Lavtemperatur fjernvarme i forhold til varmepumper. Bjarke Paaske Rejseholdet for store varmepumper Center for forsyning blp@ens.dk Tlf.

Transkript

1 Lavtemperatur fjernvarme i forhold til varmepumper Bjarke Paaske Rejseholdet for store varmepumper Center for forsyning blp@ens.dk Tlf.:

2 København Kolding Rejsehold for store varmepumper Jørgen Risom Daglig leder Tidligere varmeforsyningschef hos EnergiMidt Energi A/S Lasse Nissen Tidligere energirådgiver hos SE Big Blue og TRE-FOR Hans-Henrik Jensen Tidligere energirådgiver hos TRE-FOR og Dansk Fjernvarmes Projektselskab Bjarke Paaske Tidligere konsulent hos Teknologisk Institut Søren Ebbehøj Ph.d. i energikonvertering og -lagring Ida Riise-Knudsen Administration af demonstrationspulje, cand. soc.

3 Ulemper Fordele Hvorfor lavtemperatur fjernvarme Mindre varmetab Højere effektivitet på produktionsenheder Solvarme Røggaskondensering (retur) Varmepumper Lavere delta-t Kræver større pumpeeffekt Begrænsninger i rør Brugerinstallationer Kræver velfungerende brugsvandsenheder Store radiatorarealer

4 Mindre varmetab Φ = U x A x Δt Φ = Varmetab [W] (varmeoverførsel) U = Varmegennemgangstal A = Overfladeareal [m 2 ] W m 2 K (isoleringsevne) Δt = Temperaturdifferens (fjernvarmevand-jord) UA er konstant varmetabet er afhænger lineært af temperaturforskellen Kendes varmetabet kan effekten af en temperatursænkning beregnes

5 Solfangere Udetemp.(Ta) = 12 C FV = C Tm = 62 C Tm-Ta = 52 K η = 61 % FV = C Tm = 47 C Tm-Ta = 35 K η = 69 % Gevinst = 12 %

6 Røggaskondensering Stort optimeringspotentiale hvis returtemperaturen er høj

7 Varmepumper Teoretisk energiforbrug afh. kun af temperature COP Lorenz = T lm,fjernvarme T lm,fjernvarme T lm,kilde I praksis er der mekaniske og termiske tab Mekaniske tab kompressor og ekspansionsventil Termiske tab i varmevekslere og kølemiddel For store VP typisk % af teoretisk maks. Kilde:

8 Typiske COP-værdier COP øges %

9 Varmepumper og overskudsvarme Eksempel fra Skjern Papirfabrik Elforbrug 800 kw Fra Drejebogen for store varmepumper Fjernvarme 6 MW Elforbrug 0,8 MW COP = 7,5

10 Kildetemperatur øges 5 C Eksempel fra Skjern Papirfabrik Elforbrug 560 kw Fra Drejebogen for store varmepumper Fjernvarme 6 MW Elforbrug 0,56 MW COP = 10,7 (42% forbedring)

11 Fjernvarmetemperature reduceres 5 C Eksempel fra Skjern Papirfabrik Elforbrug 350 kw Fra Drejebogen for store varmepumper Fjernvarme 6 MW Elforbrug 0,35 MW COP = 17 (60% forbedring)

12 Eksempel med varmeværk Naturgasbaseret varmeværk MWh/år 30 % varmetab 80 C fremløb og 40 C retur Primært kedeldrift Overvejer solvarme Overvejer varmepumpe

13 Eksempel med varmeværk Naturgasbaseret varmeværk MWh/år 30 % varmetab 80 C fremløb og 40 C retur Eks. kedel Gaskedel Gas: 210 kr./mwh Afgifter: 210 kr./mwh D&V: 10 kr./mwh Samlet: 430 kr./mwh Solvarme m 2 Solvarme Afskriv.: D&V: Samlet: 290 kr./mwh 10 kr./mwh 300 kr./mwh Varmepumpe 2,5 MW Varmepumpe COP3 El: Afskriv.: D&V: Samlet: 330 kr./mwh 55 kr./mwh 15 kr./mwh 400 kr./mwh

