Merudgift til indkøb af 3 stk. 2-trins varmepumper i stedet for 3 stk. kølekompressorer med samme kølekapacitet Rør og pumper til bortledning af varme i energicentralen 150 m varmedistributionsledning i DN150 i tunnel, der forbinder energicentralen med resten af varmenettet. (tunnelen etableres i referencen) Minimal udvidelse af bygningen i forhold til referencen Ekstra kapacitet i eltilslutning Ekstra udgifter til elinstallationer og SRO Trykholdning og filter til varmeinstallationen Merinvesteringen i forhold til referencen er i prisniveau 2017 og ekskl. moms anslået til 17 mio.kr Finansiering DTU finansierer ekstraudgiften på 17 mio.kr

12 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING VURDERING AF PROJEKTFORSLAGET Der er bred politisk enighed om, at Danmark skal være uafhængig af fossile brændsler senest i Energikommissionen har i sin rapport fra april 2017 peget på, hvordan Danmark kan nå målet på den mest samfundsøkonomiske måde. Kommissionen anbefaler i tråd med tidligere analyser, at vindenergi skal være vores primære vedvarende energikilde på lang sigt suppleret med biomasse og affald mv. Kommissionen påpeger desuden på, at udfordringen ikke bliver at etablere den nødvendige vindenergi til produktion af el, men at udnytte den fluktuerende el. Det er således en central anbefaling, at energisystemet skal udformes, så forbruget af el kan øges, når prisen er lav, og helt afbrydes, når prisen er høj. Her får de vandbårne systemer i energisystemet, det vil sige fjernvarme og fjernkøling en vigtig rolle, dels med at øge forbruget af el, dels med at optimere forbruget i forhold til elprisen. I DTU-HF s fjernvarmesystem har vi med kraftvarmeværket og varmeakkumulatoren på DTU et godt udgangspunkt, idet kraftvarmeværket kan yde reguler ydelser til el-nettet for at kompensere for vindenergien. I det netop godkendte projektforslag B1 fra Vestforbrænding for samkøring mellem DTU-HF og Vestforbrænding har man taget det næste større skridt i retning af at fortrænge fossile brændsler og integrere vedvarende energi i LTK. Projektforslag B1 for samkøring af de to net medfører bl.a.: At affaldsvarme fra NORFORS, som ellers ikke ville blive produceret om sommeren, kan føres mod syd til Kgs. Lyngby for at erstatte biomassekraftvarme fra Amagerværket og Avedøreværket At der kan etableres en stikledning til Mølleåværket for at udnytte overskudsvarme og varme fra en kommende spildevandsvarmepumpe At varme fra en mulig kommende varmepumpe til kombineret varme og fjernkøling til ny bebyggelse i Traceet kan udnyttes i takt med, at den nye bebyggelse etableres og forsynes med fjernvarme Projektforslag B1 inkluderer ikke varmepumpen på DTU, som er omfattet af dette projektforslag fra DTU, idet det var antaget, at den ville blive etableret under alle omstændigheder i referencen uafhængigt af, om projektforslag B1 ville blive godkendt. Projektforslag B1 har imidlertid haft betydning for økonomien for varmepumpen, idet varmepumpen i størstedelen af sommerhalvåret erstatter varme fra de biomassefyrede kraftvarmeværker og ikke varme fra Nordforbrænding, som ellers ikke ville blive udnyttet. Varmepumpens forventede produktion af varme og køl ses af figuren nedenfor.

13 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING 9-15 Energi og omkostninger Projekt, samproduktion af varme og køl Alle beløb er ekskl. moms. Reference med tørkøler Samlet køleeffektbehov 2,5% stigning p.a. MW køl 2,5 2,5 2,6 2,6 2,7 3,9 Køleeffekt for ny tørkøler MW køl 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 Behov for spidslasteffekt MW køl 0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 1,5 Benyttelsestid for ny tørkøler 1. prioritet 2,5% stigning p.a. h COP køl 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 7,0 Elforbrug til køl MW el 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Køleproduktion tørkøler MWh køl Elforbrug til køl MWh el Investering i kompressor 0,0 mio.kr/mw køl 1000 kr 0 D&V omkostninger 2% af investering p.a kr Projekt med varmepumpe Køleeffekt varmepumpe, som erstater kompressor MW køl 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 Varmeeffekt varmepumpe MW varme 3,4 3,4 3,4 3,4 3,4 3,4 Tilført eleffekt MW el 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Samlet COP for varmepumpe 5,8 5,8 5,8 5,8 5,8 5,8 Marginal COP for varme ift. Kompressorkøl 5,2 5,2 5,2 5,2 5,2 5,2 Køleproduktion MWh køl Varmeproduktion MWh varme heraf sommer 50% MWh varme heraf vinter 50% MWh varme Elforbrug til varme og køl MWh el Udnyttelsesgrad af varmepumpe % 0% 25% 26% 26% 27% 39% Mer Investering i varmepumpe 7,1 mio.kr/mw køl 1000 kr Marginalt ift. Kompressor 5,0 mio.kr/mw varme 1000 kr D&V omkostninger 1% af investering p.a kr Projekt, udnyttelse af varmepumpens ledige kapacitet De bedste af eksisterende tørkølere benyttes til at aftage spildkøling fra varmepumpen Ledig benyttelsestid i vinterhalvåret, hvor varmen kan afsættes i DTU's net max timer Udnyttelsesgrad pga. afkobling ved høje elpriser og lav udetemperatur % 70% 70% 70% 70% 70% 70% Effektiv udnyttelse med tørkølere max timer COP ved spildkøling til udeluften i vinterhalvåret 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 Varmeproduktion MWh varme Elforbrug MWh el Projektforslag i alt Varmeproduktion i samproduktion med køl MWh varme Varmeproduktion med tørkølere i vinterhalvåret MWh varme Samlet varmeproduktion MWh varme Samlet benyttelsestid varmeproduktion for varmepumpen timer Køleproduktion MWh køl Tabel 3-1 Varme- og køleproduktion (år 2023 til 2037 er ikke vist) Da DTU s samlede varmebehov for 2016/17 er målt til 61 GWh, vil nettobehovet for tilført varme fra DTU-HF til DTU i 2019 blive 54 GWh, hvis den kun drives i samproduktion med køling og 46 GWh, hvis varmepumpen supplerer med varmeproduktion og spildkøling til tørkølerne i vinterhalvåret. Det er her antaget, at aftalen mellem Vestforbrænding, DTU-HF og DTU udformes således, at varmepumpen kun er i drift som varmepumpe med spildkøling i de perioder af året, hvor det er til fordel for alle parter. Med andre ord, at den kun er i drift, når omkostningerne ved varmeproduktionen er lavere end prisen på salg af varme fra Vestforbrænding til VEKS og CTR.

14 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING Samfundsøkonomi og miljøvurdering De samfundsøkonomiske beregninger er baseret på Energistyrelsens forudsætninger af 15. august 2017, hvori bl.a. er indregnet Energistyrelsens prognose for CO 2 priser udenfor kvotemarkedet. Disse seneste beregningsforudsætninger indeholder mindre justeringer i forhold til den tidligere udgave fra 5. maj 2017, som ikke påvirker denne analyse. Der er taget højde for, at der er en begrænsning af varmen fra Vestforbrænding til DTU-HF, således at der skal suppleres med naturgasfyrede varmecentraler i vinterhalvåret i DTU-HF s område. Den samfundsøkonomiske pris på varmen fra Vestforbrænding om sommeren og fra gaskedler om vinteren er måned for måned de samme priser som i Vestforbrændings projektforslag B2. Samfundsøkonomisk vurdering af projekt ift. reference Projektforslag samproduktion af varme og køl uden ekstra produktion af varme Diskonteringsrente og annuitetsfaktor 4% 13, Inflationsindex Prisniveau ,014 1,032 1,052 1,074 1,097 1,484 Nettoafgiftsfaktor (beregningspr/faktorpr) 1,325 Skatteforvridningsfaktor 1,100 Middel NPV Enhedspriser for varmen i beregningspriser Faktorpriser Marginalt fra VF og CTR/VEKS 6 sommermåneder kr./mwh Gasfyret fjernvarme 6 vintermåneder kr./mwh Enhedspriser for el i beregningspriser Samfundsøkonomisk omkostning til el Nordpool kr./mwh Energistrømme i projektforslag Varmeproduktion i sommerhalvåret MWh varme Varmeproduktion i vinterhalvåret MWh varme Elforbrug til kompressor og tørkølere i referencen MWh el Elforbrug til varmepumpe i projektforslag MWh el Beregnings Samfundsøkonomiske omkostninger i projektforslag priser Investering kr D&V omkostninger kr El til varmepumpe kr Samfundsøkonomiske omkostninger i projektforslag kr Samfundsøkonomiske omkostninger i referencen Investering kr 0 Varmeproduktion i sommerhalvåret kr Varmeproduktion i vinterhalvåret kr D&V omkostninger kr Elforbrug til kompressor og tørkølere i referencen kr Samfundsøkonomiske omkostninger i referencen kr Samfundsøkonomisk gevinst ved projektforslag kr Samfundsøkonomisk intern forrentning 2% % Projektforslag, udnyttelse af varmepumpens ledige kapacitet Energistrømme ved ekstra udnyttelse af varmepumpe med spildkøling Ekstra varmeproduktion MWh varme Elforbrug til produktion af ekstra varme MWh el Beregnings Ekstra samfundsøkonomisk gevinst priser Samfundsøkonomiske omkostninger i projektforslag Omkosting til el nordpool kr D&V omkostninger kr Omkostninger i alt i projektforslag kr Samfundsøkonomiske omkostninger i referencen til at producere varmen Varmeproduktionsomkostning i referencen kr Samfundsøkonomisk gevinst ved ekstra varmeproduktion kr Samfundsøkonomisk intern forrentning ikke defineret % Projektforslag i alt Samproduktion af varme og køl kr Ekstra udnyttelse af varmepumpens kapacitet kr Samfundsøkonomisk gevinst kr Samfundsøkonomisk intern forrentning 7% % Tabel 3-2 Samfundsøkonomi

15 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING Resume af den samfundsøkonomiske omkostning i referencen Samfundsøkonomisk værdi af varme Marginalt fra VF og CTR/VEKS 6 sommermåneder kr/mwh Gasfyret fjernvarme 6 vintermåneder kr/mwh Varmeproduktion fra varmepumpen Samproduktion sommer, erstatter marginalt VF MWh varme Samproduktion vinter, erstatter gaskedel MWh varme Varmepumpe med tørkøler, erstatter gaskedel MWh varme Varmeproduktion i alt MWh varme Værdi af varmeproduktion i referencen Samproduktion sommer, erstatter marginalt VF kr Samproduktion vinter, erstatter gaskedel kr Varmepumpe med tørkøler, erstatter gaskedel kr Værdi af varmeproduktion i referencen kr Heraf samproduktion med køl kr Her af varmepumpe med tørkølere kr Værdi af varmeproduktion i referencen kr Omkostninger ved el til kompressorer i referencen kr Omkostninger i referencen til køl og varme kr Resume af den samfundsøkonomiske omkostning i projektforslag Omkostninger ved samproduktion Omkostninger ved ekstra udnyttelse af varmepumpen Omkostninger i projektforslag til køl og varme Projektforslag i alt, resume Omkostninger i referencen kr Omkostninger i projektforslag kr Samfundsøkonomisk gevinst i alt kr Samfundsøkonomisk intern forrentning 7% % Tabel 3-3 Resume af samfundsøkonomisk I den samfundsøkonomiske nutidsværdi er iht. Energistyrelsens forudsætninger indregnet: miljøgevinsten ved reduktion af CO 2 indenfor kvotemarkedet gevinsten ved reduktion af CO 2 udenfor kvotemarkedet den ækvivalente drivhuseffekt af de øvrige drivhusgasser CH4 og N2O. miljømæssige skadesomkostninger fra emission af SO 2, NO x og partikler PM2,5 afledte virkninger af afgiftsprovenuet med skatteforvridnings faktor 1,10. Nutidsværdien er i beregningspriser, hvor der er anvendt nettoafgiftsfaktor 1,325 og en diskonteringsrente på 4 % iht. de gældende beregningsforudsætninger med en projektperiode på 20 år. Da de samfundsøkonomiske omkostninger til CO2 og skadesemissioner er inkluderet i de samfundsøkonomiske beregninger, indgår disse miljøforhold, jf. Varmeforsyningslovens formålsparagraf, ikke særskilt i Kommunalbestyrelsens vurdering af projektet. Projektets samfundsøkonomiske gevinst er beregnet til 7 mio.kr. og den interne rente til 7 %.

