KØLEPLAN DANMARK 2015 KØL I SYMBIOSE MED VARME DANSK FJERNVARME, ANDERS DYRELUND, MARKEDSCHEF

Transkript

1 KØLEPLAN DANMARK 2015 KØL I SYMBIOSE MED VARME DANSK FJERNVARME, ANDERS DYRELUND, MARKEDSCHEF 1

2 AGENDA OVERSKUDSVARME FRA FJERNKØLING? INTEGRATION MED DET DANSKE ENERGISYSTEM KØLEPLAN DANMARK FJERNKØLINGENS HEMMELIGHEDER CASE 1 ET TYPISK ANLÆG MED BRUG AF LAGRE CASE 2 SAMFUNDSØKONOMI CARLSBERGBYEN CASE 3 EKSEMPLER 2

3 OVERSKUDSVARME FRA FJERNKØLING 3

4 3 SLAGS OVERSKUDSVARME Overskudsvarme fra proceskøl langt over udetemperatur Fjernvarmen betaler for overskudsvarme næsten gratis at bortkøle Opgradering med varmepumpe med god COP Afgift ved fossile brændsler pga. Mistanke om snyd Overskudsvarme fra proceskøl omkring udetemperatur Stort set gratis, for det koster kun lidt at bortkøle Opgradering med varmepumpe og mindre god COP Afgift selv om overskudsvarmen er gratis?? Overskudsvarme fra proces og komfortkøl under udetemperatur Fjernvarmen får betaling for at bortkøle, da bortkøling er dyr Fjernkøling er et middel til at indsamle overskudsvarme fra køl 4

5 FJERNKØLINGEN I SYMBIOSE - med fjernvarmen Total løsning til kunden, tilfreds kunde frem for ingen kunde Udnyttelse eksisterende infrastruktur og mandskab Producere overskudsvarme med varmepumpe Lagre varme fra sommer til vinter, hvor grundvandskøling er muligt Spidslastkapacitet med bygningsejeren som har et kølebehov Sparer plads, installationer og mandskab Bedre miljø, ingen støj, vibrationer, kølemidler mv. med industrien som har et kølebehov Proceskøl til frys mv. udnytter fjernkølingen Køle- og varmekapacitet fra vitale kølemaskiner kan sælges til fjernkølingen og fjernvarmen (for eksempel servere) 5

6 FJERNKØLING HVORFOR OG HVORDAN? NATURRESOURCE ENERGI CENTRAL ENERGI LAGER KUNDE 6

7 Fjernkøling er mere kompliceret end varme Kombineret fjv./fjk. er dobbelt så kompliceret Kompressor Absorption UTES Hav, sø eller flod Frikøling Termisk lager - Is - Koldt vand

8 Varmeproduktion i TWh Kraftvarmeandel STORE VARMEPUMPER I FJERNVARMEN START MED DEM SOM OGSÅ LAVER KØL VARMEPLAN DANMARK GWH I Fjernvarmens lastfordeling Hurtig udvikling Statistik Fremskrivning Kedler, fossile brændsler Kedler, biomasse Solvarme Geotermi Elpatroner Store varmepumper Biogas-kraftvarme Biomasse-kraftvarme Dec. kraftvarme, naturgas Central kraftvarme, fossil Affaldsvarme/kraftvarme Industrioverskudsvarme Kraftvarmeandelen 100% 90% 80% 70% 60% 50% 30 40% 20 30% 20% 10 10% %

9 EU S STØRSTE FJERNKØLESYSTEM I STOCKHOLM I SYMBIOSE MED FJERNVARMEN 9

10 FJERNKØLING ER LIG MED OVERSKUDSVARME 10

11 MEN -STORE KØLEFORBRUGERE KAN LAVE EGEN KØL MED GRUNDVANDSKØLING OG DERMED EGEN VARMEFORSYNING individuelle grundvandskølanlæg med egen varmeproduktion på 20 år i Holland Det skaber problemer og er ofte sub-optimalt ift. Fjernvarme Kilde: If Technologies 11

12 KØLEPLAN DANMARK FINANSIERET AF DANSK FJERNVARMES F&U-KONTO 12

13 ESTIMERET KØLEBEHOV I DANMARK GWH/ÅR MW Kølebehov i Danmark i MWh/år SNr SektorNavn Sum MWh Hovedstaden Midtjylland Nordjylland Sjælland Syddanmark 1 Landbrug og fiskeri Industri Detailhandel Servicesektor i øvrigt Kontorer og undervisning Total Køleeffektbehov i Danmark i MW SNr SektorNavn Sum MW Hovedstaden Midtjylland Nordjylland Sjælland Syddanmark 1 Landbrug og fiskeri Industri Detailhandel Servicesektor i øvrigt Kontorer og undervisning Total Benyttelsestid for kølebehov, h SNr SektorNavn timer Hovedstaden Midtjylland Nordjylland Sjælland Syddanmark 1 Landbrug og fiskeri Industri Detailhandel Servicesektor i øvrigt Kontorer og undervisning Total

14 HEMMELIGHEDEN VED FJERNKØLING Kølefællesskabet sparer investeringer som følge af Samtidighed Døgnudjævning med akk. og Storskalafordel for kompressorer Besparelsen kan begrunde et fjernkølesystem Dertil kommer øvrige fordele Optimere Elforbrug ift. pris Bedre grundvandskøling, ATES Overskudsvarme til fjernvarme og andre synergier mv. 14

15 HER ER FJERNKØLE POTENTIALET Fordelt i klynger 630 klynger: 268 > 2 MW-k pr klynge GWh-k MW-k 362 < 2 MW-k pr klynge 600 GWh-k 350 MW-k 15

16 Fjernkølebehov i Danmark i MWh/år (Over 2 MW grupper) SektorNavn Sum MWh Hovedstaden Midtjylland Nordjylland Sjælland Syddanmark Landbrug og fiskeri Industri Detailhandel Servicesektor i øvrigt Kontorer og undervisning Total Fjk > 2 MW Total Fjk < 2 MW Total Individuel Total køl Fjernkøleeffektbehov i Danmark i MW (Over 2 MW grupper) SektorNavn Sum MW Hovedstaden Midtjylland Nordjylland Sjælland Syddanmark Landbrug og fiskeri Industri Detailhandel Servicesektor i øvrigt Kontorer og undervisning Total Fjk > 2 MW Total Fjk < 2 MW Total individuel Total køl Benyttelsestid for fjernkølebehov, h SektorNavn timer Hovedstaden Midtjylland Nordjylland Sjælland Syddanmark Landbrug og fiskeri Industri Detailhandel Servicesektor i øvrigt Kontorer og undervisning Total Fjk

17 Gruppe størrelse Effekt, MW Antal grupper MW/gruppe < 2 MW MW MW MW MW > sum Fjk Individuelle Total Forsyningsområde Køleeffekt MW Kølebehov MWh Antal grupper Storkøbenhavn* Affaldsvarme Aarhus Fjernvarme Fyn TVIS Aalborg Forsyning Esbjerg Varme Indenfor store forsyningsområder Udenfor store områder Total Fjk Total Individuelle Total *Storkøbenhavn omfatter HOFOR, CTR, VEKS, Vestforbrændingen 17

18 SAMPRODUKTION AF VARME OG KØL Traditionel varmepumpe 1 MWh el 2 MWh spildkøling 3 MWh varme ved ca. 65 grader Traditionel kompressor 1 MWh el 5 MWh nyttig køling 6 MWh spildvarme Samproduktion af køl og varme 1 MWh el 2 MWh nyttig køling 3 MWh varme ved ca. 65 grader Marginal COP for varme 1 MWh varme koster 0,2 MWh el 18