14 Resultater Naturgasbaseret varmeværk MWh/år 30 % varmetab 80 C fremløb og 40 C retur Kilde: Roslev Fjernvarme Med sol Reference og varmepumpe Enhed Varmeproduktion Varmeproduktionspris Omkostning Gaskedel MWh 430 kr./mwh kr. kr. Solvarme MWh 300 kr./mwh kr. Samlet omkostning kr. Varmepumpe MWh 400 kr./mwh kr. Samlet omkostning kr. Besparelse kr. = 9 %

15 Reduktion i temperature Naturgasbaseret varmeværk MWh/år 30 % varmetab 80 C fremløb og 40 C retur Nuværende varmetab = MWh Φ = U x A x Δt MWh = k Δt nu t jord = 10 C Δt fremløb = 70 K Δt retur = 30 K Φ frem = MWh Φ retur = MWh

16 Reduktion i temperature Naturgasbaseret varmeværk MWh/år 30 % varmetab 80 C fremløb og 40 C retur Temperature reduceres: - Fremløb = 60 C - Retur = 30 C t jord = 10 C Δt frem,ny = 50 K Δt retur,ny = 20 K Φ frem = MWh Φ retur = MWh = MWh = MWh Årlig besparelse MWh

17 Effekt på gaskedel Nuværende pris Ny pris Gas: 210 kr./mwh Gas: 204 kr./mwh Afgifter: 210 kr./mwh Afgifter: 210 kr./mwh D&V: 10 kr./mwh D&V: 10 kr./mwh Samlet: 430 kr./mwh Samlet: 424 kr./mwh η kedel : 103 % 106 % Retur = 30 C Retur = 40 C

18 Effekt på solfangere Nuværende pris Afskriv.: 290 kr./mwh D&V: 10 kr./mwh Samlet: 300 kr./mwh Ny pris Afskriv.: 255 kr./mwh D&V: 9 kr./mwh Samlet: 264 kr./mwh Udetemp.(Ta) = 12 C Nuværende FV = C Tm = 62 C Tm-Ta = 52 K η = 61 % Lav temperatur FV = C Tm = 47 C Tm-Ta = 35 K η = 69 % Gevinst = 12 %

19 Effekt på varmepumpe Reference pris Ny pris El: 330 kr./mwh El: 250 kr./mwh Afskriv.: 55 kr./mwh Afskriv.: 55 kr./mwh D&V: 15 kr./mwh D&V: 15 kr./mwh Samlet: 400 kr./mwh Samlet: 320 kr./mwh COP reference = 3,0 COP lav temp. = 4,0

20 Samlet effekt Med Reducerede sol og varmepumpe temperature - 80/40 alene C Enhed Varmeproduktion Varmeproduktionspris Omkostning Gaskedel MWh 430 kr./mwh kr. kr. Solvarme Gaskedel MWh kr./mwh kr. kr. Varmepumpe MWh 400 kr./mwh kr. Direkte besparelse kr. = 10 % Samlet MWh 392 kr./mwh kr. Salg af energibesparelse (400 kr./mwh) = kr. Med sol og varmepumpe Direkte - 60/30 besparelse C kr. = 9 % Enhed Varmeproduktion Varmeproduktionspris Omkostning Gaskedel MWh 424 kr./mwh kr. Solvarme MWh 264 kr./mwh kr. Varmepumpe MWh 320 kr./mwh kr. Samlet MWh 324 kr./mwh kr. Direkte besparelse kr. = 31 %

21 Samlede resultater Scenarie Varmemængde Omkostning Besparelse Red. Reference (80/40) Reference (60/30) Sol+VP (80/40) Sol+VP (60/30) MWh kr MWh kr kr. 10 % MWh kr kr. 9 % MWh kr kr. 31 % = 3 Temperature er meget vigtige ifm. Sol og Varmepumper Lav temperatur minimerer varmetab og sikrer effektiv produktion

22 Kontakt til rejseholdet Find os på: Eller kontakt os pr. telefon Screening og vurdering af overordnede muligheder Vurdering af de tekniske forhold på konkrete værker Økonomi, myndighedsbehandling m.m. Temadag om rejseholdets erfaringer - d. 17. december Demonstrationsprogrammet Tekniske forhold ved de ansøgte projekter Ikke tekniske barriere Økonomi og støttemuligheder Forhold omkring udnyttelse af overskudsvarme

23 Tak for opmærksomheden. Bjarke Paaske Rejseholdet for store varmepumper Center for forsyning Tlf.: