Tønder Fjernvarme a.m.b.a.

Transkript

1 Tønder Fjernvarme a.m.b.a. varmepumpe til varmeproduktion for Tønder Fjernvarme og proceskølevand for SAPA Extrusion 28. juli 2016

2 Projektansvarlig Projektansvarlig Tønder Fjernvarme a.m.b.a. Østergade Tønder Kontaktpersoner: Direktør Johnny Pedersen Tlf.: Mail: Hjemmeside: I planlægningsfasen bistås Tønder Fjernvarme a.m.b.a. Dansk Fjernvarmes Projektselskab A.m.b.a. Nærværende notat er udarbejdet af Dansk Fjernvarmes Projektselskab A.m.b.a. Seniorkonsulent Viktor Jensen viktor.jensen@dfp.dk Tlf.: Projektleder Abdi Adibi abdi@dfp.dk Tlf.: Dansk Fjernvarmes Projektselskab A.m.b.a. Merkurvej Kolding Telefon: Side 1

3 Indholdsfortegnelse 1 REDEGØRELSE FOR PROJEKTET INDLEDNING PRODUKTIONSSAMMENSÆTNING INDSTILLING TEKNISK INDRETNING FYSISKE FORHOLD PLACERING AF ANLÆG PROJEKTETS GENNEMFØRELSE FORHOLD TIL LOVGIVNING OG PLANLÆGNING VARMEPLANLÆGNING FYSISK PLANLÆGNING FORBRUGERTILSLUTNINGER MILJØFORHOLD ANDRE FORHOLD FORHANDLING MED BERØRTE PARTER STATISKE BEREGNINGER (GEOTEKNISKE UNDERSØGELSER) AREALAFSTÅELSER OG SERVITUTPÅLÆG STYRINGSMIDLER TILKNYTTEDE PROJEKTER NORMER OG STANDARDER M.V BESKRIVELSE AF PROJEKTET HOVEDDISPOSITION TEKNISKE SPECIFIKATIONER LEDNINGSNET ANLÆGSUDGIFTER ENERGIBESPARELSER KONSEKVENSBEREGNINGER BEREGNINGSMETODE SELSKABSØKONOMI SAMFUNDSØKONOMI ENERGI OG MILJØ FØLSOMHEDESANALYSE KONKLUSION Side 2

4 Bilag: 1- Grafisk Layout Referencen 2- Varighedskurvevarmebehov Referencen 3- Energiomsætning, Årligt Referencen 4- Resultat af ordinær drift - referencen 5- Grafisk Layout Projekt 6- Varighedskurvevarmebehov Projekt 7- Energiomsætning, Årligt Projekt 8- Resultat af ordinær drift Projekt 9- Principskitse med energiomsætning. 10- Varmeproduktionsprisberegning 11- Tillæg vedrørende køleleverance. 12- Samfundsøkonomisk brændsels- drifts- og investeringsomkostningen 13- Samfundsøkonomisk Emissioner 14- Samfundsøkonomisk Afgifter 15- Situationsplan - Tilslutning Side 3

5 1 Redegørelse for projektet 1.1 Indledning Tønder Fjernvarme varmeforsyner ca ejendomme i Tønder med varme, og den årlige varmeproduktionsbehov udgør i alt ca MWh i et normalår Tønder Fjernvarme råder over 3 centraler på h.h.v. Østergade 83 og på Grønnevej 10B med h.h.v. 2 kedler af ældre årgang og 2 kedler fra 1994 samt den nye Hovedcentral på Energi-vej. Tønder Fjernvarme har i 2015 fået projektgodkendelse til et nyt spids- og reservelastanlæg på Energivej 2 ved Søndre Industrivej i Tønder. Anlægget er etableret i 2015/2016 og fungerer p.t. som hovedproduktionsanlæg indtil et nyt hovedproduktionsanlæg er etableret. Alle centralerne er naturgasfyrede. Tønder Fjernvarme og SAPA Extrusion Tønder A/S (i det følgende SAPA ) har indgået en aftale om, at Tønder Fjernvarme etablerer en naturgasmotordrevet varmepumpe til produktion af varme til Tønder Fjernvarme og produktion af proceskølevand til SAPA. Varmekilden for varmepumpen er - udover køling af proceskølevandet - køling af udeluft. Indeværende projekt beskriver varmesiden af projektet - den del, der skal godkendes efter varmeforsyningsloven og som bekostes af Tønder Fjernvarme. Kølesiden og investerings- og produktionsomkostninger vedrørende kølesiden er ikke omfattet af projektforslaget og bekostes af SAPA. Af hensyn til projektforståelsen er begge dele dog beskrevet i teksten. Investeringer vedrørende varmesiden er indregnet 100 % i projektforslaget. Investeringer vedrørende kølesiden er ikke indregnet i projektforslaget. Projektet omfatter ligeledes etablering af fjernvarmeledning til eksisterende ledningsnet på Lærkevej og Leonalle. Tønder Fjernvarme har udarbejdet nærværende projektforslag i h.t. Varmeforsyningsloven for etablering af et varmepumpeanlæg på en del af matrikel nr. 624 Tved under Tønder. Nærværende projektforslag belyser de praktiske løsninger samt økonomien ved etablering af luft til vand varmepumpe drevet af naturgasmotor. Der er foretaget beregning/simulering af indpasning af varmepumpe, i programmet EnergyPRO på basis af modtaget data på varmepumpe og på eksisterende varmeproduktionsanlæg hos Tønder Fjernvarme. Der er lavet beregninger af anlægs- og driftsøkonomi for varmepumpe. Beregningerne er opstillet således, at varmepumpeanlægget er forudsat som rent varmeproducerende med udgangspunkt i, at energien optages fra udeluften. Side 4

6 Dertil kommer så en ekstra fordamper installation til varmeoptag via køling af vand til brug for levering af proceskøling til SAPA. Tilslutning til køleanlægget hos SAPA betragtes som køleinstallation, der skal forrentes og afskrives via kølevandssalget. Anlægget får således mulighed for fuld varmeproduktion i alle årets timer bortset fra de timer i sommerperioden, hvor der ikke er mulighed for afsætning af fuld varmeproduktion. 1.2 Produktionssammensætning Tønder Fjernvarme varmeproduktion er simuleret i programmet EnergyPro. Der er taget udgangspunkt i en samlet årlig varmeproduktion på MWh. Heraf udgør det samlede nettab ca %, svarende til MWh/år. Produktionsanlægget består af: Anlægsdel Beskrivelse Gaskedler Grønnevej Effekt 15 MW, virkningsgrad 103 % Gaskedler Østergade Effekt 20 MW, virkningsgrad 102 % Energivej Effekt 12 MW, virkningsgrad 104 % Tabel 1.1 Varmeproduktionsanlæg- reference. Eksisterende produktionssammensætning efter ibrugtagning af den nye spidsog reservelast central på Energivej: Anlægsdel Gaskedler Grønnevej 11,4 % Gaskedler Østergade 0 % Energivej 88,6 % Tabel 1.2 Produktionssammensætning- reference. Andel i % Fastsættelse af størrelsen på varmepumpen er afhængig af det eksisterende produktionsbehovs sammensætning og herunder specielt afsætningsmuligheden i sommerperioden. Endvidere afhænger den mulige størrelse af ledningsnettets kapacitet og dermed muligheden for udpumpning af den producerede varmemængde. Der er gennemført en komplet netanalyse med beregning af forskellige driftssituationer for henholdsvis sommer-, overgangs- og vinterperioden, og disse analyser viser, at der specielt i vintersituationen er behov for en supplerende varmeproduktion i den nordlige del af nettet specielt efter at Østergade centralen udgår af produktionen. Varmeproduktionen fra den gasmotordrevne varmepumpe placeret i det nordlige industriområde passer således ind i den længerevarende udbygningsstrategi for Tønder Fjernvarme. Side 5

7 1.3 Indstilling Den månedlige fordeling af produktionen fra de eksisterende produktionsanlæg ses i nedenstående diagram sammenholdt med værkets normale månedsproduktion. Som det fremgår produceres langt den største del af nuværende varmeproduktion hos Tønder Fjernvarme på ny spids og reservelast central på Energivej. Tabel 1.3 Månedlige fordeling af produktion - reference. Den tilsvarende produktionsfordeling med den nye gasmotordrevne varmepumpe er som nedenstående. Tabel 1.4 Månedlige fordeling af produktion - projekt. Side 6