19 GRUNDVANDSKØLING MED SÆSON KØLE- VARMELAGER OG FÆLLES VARMEPUMPE, ATES 19

20 HVOR STORT ER POTENTIALET, OG HVORNÅR LEVERES OVERSKUDSVARMEN FRA KØL? MW køl fjernkølebehov an kunder i runde tal MW køl kølekapacitet til fjernkølenet med køleakkumulator Uden grundvandskøl: MW køl med varmepumpe MW varme /4.000 GWh varme Fortrinsvis om sommeren Med maksimal grundvandskøl 750 MW køl grundvandskøl 750 MW køl varmepumpe MW varme /2.000 GWh varme MW varme /2.000 GWh varme I de koldeste timer Jævnt fordelt over året 20

21 HVAD KAN MW VARME VARMEPUMPER FRA GV KØL LEVERE, INKLUSIVE SPILDKØLING?? MW varme fra varmepumper, der anlægges af hensyn til fjernkøling kan producere varme alle timer bortset fra timer med særligt høje elpriser (del af det virtuelle ellager): GWh i de koldeste timer via (køle grundvand ned) GWh i kombineret varme/køl jævnt over året GWh med spildkøling til udeluft, drænvand, afværgeboringer mv. øvrige timer hvis varmen er konkurrencedygtig GWh i alt, dvs.vp med timers benyttelsestid Det svarer til Varmeplan Danmarks prognose for store varmepumper i

22 HVIS ALLE 268 ANLÆG STARTEDE I DAG Størrelse af anlæg 2,5 MW 5 MW 10 MW 20 MW 50 MW Alle anlæg Antal anlæg stk Data for alle anlæg Behov Køleeffektbehov MW-k Proceskøl MW-k komfortkøl MW-k Fuldlasttimer proces h Fuldlasttimer komfort h Proceskøl MWh-k Komfortkøl MWh-k Nettab afrundet % 1% 1% 1% 1% 1% 1% Kølebehov MWh-k Samtidighedsfaktor 95% 90% 80% 77% 75% 81% Køleeffektbehov MW-k Fuldlasttimer an net h

23 Køleproduktioner Køleproduktion GV MWh-k Køleproduktion komp/vp MWh-k Total Køleproduktion MWh-k Varmeproduktioner COP-v/COP-k - 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 Varmeproduktion køle VP MWh-v Varmeproduktion ATES MWh-v Total varmeproduktion MWh-v Elforbrug til varme og køl Elforbrug til varme og køl MWh-el Heraf el varme ift. Ref. MWh-el Total marginal COP varme Nøgletal Kompressorkapacitet MW-k Fuldlasttimer timer Grundvands kap MW-k Fuldlasttimer GV timer-k Lagerkapacitet pct.af max. 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Lager fuldlasttid h 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 Fremløbstemperatur oc 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 Returløbstemperatur oc 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 Køleafkøling oc 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 Lagerkapacitet MW-k Lagerstørrelse MWh-k Lagerstørrelse m³

24 Samfundsøkonomisk nutidsværdi 2,5 MW 5 MW 10 MW 20 MW 50 MW Total Fjernkøling alene mio.kr Varmeudnyttelse mio.kr I alt varme/køl mio.kr Lokalsamfundetsgevinst nuværdi 2,5 MW 5 MW 10 MW 20 MW 50 MW Total Selskab Fjernkøling mio.kr Selskab varmeudnyttelse mio.kr Selskab varme og køl i alt mio.kr Fjernkølebrugere mio.kr Lokalsamfundet for køl mio.kr Lokalsamf. varme og køl mio.kr Investeringer i fjernkøling 2,5 MW 5 MW 10 MW 20 MW 50 MW Total Kølelager mio.kr Grundvandskøling mio.kr Kompressor + teknik mio.kr Fjernkølenet og stik mio.kr Ekstra til Varmepumpe mio.kr Tilslutning til fjernvarme mio.kr Investeringer i fjernkøl mio.kr Alternative invest i ref mio.kr

25 HVAD ER DEN OPTIMALE STØRRELSE AF EN FJERNKØLEKLYNGE? 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0-2,5 MW 5 MW 10 MW 20 MW 50 MW Investeringer i varmeudnyttelse mio.kr/mw-k Investeringer i fjernkølenet mio.kr/mw-k Investeringer i kølecentral uden varme mio.kr/mw-k 25

26 Energi [GWh-v] Køleeffekt [GWh-k ] UDBYGNINGSPLAN FOR FJERNKØL MED ALLE 268 ANLÆG OVER 2 MW HVOR HURTIGT? 2 år fra ide til start 4500 Udviklingen af den totale Kølekapacitet til kunder 20 år fra 1 til 268 (Med typisk S-form) års netudbygning 15 års tilslutning Færdig i 2050 Overgangsløsninger: Absorptionskøling Kompressorkøling Tid [ År ] Udvikling af den totale varmeproduktion fra fjernkøling Total Køleproduktion Frikøling Containerløsninger Total varmeproduktion Tid [ År ] 26

27 Køleeffekt [GWh-el] FRA 700 GWH UREGULERBAR EL TIL GWH SMART REGULERBAR EL 2000 Udvikling af Elforbrug til kombineret varme og køl i forhold til elforbrug til køl i reference Elforbrug køl i referencen Elforbrug til varme og køl Tid [ År ] 27

28 ORGANISERING OG TARIFFER TIL DEBAT Fjernvarmen bør kunne etablere fjernkøling og sælge køl på kommercielle vilkår, som man sælger kommercielle el-ydelser Kommuner skal planlægge køl, og bør kunne stille lånegaranti Priser og vilkår for fjernkøl bør være fleksibele og tilpasses den aktuelle situation (købe/sælge, energi/kapacitet) Omkostningsægte pris og substitionspris for fjernkøling har høj tilslutningsafgift og lav energiydelse Fjernkølekunde bør kunne få reguleret kapacitet op og ned indenfor en årrække (en stor konkurrencefordel) Kølekunder som medejere kan være en konkurrencefordel Fjernvarmetariffen bør være tidsafhængig med stor forskel på sommer- og vinterpris for at fremme optimal brug af ATES hos varmekunder uden fjernkøling 28

29 CASE 1 EN TYPISK KØLEKLYNGE 40 KUNDER 20 MW KØLEBEHOV AN KUNDER 29

30 MW køleeffektbehov KØLEKAPACITET CA. 20 MW AN KUNDER BLANDING AF PROCESKØL OG KOMFORTKØL 20 MW køl an kunder 15,3 MW køl an net 4,6 MW køl akkum. 10,7 MW køl kapacitet 4,6 MW køl grundvand 6,1 MW køl VP, gr Kundernes samlede behov 6 Nødvendig produktionskapacitet med 4 samtidighed

31 ENERGI Fjernkøleproduktion i MWh-k Køleoverskudsvarme, som bortkøles MWh Køleproduktion 35 GWh køl Grundvandskøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh Komfortkøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh Varmeproduktion GWh 0 varme Proceskøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh Forventet produktion af varme fra køling i MWh-v Grundvandskøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh Komfortkøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh Proceskøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh 31

32 MWh-varme ATES FLYTTER VARM FRA SOMMER TIL VINTER 4,6 MW køl fra GV 6,1 MW køl fra VP 26 GWh køl 19 GWh køl Proces 7 GWh køl komfort 9 GWh køl GV køl (i lager) 17 GWh køl kompressorkøl Varmeudnyttelse fra køl med og uden grundvandskøling i 2025 Varmeproduktion fra køl uden grundvandskøl Varmeproduktion fra køl med grundvandskøling 0 Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec 36 GWh varme 13 GWh varme fra lager/vp vinter 23 GWh varme jævnt fordelt over året 32

