Energiaftalen Rønde Fjernvarme A.m.b.a.

Transkript

1 Energiaftalen Rønde Fjernvarme A.m.b.a. Et energioptimeringsprojekt omkring energibesparelser som følge af energiaftalen Det omhandler energispareaktiviteter foretaget i Rønde, og hvordan de opfylder energiaftalen. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist V08726 Aarhus Maskinmesterskole Afleveret:

2 Energiaftalen Et bachelorprojekt Projekt: Bachelor, modul BA2012E Placering: 6. Semester Fagområde: Maskinlære og virksomhedsøkonomi (energioptimering) Uddannelse: Maskinmester Uddannelsessted: Aarhus Maskinmesterskole Aflevering: 19. december 2012 kl. 12:00 Vejleder: Hayati Balo Projektets omfang: 25,6 normalsider á 2400 tegn fra indledning med konklusion. Udarbejdet af: Nikolaj Kanne Nordqvist Studienummer: V08726 Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 2

3 Abstract This project constitutes the product of my finishing bachelor project at Aarhus Maskinmesterskole. The project contains rules and demands described in Energiaftalen , along with calculations of energy reductions and projects initiated at Rønde Fjernvarme. The project is based on Energiaftalen which requires district heating plants to meet a yearly progressive reduction of the energy used. Rønde Fjernvarme is obliged to reduce the energy consumed by 360 MWh per year from , 630 MWh per year from and finally 720 MWh from Present projects at Rønde Fjernvarme initiated to meet these demands are presented. In addition to these projects, coming regulations and fees which the district heating plants will be met with are described. The project describes Rønde Fjernvarmes present projects for energy reduction which include optimization of feed temperature following the work of a previous bachelor project and optimization of return temperature. Optimization of the return temperature is includes a penalty fee and a small check-up of customer installations. It is investigated how a reduction in energy usage comes about on the basis of better insulated pipes and how standard values may be applied to determine the magnitude of such. It is described how conversion of homes from electrical and oil based heating to district heating leads to a reduction in energy usage and how this is quantified by standard values. The accumulated energy reduction from the different projects is determined giving an overview over the possible energy reductions at Rønde Fjernvarme. From this it is concluded that Rønde Fjernvarme will be short 2000 MVh in This leads to assessments of whether Energiaftalen needs revision so as to allow energy reduction to be done in the production plant. This may be a possible solution to the difficulties introduced by Energiaftalen Suggestions to the solution are based on political, financial and practical considerations. The working of a condensation plant is presented along with the technical considerations required. Calculations of the time need to pay for the condensation plant is presented based on actual data from Rønde Fjernvarme. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 3

4 Implications of return temperature optimization are explicitly included in the calculations. The effect of including energy reductions in the calculation is also considered. Plans of fusion between Rønde and Thorsager district heating plants show how the structure of the organization may be enhanced helping to free up man hours which may be employed to meet the demands of Energiaftalen Based on the calculations it can be concluded that Rønde Fjernvarme should continue developing the projects for energy reduction and consider additional measures e.g. a condensation plant, in order to meet the requirements of Energiaftalen Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 4

5 Forord Denne rapport er udarbejdet i forbindelse med mit bachelorprojekt på Aarhus Maskinmesterskole. Projektet er gennemført i forbindelse med min praktik over 50 dage på Rønde Fjernvarme i efteråret Projektet tager udgangspunkt i problemstillinger, som er observeret i praksis, og er udfærdiget på sidste halvdel af 6. semester ifølge modul 31 fra kvalitetssystemet på AAMS. Den studerende skal lære at arbejde udviklingsorienteret med planlægning og gennemførelse af et projekt. Den studerende skal ved at drage sammenhænge mellem erfaring, praktiske færdigheder og teoretisk viden kunne identificere og analysere problemstillinger, der er centrale i forhold til professionen som maskinmester. Den studerende skal tilegne sig en særlig indsigt i et emne, område eller problem og skal gennem projektarbejdet lære systematisk problemformulering og problembehandling samt indsamling og analyse af datamateriale, herunder relevante resultater fra forskning og udvikling. 20 Projektet omhandler en undersøgelse af energiaftalen , og indeholder energispareprojekter, der er igangsat som følge af aftalen 5. Der bliver gennemgået metoder til projekterne, som kan hjælpe Rønde Fjernvarme til at opfylde energiaftalen. Relevante betragtninger, der ligger til grund for en vurdering af projekterne, samt en beskrivende del af projektet, viser hvad der arbejdes med og hvilke elementer, der danner grundlag for udvælgelse til implementering hos Rønde Fjernvarme. Grundlaget for projektet er de driftsøkonomiske og miljømæssige hensyn, med fokus på energibesparelser. Energiaftalen opstiller krav til net- og distributionsselskaberne, som bliver beskrevet i projektet. Der skal lyde en stor tak til: Torben Christian Olsen, driftsleder hos Rønde Fjernvarme, Erik Amdi Kristensen, driftsassistent hos Rønde Fjernvarme, Jan Knudsen, driftsassistent hos Rønde Fjernvarme, Helle Høhl, kontorassistent hos Rønde Fjernvarme, Sven Arvesen, driftsleder hos Thorsager Fjernvarme For at være medvirkende til at gøre praktikopholdet og projektarbejdet så lærerigt og spændende, som det har været. Yderligere tak til Hayati Balo, Aarhus Maskinmesterskole, der har fungeret som min vejleder. Desuden takkes John Martin Myrup for hjælp og vidensdeling om anlæg på fjernvarmeværker. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 5

6 Læsevejledning Denne rapport indeholder en dokumentation for energioptimering på et fjernvarmeværk. Den henvender sig til ansatte i og omkring fjernvarmebranchen, ofte maskinmestre og andre med en teknisk uddannelse. Rapporten er beskrevet, så personer uden forhåndsviden indenfor emnet, kan forstå det. Formålet med projektet er primært at danne grundlag for den afsluttende eksamen på maskinmesterskolen, men den skal også være brugbar for driftsledere og driftsassistenter i informations og beslutningsfasen af et projekt på et fjernvarmeværk. Rapporten indeholder økonomiske beregninger over såvel private, som erhvervsmæssige, og kan variere om det er inklusiv eller eksklusiv moms afhængig af, hvor det bliver brugt. Beregningerne for de enkelte projekter vil blive opgivet så eksakt som mulig. Det vil fremgå af de forskellige projekter, hvori der er usikkerheder. Sammenhænge af det teoretiske, økonomiske og praktiske aspekt bliver holdt op imod hinanden. Indsamling af data, tilbud og referencer, som inddrages i projektet, bliver placeret i bilag for at holde illustrationer i rapporten på et vigtighedsniveau, og holde et godt flow og overskuelighed igennem projektet. For at lette læsningen vil jeg henvise til bilag i forbindelse med relevante dokumentationer, og citater vil blive markeret med kursiv. Kilde henvisninger bliver anvist i det afsnit, det omhandler med: x, x et repræsenterer et tal, som henviser til kildeoversigten, hvor alle kilderne er samlet og nummereret. I denne rapport er det valgt at placere bilag i et hæfte adskilt fra rapporten for at undgå, at læseren mister overblikket, ved at skulle bladre frem og tilbage. Rapporten indeholder en bilagsoversigt, som er placeret efter kildehenvisningerne, sidst i rapporten. God læselyst. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 6

7 Indholdsfortegnelse 1.0 Indledning Emnet Formål Forventninger Hypotese Synsvinkel Problemanalyse Problemformulering Problemafgrænsning Metodevalg Rønde Fjernvarmeværk og historie: Energiaftalen Forsyningssikkerhedsafgift (2014) Svovlafgift NOx afgift Energisparemål Delkonklusion Energispareprojekter Temperaturoptimering Temperaturoptimering fremløb Temperaturoptimering retur Isolering af rør Konverteringer Oliehus Elhuse Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 7

8 4.3.3 Andre konverteringer Delkonklusion Rønde Fjernvarmes energibesparelser Aktuelle energisparemuligheder Fremtidens energibesparelser Det politiske indslag (Kim Mortensen - Dansk Fjernvarme) Kondenserings anlæg Tekniske overvejelser Økonomi Miljø Profil Fusion Rønde-Thorsager Konklusion Perspektivering Efterskrift Litteratur og kilder Litteratur Kilder Figur- og tabelliste Bilagsoversigt Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 8

9 1.0 Indledning Som afslutning på Maskinmesterstudiet har jeg været i praktik på Rønde Fjernvarme, hvor jeg oplevede, hvordan et fjernvarmeværk fungerer. I dette projekt vil jeg belyse, hvilke elementer, der har størst indflydelse for Rønde Fjernvarme i forbindelse med energiaftalen Dette er valgt, fordi jeg i praktikken oplevede, at dette emne har stor betydning for hverdagen, samtidig med at den daglige drift passes. I praktikperioden oplevede jeg, at der mellem medarbejdere er intern dialog om fremtidsudsigterne på værket. Hovedsageligt er der fokus på, hvordan energiaftalen vil påvirke værket. Det er derfor interessant at undersøge, hvilke energispareprojekter, der er igangsat på Rønde Fjernvarme. Hvad energiaftalen betyder for varmeværket, og hvad betyder det for fremtidsudsigterne og den fremtidige drift, at værket er underlagt energisparekrav. Energinet og Varmeplan Danmark har udgivet rapporter, der ser på fremtidens energi, og derunder fjernvarmens berettigelse. For at undersøge disse emner anvender jeg omtalte rapporter, regeringens energiforlig, den viden jeg har fra Maskinmesterskolen, interview med personer, info fra SRO-anlæg og information fundet på internettet. Det er spændende at observere, hvordan dagligdagen præges af energispareprojekter sideløbende med den daglige drift. På et fjernvarmeværk indgår der flere processer, som skaber en helhed. 1.1 Emnet Projektet handler om produktion af fjernvarme med biomasse på Rønde Fjernvarme. Hvordan værket påvirkes af energiaftalen Det omhandler, hvordan man kan optimere og lave energibesparelser, på det eksisterende anlæg med de gældende regler. Der bliver inkluderet teoretiske og praktiske elementer fra undervisningen på AAMS, og der bruges grundlæggende viden tillært på Maskinmesterskolen. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 9

10 1.2 Formål Formålet med bachelorprojektet, er at kombinere de teoretiske kompetencer, med de praktiske erfaringer til et brugbart projekt. Der opstilles en problemstilling, som undersøges og beskrives, og som skal danne grundlag for en eller flere løsningsmuligheder. Gennem viden fra de foregående semestre vil jeg udarbejde et analyserings- og optimerings projekt. Dette projekt skal omhandle en teoretisk og praktisk indgangsvinkel til problemstillingerne på Rønde Fjernvarme. Der bliver inkluderet system og anlægsbeskrivelser, der giver overskuelighed over problemstillingerne, som jeg oplever igennem projektet. 1.3 Forventninger Mine forventninger til projektet er at bruge de teoretiske kompetencer, som er tillært på Aarhus Maskinmesterskole, og derudfra analysere og optimere på problemstillingen fra den virkelige verden. Det er vigtigt for mig at projektet giver mening, og at der er en realistisk chance for at implementere de ting, der arbejdes med igennem projektet, og derved samtidig udvikle egne kompetencer. Igennem teknisk interesse er det vigtigt at fremstille brugbare løsninger, for at holde mine motivationsfaktorer højest muligt. Det skal være muligt at forbedre systemet med de midler og redskaber, der er til rådighed, så Rønde Fjernvarme kan se en økonomisk gevinst igennem dette projekt. 1.4 Hypotese Fjernvarmeværker bliver år efter år pålagt at lave energibesparelser. For dem er det vigtigt, at være på forkant med udviklingen i fjernvarmebranchen for at kunne opnå de energibesparelser, der pålægges dem i energiaftalen. Værkerne skal udover den daglige produktion af varme, lave energibesparelser for at kunne sikre billig varme til forbrugerne, og have den højeste mulige forsyningssikkerhed. De skal, som aftalen er nu, lave energibesparelser med projekter uden for værket. De skal opnå deres energisparemål, for ikke at blive pålagt økonomiske konsekvenser. De skal på værket forberede fremtiden for at sikre værkets vækst og fremtid med nye udviklingsmuligheder og tiltag. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 10

11 1.5 Synsvinkel Indgangsvinklen til denne hypotese kommer af en teknisk viden og forståelse, hvor resultatet af denne problemstilling vil blive løst med viden og erfaringer fra virkeligheden. For at kunne analysere teknisk korrekt, vil der blive udarbejdet en anlægsforståelse og indsamlet relevante oplysninger og data til analysering af problemstillingen med energiaftalen på Rønde Fjernvarme. 1.6 Problemanalyse Ud fra oplægget til bachelorprojektet har jeg besluttet at undersøge en problemstilling, som påvirker fremtidsudsigterne for et mindre varmeværk som Rønde Fjernvarme. Medarbejderne skal være opmærksomme på at sikre fremtidens drift i forhold til problemstillingen. Der vil blive inkluderet tidligere og aktuelle problemstillinger, og de overordnede principper, som der arbejdes med på værket, bliver beskrevet. En anlægsbeskrivelse bruges for at kunne redegøre for udvikling og nytænkning på værket. Energiaftalen pålægger alle energiselskaber at lave en optimering af deres anlæg. De skal hvert år optimere og finde energibesparelser, som svarer til 1,6 procent af deres årlige produktion Optimeringerne skal findes hos forbrugerne og i værkets eget distributionsnet, som aftalen er nu. De må derfor ikke direkte medregne optimeringer på produktionsanlægget. Det skal undersøges hvilke optimeringsmuligheder, der kan laves omkring fjernvarmeværket, for at sikre den fortsatte billige og miljøvenlige varmeproduktion. 1.7 Problemformulering Hvad betyder energiaftalen for Rønde Fjernvarme, og hvordan kan de opfylde kravene deri? Herunder vil der søges svar på følgende underspørgsmål: Hvad betyder energiaftalen for Rønde Fjernvarme? Hvilke politiske bestemmelser pålægges de? Hvordan kan Rønde Fjernvarme lave energibesparelser? Hvilke energibesparelser må de lave i fremtiden? Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 11

12 1.8 Problemafgrænsning Der er vedtaget en energiaftale , som beskriver, hvilke mål der er for Danmarks energioptimering og energifordeling frem til år Fjernvarmeværkerne er blevet pålagt at skulle lave en energioptimering, som svarer til 1,6 procent af den årlige energiproduktion. På baggrund af dette opstår en række problemstillinger for de mindre fjernvarmeværker, som skaber en del ændring i deres hverdag. Det skal undersøges, hvilke konsekvenser aftalen har for Rønde Fjernvarmeværk økonomisk, miljømæssigt og politisk. Værkerne er pålagt en række regler, som de skal følge for at kunne fortsætte deres produktion og salg af varme. Ud fra dette skal det undersøges, hvad det betyder for hverdagen på værket. Hvilke områder, der skal overvejes nye løsninger på, for at kunne overholde den energioptimering, som kræves i energiaftalen. Det skal undersøges, hvilke muligheder de har nuværende, og hvilke tiltag der eventuelt kan medtages i fremtiden. 1.9 Metodevalg Mit projekt lægger vægt på at bruge de kompetencer, som er tillært på Århus Maskinmesterskole, til at analysere på problemstillingen. Der lægges vægt på reguleringstekniske, mekaniske og elektriske teorier, som danner baggrund for den teoretiske og praktiske fordybelse i energispareprojekterne. Projektet bygger på dataindsamling, som foregår i samarbejde med fjernvarmeværkets ansatte. Virksomhedens databesiddelse, over anlægget og processerne, er grundlaget for de data og materialer, som inddrages. Dataindsamlingen skal i samspil med de ansatte på Rønde Fjernvarme medføre analyser og beregninger, som skal belyse, problemets omfang, mulige løsninger, økonomisk gevinst, og skal medføre optimeringer på værket i henhold til energiaftalen Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 12

13 2.0 Rønde Fjernvarmeværk og historie: Rønde Fjernvarme blev i 1987 flyttet til sin nuværende adresse i udkanten af byen 1. Værket var tidligere bosiddende i Rønde midtby, hvor det blev omlagt til at producere varme med halm som den primære energikilde, og med biooliekedler som backupsystem til eventuelle nedbrud eller vedligeholdelse på halmkedlen. I 2005 blev værkets kedelanlæg fornyet, og en renovering og opgradering til det nuværende system betød en forøgelse af kapaciteten og højnelse af driftsikkerheden. Fornyelsen indebar installering af en 6,3 MW Weiss kedel og akkumuleringstank 2. Akkumuleringstankens funktion er at afhjælpe spidsbelastninger, mindre vedligeholdelsesarbejde eller ved sommerdrift, hvor forbruget i byen er så lavt, at kedlen i perioder automatisk lukker helt ned. Akkumuleringstanken er vigtig for at kunne undgå at anvende biooliebackupsystemet, som forøger brændselsprisen til 3-4 gange prisen på halm. Bilag 1 illustrerer et eksempel på en spidsbelastning, som akkumuleringstanken afhjælper. Anlægget kan beskrives ud fra SRO billedet, da det giver et godt overblik af systemet. Opbygningen af anlægget med følere, motorer og andre mekanisk-elektriske elementer er vist i bilag 2. Produktionen starter med halmkranen, som leverer halmballerne til opriveranlægget, der med indskubber cylindre forsyner halmkedlen. Halmkedlen er forsynet med pumper, følere og PID regulatorer, som sikrer en kontrolleret forbrænding. Leveringen af varme til forbrugeren ses på skærmbillede kaldet overblikket bilag 3. Det illustrerer tryk, temperaturer og den aktuelle driftsstatus på værket. Forsyningsdelen er opbygget med vekslere og forsyningspumper til de tre forskellige zoner. Røndes område ligger i meget forskellige højdeniveauer og er derfor opdelt i 3 forskellige trykzoner: højzone, lavzone og Ugelbøllezonen. Højzonen forsyner de højest beliggende forbrugere og arbejder med et driftstryk på 9,6 bar. På fremløbssiden er den koblet sammen med Ugelbøllezonen, fordi de højdemæssigt ligger i samme niveau og har brug for samme driftstryk. De kan ikke køre på lavzonen, som kører med et driftstryk på 5,8 bars tryk. Rønde Fjernvarme startede deres værk med lavzonen, og har udvidet med højzonen og Ugelbøllezonen. Værket har et samarbejde med Thorsager varmeværk, som kan blive den næste udvidelse. På retur siden kører det som tre separate zoner, og deres respektive tryk kan aflæses på bilag 3. Rønde Fjernvarme har ansat 1 driftsleder, 2 drifts assistenter og 1 kontorassistent for at drive værket som forsyner ca forbrugere. De er underlagt en bestyrelse bestående af 7 personer, som er med til at beslutte, hvilke projekter værket beskæftiger sig med. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 13

14 3.0 Energiaftalen I dette afsnit vil jeg beskrive, hvilke regler og love energiaftalen dækker over. Jeg vil koncentrere mig om de punkter i aftalen, der lægger restriktioner for fjernvarmeværker, som det jeg har beskæftiget mig med i bachelorpraktikken. Dette skal danne grundlag for en bred forståelse for, hvad den betyder for hverdagen på et mindre fjernvarmeværk. Energiaftalen er lavet for at skabe opmærksomhed om, at der skal værnes omkring miljøet. Det er et stort og vigtigt projekt, fordi der ikke tidligere har været den samme fokus på konsekvenserne af energispild de sidste 25 år. Det startede med en tidligere energiaftale, hvor store centrale værker, som Studstrup blev pålagt sparekrav 5. De mindre værker, blev i første omgang ikke underlagt de samme krav, men kunne påbegynde en idé og planlægningsfase. Der blev dernæst indgået en aftale som løber fra 2010 til Dens målsætning er: Aftalen rækker helt frem til 2020 og med sin politiske bredde og sit i international sammenhæng markante ambitionsniveau skaber den stabile rammer, som er afgørende for, at der foretages de nødvendige investeringer i vedvarende energi, energieffektivitet, energisystemet og i forskning, udvikling og demonstration af ny grøn energiteknologi. Energiaftalen er derved en helt central brik i den grønne omstilling af dansk energi i mange år fremover. 3 Der skal laves tiltag for at minimere energiforbruget. Inden for en række regler skal energiforbruget minimeres som resultat af en konkret handling fra energiselskabet. Energiaftalen bestemmer, at det er på slutforbruget, der må laves en besparelse 5. Det betyder, at energibesparelsen skal findes i ledningsnettet og ved forbrugeren. Forbedringer, som medfører energibesparelser, kan medregnes i værkets sparekrav. Tiltag, som giver energibesparelser, er kategoriseret og standardiseret ud fra levetid og effekt. Standardkataloget indeholder en liste over energibesparelser. bilag 4. Gennemgang af bilag 4 giver et overblik over, hvilke aktuelle muligheder der findes. Der vil senere i projektet blive beskrevet, hvilke energispareprojekter der arbejdes med i Rønde. Hvad betyder aftalen specifikt for Rønde Fjernvarme og, hvilke restriktioner lægger aftalen på, hvordan problematikken må angribes. Ledningsnettet bilag 5 giver et overblik over Rønde Fjernvarmes distributionsnet. Disse ledningsstykker er det tilladt at lave energibesparelser på, mens f.eks. forbedringer ved slutforbrugeren kræver at en ekstern Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 14