8 1.4 Teknisk indretning Det tekniske anlæg består af en række standardkomponenter sammenbygget i en containerramme til indsættelse i en modulopbygget maskinrumsbygning med maskinrums vægelementer til effektiv lydregulering. Containerrammen indsættes i bygning, der indeholder en fjernvarmeinstallation til udpumpning af varmen samt en køledel, der indeholder køleinstallationen til udpumpning af køling til SAPA. Derudover skal bygningen indeholde personalerum samt kontrolrum. Det samlede bygningsareal forventes at blive ca. 200 m 2. Ud over bygningen med maskinanlægget skal der opstilles akkumuleringstank for kølevandet og en lydafskærmet fordamperunit til optagelse af varme fra udeluften. Bilag 9 viser en principskitse med energiomsætningen i anlægget ved ude temp. = 0 C. 1.5 Fysiske forhold placering af anlæg Det nye varmepumpeanlæg er forudsat placeret umiddelbar nord for vandværket på jorden, der pt. ejes af SAPA. Se bilag 15 vedrørende situationsplan og fjernvarmeledninger. 1.6 Projektets gennemførelse En tidsmæssig vurdering af projektets realisering, er angivet nedenstående. Projektforslaget fremsendes til Tønder Kommune, ultimo juli Projektet myndighedsbehandles i august Projektet godkendes endeligt af Kommunen efter afholdt høringsfrist på 4 uger, forventeligt i oktober Endelig godkendelse forventes at foreligge ultimo november 2016 efter udløb af klagefrist. VVM Screening udarbejdes i august 2016 og fremsendes til Tønder Kommune. Ansøgning om byggetilladelse fremsendes oktober Etablering af bygning og installation i januar juni Anlæg klar til drift ultimo juni De anførte terminer er betinget af, at myndighedsgodkendelsen efter varmeforsyningsloven foreligger senest med udgangen af oktober Side 7

9 2 Forhold til lovgivning og planlægning Varmepumpeanlægget placeres på matr. nr. 624 Tved under Tønder. Kommuneplanramme i henhold til Kommuneplan for Tønder kommune samt Lokalplan nr. 2.64, Lokalplan for kommuneplanens erhvervsområde E1 og E11 vest for Ribe Landevej i Tønder. Nærværende projekt kræver ikke lokalplanændringer. Varmepumpeanlægget er et teknisk anlæg, der kan etableres i henhold til lokalplanen. SAPA ejer grunden hvorpå den nye varmepumpeanlæg skal etableres. Tønder Fjernvarme køber en del af matr. nr. 624 Tved under Tønder fra SAPA. Der skal ske en udmatrikulering af den del, som Tønder Fjernvarme køber. Der findes ingen frednings- eller naturbeskyttelsesområder i nærheden af nærværende projekt. 2.1 Varmeplanlægning Projektet er omfattet af projektbekendtgørelse nr. 825 af 24. juni 2016 bilag 1 punkt Fysisk planlægning Varmepumpen bliver installeret i en ny bygning opført til formålet. Varmepumpeanlægget tilsluttes Tønder Fjernvarmes eksisterende ledningsnet på Lærkevej og Leonalle. På kølesiden etableres der tilslutning til SAPA (ikke omfattet af projektforslaget). 2.3 Forbrugertilslutninger Nærværende projektforslag indebærer ingen yderligere forbrugertilslutning. 2.4 Miljøforhold Varmepumpeanlæg er ikke omfattet af godkendelsesbekendtgørelsen og skal ikke miljøgodkendes. Varmepumpen drives ved hjælp af naturgas, hvorfor anlægget ikke er udtryk for et brændselsskift. Den miljømæssige konsekvens ved etablering af et varmepumpeanlæg vil være en reduktion af de samlede emissioner fra Tønder Fjernvarme, da varmeproduktionen på naturgaskedelanlæggene reduceres. Side 8