33 mio.kr. lb. priser mio.kr. faste priser mio.kr. faste priser EKSEMPEL PÅ SAMLET SELSKABSØKONOMI FOR FJERNKØL OG FJERNVARME Selskabsøkonomi for varme/køleprojekt Tilslutningsafgifter Investeringer inkl. scrapværdi Salgsindtægter Produktion og D&V Selskabsøkonomi for varme/køleprojekt Nuværdigevinst i faste priser Selskabsøkonomi for varme/køleprojekt Likviditet i løbende priser Nutidsværdi, akkumuleret Likviditet 33

34 SELSKABSØKONOMI FOR FJERNKØLING Selskabs- og brugerøkonomisk Gevinst ved fjernkøling Omkostning vurdering af fjernkøling Fjernkøle- køle- Lokal for kølekunde selskab kunder samfund Fjernkøl Individuel Nutidsværdi 1000 kr 1000 kr 1000 kr 1000 kr 1000 kr Kølecentral ekskl. scrapværdi Kølecentral, scrapværdi Net og stik, ekskl. scrapværdi Net og stik, scrapværdi Brugerinvestering ekskl. scrapværdi ja Brugerinvestering, scrapværdi Investeringer i alt Tilslutningsafgifter Investeringer inkl. tilslutningsafgift D&V af anlægsaktiver D&V marginale udgifter af net Administration Variabel D&V af køleproduktion Drift af fjernkøleinstallationer hos kunder D&V i alt Energiudgifter til køleproduktion Køb/salg af køling Energi i alt I alt gevinst ved fjernkøl

35 SELSKABSØKONOMI VED VARMEUDNYTTELSE I STORT KRAFTVARMESYSTEM MED NUVÆRENDE ELPRISER Selskabsøkonomisk vurdering Varme- køle- Lokal af varmeudnyttelse og fjernkøling selskab kunde samfund 1000 kr 1000 kr 1000 kr Ekstra investering i varmesiden Ekstra investering, scrapværdi Salg af kapacitet/sparet alternativ kapacitet Investeringer og faste omk. I alt D&V omkostninger ved varmeudnyttelse Energiomkostninger ved varmeudnyttelse Salg af varme/sparet køb af varme I alt gevinst ved varmeudnyttelse Gevinst i alt ved varme og fjernkøl

36 CASE 2 FJERNKØLING I CARLSBERGBYEN UNDER ETABLERING SAMFUNDØKONOMISK VURDERING AF LOKAL FJERNKØLING VS. INDIVIDUEL KØLING 36

37 CASE 1: ØKONOMISK GEVINST VED LOKAL FJERNKØLING FREM FOR INVIVIDUEL KØL Sparet investering i kapacitet og stordriftsfordele Sparet D&V omkostninger Sparet el ved stordrift og optimering med akkumulator 50 mio.kr 12 mio.kr 6 mio.kr Værdi af plads i bygninger 33 x 100 m2 x kr/m2 x 0,6 ca. 20 mio.kr? Værdi af varmeproduktion 15 GWh x 100 kr/mwh x 13,6 x 0,6 ca. 10 mio.kr? Værdi ved ikke at miste fjernvarmekunder ca. 10 mio.kr? Værdi af støjreduktion og bedre arkitektur mv.? Værdi af mere fleksibel forsyning, eksport mv? I alt 108 mio.kr Stort set ens for samfund og lokalsamfund (selskab og kunder ialt) 37

38 CASE 3 EKSEMPLER 38

39 BIDRAG MED GODE EKSEMPLER HOFOR Adelgade HOFOR Tietgensgade Frb. Forsyning Carlsbergbyen Frb. Forsyning Bjerringbro/Grundfos DTU Københavns Lufthavne Høje Taastrup Fjv. Aalborg Forsyning Flere.. 39

40 TAK FOR OPMÆRKSOMHEDEN SEE OUR CLIMATE SOLUTIONS AT 40