15 montør involveres, fordi værket ikke må varetage salg af energieffektivt udstyr, eller installation af udstyr ved forbrugeren. Energiaftalen tillader at værket laver energibesparelser i eget ledningsnet, hvilket kan ske ved bedre isolering eller udskiftning af rør. Standardværdikataloget 9, som er et led i aftalen mellem klima- og energiministeren og energiselskaberne, skal forenkle og simplificere opgørelsen af energibesparelser. Dette er lavet for at skabe en overskuelig tilgang til de forskellige energibesparelser. Standardværdierne for de forskellige besparelser betyder, at der for et bestemt tiltag er beregnet en standardværdi, som fastsætter energibesparelsens størrelse og dermed forenkler beregningerne. Besparelser i Rønde sker ofte i forbindelse med konverteringer, når værket kobler nye kunder på, som tidligere har været varmet op med oliefyr eller elvarme. Der arbejdes oftest med standardværdier, men der findes også en specifik beregningsmodel, som bruges på forbrugere, som ligger over standardværdien. Energibesparelser bliver prioriteret direkte fra energiaftalen. Besparelser bliver vurderet ud fra deres estimerede levetid, så energibesparelser med en forventet levetid på under 4 år ganges med en faktor på 0,5, hvorimod besparelser, som har en forventet levetid på mere end 4 år, ganges med en faktor på 1 og dermed er prioriteret højere og har en større værdi for energiselskaberne 9. Dette vil blive brugt i konkrete eksempler senere i projektet. Energiaftalen 2010 til 2020 fastsætter en række sparekrav og regler, som for fjernvarmebranchen betyder, at de bliver pålagt en samlet årlig spareforpligtigelse på 1,9 PJ. Dansk Fjernvarme har valgt at fordele sparekravet ud fra værkernes varmeproduktion. Det er beregnet til 1.6 % af værkets samlede produktion fra 2010 til For Rønde Fjernvarme beregnet ud fra deres årlige varmeproduktion 2007/2008 betyder det 360 MWh vedlagt bilag Sparekravene er fastsat til at skulle stige med yderligere 75 % fra 2013 til 2015 så de skal lave 630 MWh pr. år i energibesparelse. Fra 2015 til 2020 skærpes sparekravene i energiaftalen til 100 %, hvilket for Røndes vedkommende betyder, at de skal lave 720 MWh pr. år 8. Antallet af mulige energibesparelser varierer i perioder, så en kontinuerlig planlægning af spareprojekter er problematisk. Man kan ikke planlægge nøjagtigt at spare et bestemt antal MWh pr. år. Derfor gælder en akkumuleringsordning, hvor de maksimalt må have et underskud på 35 %, før de bliver pålagt evt. at købe besparelserne fra varmeplan Århus eller på energibørsen 6. Energibesparelser må akkumuleres ubegrænset, så overskud kan gemmes til senere år, hvor de ikke kan opfylde deres sparekrav, eller sælges på energibørsen, hvis der produceres flere end aftalen kræver. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 15

16 Energibesparelser kan være med til at give en økonomisk bonus, når nødvendige projekter igangsættes, da markedsprisen 6 aktuelt er ca. 350 kr. pr. MWh. Ifølge Kim Mortensen 7 er dette lavet for at motivere fjernvarmeværkerne til at igangsætte projekter, fordi den økonomiske gevinst kan være med til at finansiere investeringer. Energiaftalens betydning for Rønde Fjernvarme vil blive brugt igennem projektet. Fjernvarmeværkerne pålægges at betale afgifter på baggrund af det brændsel, de bruger til deres varmeproduktion. Projektet koncentrerer sig hovedsageligt omkring fjernvarmeværker, der benytter biomasse som halm til deres produktion. Eksempler på de øgede afgifter og deres stigninger har betydning for, hvorfor energioptimering gør en stor forskel. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 16

17 3.1 Forsyningssikkerhedsafgift (2014) Forsyningssikkerhedsafgift er en afgift fjernvarmeværker bliver pålagt. I marts måned 2012 blev der indgået et energipolitisk forlig, som beskriver at vedvarende energi skal fremmes i perioden 2010 til Det blev vedtaget at fjernvarmeværkerne, som benytter biomasse, skal betale forsyningsikkerhedsafgift af den energi, de forsyner huse til opvarmning med. Denne afgift er planlagt at skulle træde i kraft i Det er ikke fastlagt, hvordan fjernvarmeværkerne skal afregnes på den kommende afgift. Ubekræftede informationer beskriver, at afgiften kommer til at ligge på brændselet eller på den producerede effekt på værkerne. Dansk Fjernvarme har forberedt værkerne på, at afgiften kommer, og har givet en udlægning af, hvordan den kommer til at se ud, og hvilken betydning den får for værker og forbrugere. Det er svært at give et præcist bud på, hvordan det bliver. Ifølge Dansk Fjernvarme kommer afgiften til at ligge på den producerede effekt, og det bliver interessant at optimere varmeproduktionen. Bilag 7 viser Dansk Fjernvarmes forventninger til afgiften. Varmeværkerne skal vide, hvad den kommer til at koste i produktionsomkostninger for at kunne varsle varmestigninger til forbrugeren. Varmeprisen forventes at stige for forbrugeren, da Dansk Fjernvarme har beregnet, at afgiften vil betyde en stigning på ca. 167,50 kr. pr. MWh. For et standard hus vil stigningen være ca kr. pr. år bilag 8. Denne afgift kan blive ændret, inden den træder i kraft i Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 17

18 3.2 Svovlafgift Ved afbrænding af biomassen udledes der svovl. Afbrænding af halm medfører udledning af svovl i røggassen. Ved forbrænding sker der en kemisk reaktion, og svovlet går i forbindelse med ilt og bliver til svovldioxid, som udledes igennem skorstenen, og blandes med luft. Udledningen giver en forurening, som i værste fald kan give syreregn. Afgiften er på grund af værkets opbygning lagt som svovlafgift på brændslet i Rønde. De har betalt følgende svovlafgifter ifølge tabel 1. Årstal Afgift 2011/ kr 2012/2013 (forventet) kr Tabel 1 - Svovlafgift På skatteministeriets hjemmeside 10 er der oplyst forskellige måder at afregne svovlafgift på. Det almindeligste er, at varmeværker betaler en afgift pr. tons indkøbt brændsel. På hjemmesiden er prisen 24,70 kr. pr. tons i 2011 og i 2012 er den 25,10 kr. pr. tons brændsel. Udviklingen viser, at afgiften stiger år for år. Rønde Fjernvarme har gennem de sidste 6 år været igennem en stor udvikling. De er gået fra ca. 800 forbrugere til ca forbrugere. Flere forbrugere betyder stigende brændselsforbrug og dermed øgede afgifter. Det gør det interessant at minimere energispild og udledningen af svovl. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 18

19 3.3 NOx afgift Ved afbrænding af halm fremkommer der NOx udledning. På Skats hjemmeside ligger et overblik over afgiften. Hvad betyder NOx udledning for miljøet, og hvordan fremkommer den. Ved afbrænding af halm fremkommer der flere typer NOx bl.a. termisk NOx, brændsels NOx, og Promt NOx. Termisk og brændsels NOx udgør den mest Figur 1 - Skats NOx afgift betydningsfulde faktor tæt på 100 % af den udledte NOx. NOx er kvælstofoxider, som fremkommer ved afbrændingen af halm. Der sker en kemisk reaktion, og store mængder energi bliver frigivet. På grund af at halm er et uens brændsel, kan forbrændingen ikke kontrolleres 100 %, men der søges så ensartet brændsel som muligt. Fordi halm er forskelligt er styringen af iltprocenten vigtig. Den må ikke være for høj og ikke for lav. Ved høj iltprocent stiger de termiske NOx er og ved for lav kommer der CO er, som er uforbrændte kulpartikler. Figur 2 illustrerer sammenhængen mellem NOx og CO udvikling efter, om der er over eller underskud af ilt. Figuren illustrerer vigtigheden af en kontrolleret forbrænding for at mindske udledningen af skadelige partikler. Værker, der udleder NOx, er pålagt en afgift på grund af de skadelige virkninger: NOx-partiklerne giver hjerte-kar-sygdomme, som kan resultere i blodpropper, det kan give cancer i lungerne, de forværrer bronkitis og astmatilstande, for bare at nævne nogle få ting. Og de steder, hvor der er stor koncentration af biler, forværres risikoen markant,«forklarer Jørgen Brandt 12. Figur 2 - CO kontra NOx ved iltprocent En del af finansloven 2012 pålægger øgede afgifter til varmeværker der fyrer med biomasse 11. Der blev indført forøgelse af NOx afgiften fra 5,00 kr pr. kg. NOx til 25,00 kr pr. kg. NOx. På bilag 9 har Dansk Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 19

20 Fjernvarme lavet en beregning over prisstigningen på varmeprisen pr. MWh. Konsekvensen af den øgede NOx afgift betyder at varmeprisen stiger med 11,60 kroner pr. MWh. Dette betyder at Rønde Fjernvarme i 2011/2012 og 2012/2013 er pålagt at betale følgende afgifter tabel 2: Årstal Afgift 2011/ kr 2012/2013 (forventet) kr. Tabel 2 - NOx afgift Der er ikke kontinuerlig måling af NOx udledning, og derfor beregnes afgiften ud fra brændselsindkøb. For at sikre at emissionsgrænserne overholdes skal der laves en røggasanalyse bilag 10. Bilaget viser at NOx emissionerne i Rønde ligger tæt på grænseværdien. Det skal overvejes at hæve temperaturen i kedlen, for at reducere NOx udledningen, da de termiske NOx er dermed kan reduceres under forbrændingen. Brændsels NOx kan ikke reduceres ved forbrændingen af halm, men der kan tilsættes ammoniak, som vil sænke NOx udledningen. På grund af øgede afgifter kan optimeringer give en reduktion af brændselsforbrug og medføre reduktion af afgiften. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 20

21 3.4 Energisparemål Energisparemål er beskrevet i afsnit 3.0 Energiaftalen, som er et regelsæt givet fra regeringen. For at nå målsætningerne om mindre energispild er det besluttet, at Dansk Fjernvarme skal spare 1,9 PJ om året 5. Energibesparelserne bliver fordelt på fjernvarmeværkerne, f.eks. i Rønde bliver de pålagt at spare 1,6 % af deres årlige energiproduktion, som svarer til 360 MWh pr. år 13. Fra 2013 til 2015 skal værket hæve sparemålet fra 360 MWh med 75 %. De skal derfor lave 630 MWh. pr. år i energibesparelser og fra 2015 hæve sparemålet til 100 % oven i det de skulle spare i Rønde Fjernvarme skal derfor spare 720 MWh. pr. år fra 2015 til På figur 3 kan de samlede sparekrav fra 2010 til 2020 for Rønde Fjernvarme aflæses, med de stigninger, som energiaftalen foreskriver. Værker, som ikke har muligheder for at lave energibesparelserne, kan være nødsaget til at købe deres energibesparelser fra varmeplan Århus f.eks. Thorsager Fjernvarmeværk. Energibesparelserne kan laves ved f.eks. at udvide, med el-kunder, olie-kunder eller optimere på deres system, som det beskrives omkring Rønde Fjernvarme senere i projektet. Thorsager Fjernvarme skal betale 360kr pr. MWh ved varmeplan Århus 21 for at overholde de bestemmelser, som energiaftalen pålægger dem. Figur 3 - Sparekrav Rønde Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 21

22 3.5 Delkonklusion Ud fra første del af projektet kan det konkluderes, at varmeprisen kommer til at stige. Om fjernvarme stadig vil være konkurrencedygtig med olie og el priser, vil de kommende 2 dele af projektet give et kvalificeret bud på. Forudsigelser vil være baseret på møder med personer i fjernvarmebranchen, som har forskellige indgangsvinkler til fjernvarme. Vist på bilag 13 er der lavet en oversigt af de tidligere beskrevne afgifter. Der vises et overblik over afgifter, som skal betales af fjernvarmeselskabet for den producerede effekt. Der er ikke fastsat værdier på forsyningssikkerhedsafgift i oversigten, fordi den først forventes at blive gældende fra 2014 og frem. Der venter fjernvarmeselskaberne nye restriktioner, som de må acceptere, og derfor påhviler det dem igennem udvikling at optimere deres anlæg for at mindske varmeprisstigningen. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 22

23 4.0 Energispareprojekter For at Rønde Fjernvarme kan opnå energisparemålet på de nuværende 360 MWh, skal de dele besparelsen ud over flere projekter. Hvorvidt besparelsen kan opnås indenfor de gældende regler gennem de nuværende og planlagte projekter vurderes. Der bliver gennemgået eksempler på, hvad energibesparelserne går ud på, og hvordan de dokumenteres, derunder bliver energibesparelsernes størrelse beregnet. 4.1 Temperaturoptimering Fjernvarme leveres fra større eller mindre værker og distribueres til forbrugeren gennem et net af distributionsledninger. Gennem denne transport er der et varmetab. For at opnå en energibesparelse skal varmetabet i ledningerne minimeres, uden at udskifte distributionsledninger. Varmeværkerne skal levere 60 grader varmt vand til forbrugernes installation, ifølge de tekniske bestemmelser 1. Distributionsledninger er normalt dimensioneret til at forsyne varmtvandsbeholdere, som lovet fra værket, men kan ofte forsyne en veksler med tilstrækkelig effekt. Der bliver lavet en beskrivelse af, hvordan Rønde Fjernvarme laver temperaturoptimering, samtidig med at de overholder deres forpligtelser til forbrugeren Temperaturoptimering fremløb Dette afsnit henviser til et tidligere bachelorprojekt 14 lavet på Rønde Fjernvarme af Niels Gerrild-Olsen. Projektet indeholder temperaturoptimering af fremløbstemperaturen, og danner grundlag for en energibesparelse. Optimering af fremløbstemperaturen er begrænset af, at varmeværket skal levere 60 grader varmt vand ved forbrugerens installation. Systemet på Rønde Fjernvarme sendte før temperaturoptimeringen 75 grader varmt vand ud fra værket. Efter temperaturoptimeringsprojektet bliver fremløbstemperaturen nu reguleret efter Figur 4 - Temperatur optimering SRO Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 23

24 det flow og dermed den effekt, som afsættes hos forbrugerne. Temperaturoptimeringen fungerer som vist på figur 4, hvor fremløbstemperaturen reguleres efter flow til bynettet. Rønde by er på grund af højdeforskellen delt op i Høj og Lavzone, og bliver temperaturoptimeret separat og datalogget i SRO-systemet. Data fra SRO anlægget dokumenterer energibesparelsen. Før optimeringen af fremløbstemperaturen blev vandet sendt ud i nettet med samme temperatur sommer, vinter, højt eller lavt forbrug. Systemet blev ændret ved at måle på udvalgte punkter i byen for at for lave værkets egen temperaturoptimering. Ved kontinuerlig måling af fremløbstemperatur kan energibesparelsen beregnes ud fra formlen vist i figur 5. Da systemet blev lavet, blev der lavet kontinuerlige målinger af fremløbstemperaturen. Ved at sænke fremløbstemperaturen med gennemsnitlig 5 grader kan der dokumenteres en energibesparelse. Der findes flere metoder til temperaturoptimering, men på baggrund af projektets beregninger er der bedre økonomi ved værkets eget system. Ved at fremløbstemperaturen er sænket med gennemsnitlig 5 grader, kan det reducerede tab beregnes ud fra den tabte effekt ganget med de 4,1 %, som tabet er reduceret. 0,041*8732 = 358 MWh Figur 5 - Simpel beregningsmetode fremløb Beregningen viser at besparelsen, hvis den bliver indberettet i dag giver ca. 1 års besparelse og har en værdi på kr. minus ca kr. i omkostninger til programmering af SRO-anlægget. Udover værdien af energibesparelsen giver optimeringen 358 MWh gange produktionsprisen for varmeværket hvert år Temperaturoptimering retur Temperaturoptimering på returvandet, har ikke tidligere været prioriteret i Rønde. På baggrund af energiaftalen er man blevet opmærksom på energispild ved for høj returtemperatur. På grund af den høje returtemperatur i Rønde har driftslederen påbegyndt flere projekter, som skal sænke den til ca grader, som erfaringer viser muligt. Hvis forbrugerne gøres opmærksom på værdien af en lavere returtemperatur, kan den sænkes. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 24

25 Det første projekt, der blev påbegyndt var det lille eftersyn, resulterende i en energibesparelse på 815 kwh/år, som kan aflæses på bilag 4. En servicetekniker fra værket gennemgår forbrugerens installation, efter skemaet vist på bilag 11. Skemaet sørger for, at teknikeren kontrollerer de generelle ting, som skal fungere for at forbrugeren kan aftage varmen optimalt. Eftersynet tager ca. 1,5 2 timer pr. forbruger. Energibesparelsen for det lille eftersyn er efter standardkataloget 815 kwh/år, men fordi det har en forventet levetid på mindre end 4 år skal den ganges med en faktor på 0,5, og energibesparelsen er derfor kun det halve på grund af den korte levetid 9 bilag 12. Rønde Fjernvarme har igangsat udskiftning af forbrugeres energimålere for at identificere, hvilke forbrugere der har problemer med deres anlæg. Disse skal gøres opmærksom på, at deres anlæg Figur 6 - Motivations tarif sender en for høj returtemperatur tilbage til værket, og skal have et eftersyn af en VVS montør. Korrekt indstilling af forbrugerens anlæg er vigtigt, hvis de ønsker at overholde kravene stillet af motivationstariffen 15. Forbrugerne gøres opmærksom på, at returtemperaturen ikke bør være højere end 37 grader i gennemsnit om året. Hvis gennemsnitstemperaturen ligger i det røde felt bliver forbrugeren straffet med 1 % pr. grad temperaturen ligger over, gul er neutralzone og grøn giver minus 1 % pr. grad på varmeregningen. Energibesparelse beregnes ud fra forbrug, og antal grader forbrugerne sænker returtemperaturen. Figur 7 - Afkølingsbesparelser Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 25