16 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING Selskabsøkonomi for DTU Selskabsøkonomien er beregnet i tabellen nedenfor med realistiske antagelser for værdien af varmeproduktionen og elprisen, idet den samme køling skal leveres i projekt og reference. Det bemærkes, at DTU har A-tarif, hvilket reducerer den marginale pris på el betydeligt. Det forudsættes desuden på den sikre side, at el-tariffen i referencen er el til procesforbrug, da der ikke er komfortkøling, medens hele elforbruget til varmepumpen regnes som el til opvarmning. Nutidsværdien er med 20 års drift og en diskonteringsrente på 4 % i faste priser beregnet til 20 mio.kr og den interne forrentning er 15 %. Selskabsøkonomisk vurdering af projekt ift. Reference Projekt, samproduktion af varme og køl Elpris til opvarmning Nordpool fast pris 230,0 kr/mwh Transport af el (Radius A-lav) 41,2 kr/mwh 41,2 41,2 41,2 41,2 41,2 41,2 Transmission+systemtarif (Energinet) 83,0 kr/mwh PSO afgift - udfases 0,0 kr/mwh Energiafgift, forventet/nuværende ,0 kr/mwh Elpris i alt 755,2 kr/mwh 915,2 835,2 805,2 765,2 755,2 755,2 Elpris til proces Nordpool fast pris 230,0 kr/mwh Transport af el (Radius A-lav) 41,2 kr/mwh 41,2 41,2 41,2 41,2 41,2 41,2 Transmission+systemtarif (Energinet) 83,0 kr/mwh PSO afgift - udfases 0,0 kr/mwh Energiafgift 4,0 kr/mwh Elpris i alt 358,2 kr/mwh 358,2 358,2 358,2 358,2 358,2 358,2 Overskudsvarmeafgift, hvor el til processen er uden afgift 0 kr/mwh Varmeproduktionsomkostning ved samproduktion af varme og køl ift. Køl kr/mwh Varmepris sommer 400 kr/mwh varme Varmepris vinter 500 kr/mwh varme Selskabsøkonomiske omkostninger i referencen Investering kr 0 D&V omkostninger kr Elforbrug til kompressor og tørkølere i reel til proces pris kr Selskabsøkonomiske omkostninger i referencen kr Selskabsøkonomiske omkostninger i projektet Investering kr Overskudsvarmeafgift kr D&V omkostninger kr El til varmepumpe el til opvarmningspris kr #REF! kr #REF! kr Selskabsøkonomiske omkostninger i projektet kr Selskabsøkonomisk gevinst ved projekt ift. Referencen kr Selskabsøkonomisk intern forrentning 10% % Projekt, udnyttelse af varmepumpens ledige kapacitet Ekstra selskabsøkonomisk gevinst Selskabsøkonomisk varmeproduktionspris ved luftbaseret varmepumpe vinter kr/mwh varme Sparet varmekøb vinterhalvår kr D&V marginal ekstra produktion 20 kr/mwh kr El til varmepumpe kr Ekstra gevinst ved varmeproduktion og spildkøl kr Projektforslag i alt Selskabsøkonomisk gevinst kr Selskabsøkonomisk intern forrentning 15% % Tabel 3-4 Selskabsøkonomi fjernkøling og supplerende varmeproduktion

17 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING Følsomhedsvurdering Samfundsøkonomi I det følgende ses, hvor følsom samfundsøkonomien er for ændringer i de mest betydningsfulde parametre: Hvis anlægsinvesteringen i varmepumpen overskrides med 1 mio.kr/mw køl samtidig, med at prisen på den alternative tørkøler ikke falder tilsvarende, så falder den samfundsøkonomiske værdi fra 7 mio.kr til 4 mio.kr. Hvis køleenergibehovet ikke stiger de næste 20 år, så falder den samfundsøkonomiske værdi fra 7 mio.kr til 5 mio.kr. Hvis COP værdien for kombineret varme og køl falder fra 5,8 til 5,0 ved samme køleeffekt, så er den samfundsøkonomiske værdi stort set uændret. Hvis varmeudnyttelsen uden samproduktion med køl ændres +/- 30%, så ændres den samfundsøkonomiske gevinst med +/- 3 mio.kr Selskabsøkonomi I det følgende ses hvor følsom selskabsøkonomien er for ændringer i de mest betydningsfulde parametre: Hvis det tages i regning, at elafgiften falder med 25 øre/kwh, stiger gevinsten fra 20 til 40 mio.kr. Hvis anlægsinvesteringen i varmepumpen overskrides med 1 mio.kr/mw køl samtidig, med at prisen på den alternative tørkøler ikke falder tilsvarende, så falder den selskabsøkonomiske værdi fra 20 mio.kr til 18 mio.kr. Hvis køleenergibehovet ikke stiger de næste 20 år, så falder den selskabsøkonomiske værdi fra 20 mio.kr til 16 mio.kr. Hvis varmeudnyttelsen uden samproduktion med køl ændres +/- 30%, så ændres den selskabsøkonomiske gevinst med +/- 3 mio.kr Samlet vurdering Det ses, projektet er rimelig robust overfor betydende ændringer af forudsætningerne. Samtidig er projektet forberedt for, at der kan udbygges med mere fjernkøling og suppleres med grundvandskøling og en akkumuleringstank samt tilslutning af anden omgivelsesvarme, som vil øge gevinsten. Det bemærkes, at varmepumpens mulighed for at erstatte naturgaskedler øges, hvis fjernvarmen udbygges i LTK. Derved vil varmepumpen få en positiv omend beskeden effekt på den fremtidige konvertering fra naturgas til fjernvarme i LTK. Varmepumpen vil erstatte mange tørkølere på DTU og derved reducere støj på støjfølsomme områder, ligesom der bliver mere plads til parkering mv. Denne fordel er ikke prissat.

18 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING BILAG 1 FORSYNINGSOMRÅDET Nedenstående kort viser kølecentralens placering i lokalplanens delområde 1 i en ny bygning B215K.

19 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE TIL FJERNKØLING BILAG 2 BEREGNINGER, RESUME Beregningerne fremgår af et eksternt bilag 2