10 3 Andre forhold 3.1 Forhandling med berørte parter I forbindelse med udarbejdelsen af projektet, vil der blive udvekslet de nødvendige informationer og data mellem Tønder Fjernvarme, SAPA og Tønder Kommune, teknisk forvaltning m.fl.. DONG Gasdistribution A/S vil være berørt part idet gasaftaget til Tønder Fjernvarme reduceres. Der er dog ikke noget brændselsskift forbundet med etablering af varmepumpanlægget. 3.2 Statiske beregninger (geotekniske undersøgelser) De nødvendige undersøgelser udføres i forbindelse med detailprojektet, herunder statiske beregninger ligesom der vil blive foretaget nødvendige geotekniske undersøgelser og beregninger. 3.3 Arealafståelser og servitutpålæg Anlægger bliver etableret på grund ejet af SAPA. Tønder Fjernvarme skal købe en del af matr. nr. 624 Tved under Tønder før projektets gennemførelse. Fjernvarmeledningerne fra eksisterende ledningsnet til det nye anlæg etableres i offentlige vejarealer. 3.4 Styringsmidler Projektet forudsætter ikke påbud eller anvendelse af andre styringsmidler for gennemførelsen. 3.5 Tilknyttede projekter Der er ingen tilknyttede projekter til projektforslaget. 3.6 Normer og standarder m.v. Ved projekteringen og udførelsen skal alle relevante, gældende danske/europæiske normer, standarder, reglementer m.v. udarbejdet Dansk Standard (DS) m.fl. overholdes. Side 9

11 4 Beskrivelse af projektet 4.1 Hoveddisposition Projektet omfatter etablering af et nyt gasmotordrevet varmepumpeanlæg til produktion af varme til Tønder Fjernvarme og produktion af proceskølevand til SAPA. Varmekilden for varmepumpen er - udover køling af proceskølevandet - køling af udeluft. Projektet omfatter endvidere tilslutning til eksisterende fjernvarmenet. Varmepumpen har en køleeffekt på 2,6 MW til procesvandskøling og en varmeeffekt på 2,3 4,9 MW afhængig af udetemperatur og fordampertemperatur. Gasmotorens indfyrede effekt varierer tilsvarende mellem 1,2 og 1,8 MW. 4.2 Tekniske Specifikationer Tønder Fjernvarmes nuværende bestykning med produktionsenheder er angivet i efterfølgende tabel: Enhed Ydelse Beliggende Brændsel Anvendelse Kedel 1 10,0 MW Østergade 83 Naturgas Reservelast Kedel 2 10,0 MW Østergade 83 Naturgas Reservelast Kedel 1 10,0 MW Grønnevej 10B Naturgas Spids- & reservelast Kedel 2 5,0 MW Grønnevej 10B Naturgas Spids- & reservelast Kedel 1 12,0 MW Energivej 2 Naturgas Hovedproduktionsanlæg Tabel 4.1 Tønder Fjernvarme eksisterende bestykning. De fremtidige bestykninger af produktionsenhederne er herefter: Enhed Ydelse Beliggende Brændsel Anvendelse Kedel 1 10,0 MW Østergade 83 Naturgas Reservelast Kedel 2 10,0 MW Østergade 83 Naturgas Reservelast Kedel 1 10,0 MW Grønnevej 10B Naturgas Spids- & reservelast Kedel 2 5,0 MW Grønnevej 10B Naturgas Spids- & reservelast Kedel 1 12,0 MW Energivej 2 Naturgas Mellemlast VP 2,3 4,9 MW Naturgas Grundlast Tabel 4.2 Tønder Fjernvarmes bestykning ved etablering af ny VP. Der er simuleret driftssituationer i EnergyPRO af eksisterende anlæg i bilag 1-4 og i bilag 5-8 med den nye gasmotordrevne varmepumpe. Side 10

12 4.3 Ledningsnet I projektet etableres der tilslutning til Tønder Fjernvarmes eksisterende ledningsnet på Lærkevej og Leonalle. Projektet omfatter etablering af: 775 m Ø168 twinrør serie m Ø139 twinrør serie 3 Tilslutningen er vist på bilag 2. Varmetabsberegning for ledningerne er vedlagt bilag 3. Varmetabet er beregnet til 135,8 MWh. Fjernvarmeledningen etableres som kommende forsyningsledning til industriområdet og som en del af kommende ringforbindelse langs Nordre Landevej. Fjernvarmeledningen afskrives således over en længere årrække i i lighed med Tønder Fjernvarmes øvrige ledingsanlæg. 4.4 Anlægsudgifter Der er udarbejdet økonomisk overslag for anlæg. Der er nogle ubekendte faktorer i beregningen af anlægs budgettet Der er derfor budgetteret med ekstra omkostninger til ubekendte faktorer. Overslag varmepumpe mængde Kr/enhed Priser 2016 Gasmotor & Varmepumpe samt vekslerunit m.v Bygning af maskinhus 200, , stikledning til naturgas Diverse grududgifter ( fliser og hegn ) Ekstra investering i SRO-anlægget Sammenkobling med eksisterende anlæg Fjernvarmeledninger Ialt investering Rådgivning Diverse omkostninger og uforudsigelige udgifter ca. 4% Samlet investering excl. moms Tabel 4.3 Anlægsbudget Investeringsbudgettet er samlet på kr. 4.5 Energibesparelser Værdien af energibesparelsen opnået ved udnytte overskudsvarme hos SAPA i varmepumpeprojektet tilfalder kølesiden af projektet. Eventuelle energibesparelsesværdi af varme optagelse fra udeluften vil falder varmedisen af projektet og modregnes i anlægs investeringer. Side 11

13 5 Konsekvensberegninger 5.1 Beregningsmetode Der er udført overslagsmæssige beregninger på konsekvenserne af projektet for selskabs- og samfundsøkonomi. I beregninger anvendt motorbrændstofafgift på 3,00 kr./nm³ i stedet for kedel afgift på 2,175 Kr./Nm³. Selskabsøkonomi For at belyse værdien af investeringerne er varmeproduktionsprisen for varmepumpe beregnet, og der er foretaget sammenligning med varmeproduktionsprisen for det eksisterende produktionsanlæg, baseret på den produktionssammensætning der er nævnt i afsnit 4. Den årlige besparelse er ligeledes beregnet. Der er foretaget beregninger på gaspriser 1,55, 2,00 og 2,50 kr./nm³. (gaskøb + leveringsomkostninger). Den nuværende historisk lave gaspris er på ca. 1,55 kr./nm³ inklusiv leveringsomkostninger, hvilket vil forlænge afskrivningstiden, men ikke gøre projektet urentabelt. Der er simuleret driftssituationer i EnergyPRO af eksisterende anlæg og eksisterende anlæg inklusiv ny varmepumpecentral. Bilag 3 og bilag 4 er vedlagt med forudsætningerne (el-spot 2015 og gaspris 1,55 kr./nm³). De tekniske forudsætninger er anført i bilag 3 og bilag 7, forudsætninger teknik. De økonomiske forudsætninger er anført i bilag 4 og bilag 8, forudsætninger økonomi. Samfundsøkonomi Beregningerne er foretaget over en 20-årig betragtningsperiode i overensstemmelse med Energistyrelsens anvisninger for evaluering af varmeforsyningsprojekter. Der er valgt en betragtningsperiode fra Der er foretaget en såkaldt marginalbetragtning, hvor der fokuseres på de forhold, der ændres som følge af den planlagte udvidelse af produktionsanlægget. Det vil sige, at der alene fokuseres på varmeproduktionen. Alle angivne priser er ekskl. moms. Beregningerne tager udgangspunkt i 2 scenarier baseret på ovenstående EnergyPRO simuleringer af produktionsfordelingen med naturgaspris på 1,55 kr./nm³ og el-spot 2015 (bilag 3 og 4): 1. En referencesituation med fortsat drift på nuværende anlæg. 2. Projektscenariet med etablering af ny varmepumpecentral. Side 12

14 5.2 Selskabsøkonomi Der er regnet med 3 scenarier. Scenarie Gaspris Kr./Nm³ 1,55 2,00 2,50 Referancen- Resultat af ordinær drift Projekt- varmepumpe Resultat af ordinær drift Besparelse Kr./år Tabel 5.1 Resultat af beregning af besparelse ved etablering af varmepumpe med forskellige naturgaspriser. Ved en el pris spot2015 og en naturgaspris på 1,55 kr./nm³ (gas køb + leveringsomkostninger), er der en besparelse på mio. kr. årligt. 5.3 Samfundsøkonomi En simpel samfundsøkonomisk analyse af projektet viser følgende investerings- og driftsudgifter. Drift og vedligehold Gaskedel Grønnevej kr./mwh 5 Gaskedel Ny spids og reservelast central kr./mwh 5 Gaskedel Østergade kr./mwh 5 Gasmotordrevet varmepumpe kr./mwh 25 Tabel 5.2 Investerings- og driftsudgifter. Drifts- og vedligeholdelsesomkostninger til det nye anlæg omfatter løbende D&V samt hensættelse til hovedrenovering efter 10 år. I samfundsøkonomien er kalkulationsrenten på 4 % i henhold til Finansministeriets seneste udmeldte renteniveau. I samfundsøkonomien er regnet med en varmeproduktion på MWh på varmepumpen i projektscenariet. Den øvrige varmeproduktion er fordelt på baggrund af EnergyPRO simuleringerne bilag 3 og 7. Der er ikke indregnet reinvesteringer i eksisterende anlæg og varmepumpecentralen, ligesom der ikke er indregnet scrapværdier af anlæggene. Som det fremgår af bilagene 12-14, viser den samfundsøkonomiske beregning ud fra Energistyrelsens forudsætninger at være en fordel for projektet, som det ligeledes fremgår af følgende skema. Energistyrelsens forudsætninger 2016, tabeller 2016 Nyt varmepumpe Brændsel Investering,D&V Emissioner Afgiftsprovenu (20 % modregnes) Reference Projekt Tabel 5.3 Resultat af den samfundsøkonomiske analyse. I alt Den samlede sum i kolonnen i alt fremkommer ved at summere kolonnerne brændsel, drift- og vedligehold og emissioner og herefter fratrække 20 % af værdien i kolonnen afgiftsprovenue i henhold til Vejledning i samfundsøkonomiske analyser på energiområdet fra Energistyrelsen. Side 13

15 Analysen viser en samfundsøkonomisk fordel ved projektet på 7,1 mio. kr. over en 20 årig periode. 5.4 Energi og miljø Miljømæssigt vil der ske en forbedring. Tønder Fjernvarme vil producere ca MWh årligt. Varmen vil fortrænger varmeproduktion på eksisterende naturgaskedler. Beregning af emissioner efter energistyrelsens forudsætninger er vist på bilag 13. Der er en CO2 reduktion på tons årligt ved projektet. Naturgasforbruget reduceres med ca. 1,7 mio. Nm³ årligt. 5.5 Følsomhedesanalyse I en vurdering af den samfundsmæssige omkostning ved et projekt, skal indgå en følsomhedsanalyse, der viser projektets følsomhed overfor ændringer i de givne forudsætninger. I den efterfølgende figur er vist projektets følsomhed ved ændring gaspriser. Som det fremgår af kurven som viser, ved hvilken gaspriser opnås største besparelse for projektet. Figur 5.4 Følsomhed ved ændring i gaspriser. Side 14

16 6 Konklusion På baggrund af de gennemførte undersøgelser og vurderinger ses, at der er god økonomi i en varmepumpe hos Tønder Fjernvarme. Af beregningerne fremgår at gaspris har en stor indflydelse på projektets samlede overskud. Jo højere gaspriser jo større fordel for projektet. Varmepumpen vil med en investering på ca. 30 mio. kr. have et overskud/besparelse på mellem 5,4 mio. kr. op til 7,1 mio. kr./år baseret på naturgaspriser på 1,55 2,50 kr./nm³ (gas køb + leveringsomkostninger) samt el-spotmarkeder Selv med den historisk lave naturgaspris på 1,55 kr./nm³ vil der være god økonomi i anlægget, afskrivningsperioden vil dog forlænges. Projektet udviser en solid samfundsøkonomi på 7,1 mio. kr. over en 20 årig periode. Miljømæssigt er fjernvarmeløsningen, med etablering af en gasmotordrevet varmepumpe, en god løsning. Samtlige emissioner reduceres, herunder CO2 med ton/år. Naturgasforbruget reduceres med ca. 1,8 mio. Nm³ årligt. Anlægget svarer i princippet til en naturgaskedel med en gennemsnitlig årsvirkningsgrad på 210 %. Side 15