26 4.2 Isolering af rør Varmeværket har tidligere været beliggende i Rønde midtby og blev flyttet til den nuværende placering i Ved etableringen af rørsystemet før værket blev flyttet, var værdien af isolering ikke en vigtig faktor. Nu arbejdes der på at sænke varmetabet med fokus på isolering af rør. I Rønde arbejdes der på at finde den leverandør, som leverer rør med bedst mulig isolering. Varmetabet i rørsystemet er en afgørende faktor frem for kostpris. Isoleringens levetid og forventet ældningsfaktor spiller også ind på valget af rør. Udskiftnings projekter er nyt for Rønde Fjernvarme, og de har derfor ingen dokumentation fra tidligere udskiftningsprojekter. Der bliver lavet en overslagsberegning ud fra katalogmateriale, for den forventede effekt ved udskiftningen af rør. I Rønde arbejdes der aktuelt med udskiftning af rør i Hovedgaden. I praksis vurderes det, om de udskiftede rør kan beregnes som værende næsten uisolerede, fordi rørets varmetransmissionskoefficient ligger tæt på tabelværdien 1,18 W/C/m, eller om isoleringen har en isoleringseffekt der klassificeres som middelisolering, der har en varmetransmissionskoefficient på 0,34 W/C/m, som er tæt på værdien for god isolering. Vurderes det, at de 580 meter rør er udskiftet fra ingen isolering til et rør med en varmetransmissionskoefficient på under 0,20 W/C/m, kan der dokumenteres en energibesparelse på: 580 m x 0,175 MWh/m = 101,5 MWh. Energibesparelsens størrelse skal dokumenteres fra værkets side, eftersom kontrol af energibesparelserne udføres i form af intern og ekstern audit 16. Intern og ekstern audit skal ligne hinanden. Auditten er indført for, at værkerne selv skal kontrollere energibesparelserne og verificere dokumentationen. Ekstern audit betyder, at en ukendt udefrakommende person kommer og kontrollerer udvalgte sager, og kan erklære energispareprojekter ugyldige ved utilstrækkelig eller forkert dokumentation. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 26

27 4.3 Konverteringer Rønde Fjernvarme laver energibesparelser, ved at konvertere huse fra andre energikilder til fjernvarme. Det er for værket den bedste måde at lave energibesparelser på, da det er den billigste og nemmeste måde. Potentialet til konverteringer af huse er stort i Rønde, fordi byen udvikler sig i de områder, som værket har valgt at udvide til. Bilag 5 viser et overblik over Rønde Fjernvarmes ledningsnet. Det giver et visuelt overblik over mulige konverteringer ved, at byen udvider sig til Følle og Ugelbølle. Byudvidelsen giver mulighed for energibesparelser ved at konvertere de resterende husstande til fjernvarme, og opnå de pålagte energibesparelser, som energiaftalen kræver. Efter møde med driftsleder Torben Olsen estimerer han, at Rønde Fjernvarme nuværende har udvidelsespotentiale på 40 oliefyrede huse og huse med elvarme eller varmepumpe. Det nuværende potentiale tager ikke højde for fremtidens udstykninger. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 27

28 4.3.1 Oliehus Energibesparelse opnået ved konvertering af et oliehus til fjernvarme kan beregnes ved at opstille et energiregnskab, som sammenligner energiforbrug ved oliefyr og fjernvarme. Der laves en beregning af både den energimæssige gevinst, og den økonomiske gevinst for forbrugeren. Til dette eksempel bliver der anvendt værdier for et standardhus og lavet en beregning af forskelle fra olie til fjernvarme. Eksemplet er baseret på en skabelon fra Videncentret for energibesparelser i bygninger 17 Et parcelhus på 130 m 2 opvarmet med et ældre oliefyr, som har et olieforbrug på 2400 liter pr. år skal konverteres til fjernvarme. Huset er forsynet med en kombination af radiatorer og gulvvarme. Oliekedlen er sat til 75 % virkningsgrad set over et år. Der forventes, at en fjernvarmeinstallation har en virkningsgrad på %. For at være på den sikre side sættes den til 95 %. Elpris = 2 kr /kwh Oliepris = 11 kr/liter Der forventes, at 1 liter olie bliver til 8-10 kwh. Årlig energibesparelse i kwh: Årligt olieforbrug omregnet til kwh 2400 l x 10 kwh/l kwh Årligt elforbrug til oliekedel i kwh 876 kwh Årligt energiforbrug oliekedel kwh Årligt energiforbrug fjernvarme kwh Besparelse kwh Årlig økonomisk besparelse i kr. Årlige omkostninger olie l x 11 kr kr Årlige omkostninger el 876 kwh x 2 kr kr Service og skorstensfejning kr Årlig drift af oliefyr i alt kr Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 28

29 Årlige omkostninger fjernvarme kwh x 0,51 kr/kwh kr Målerabonnement kr Effektbidrag 21,25 kr/m 2 x 130m ,50 kr Årlig drift af fjernvarme , ,50 kr Årlig besparelse , ,50 kr Beregningerne er et overslag på energibesparelsens størrelse. Det pågældende eksempel betyder, at konverteringen fra oliefyret hus til fjernvarme giver en energibesparelse på kwh pr. år. Den økonomiske gevinst for et standard hus i Rønde vil være på ca kr, som skal betale for tilslutningen og konvertering af installation til fjernvarme. Der er altid et tilslutningsbidrag til fjernvarmeværket, fordi det er et fællesskab, som er sammen om at betale for den billige varme. I eksemplet er der brugt priser fra Rønde Fjernvarme og tilslutningsbidraget er derfor kr. 18. Energibesparelsen for varmeværket er beregnet til 6,9 MWh ved tilslutning af dette hus. Ifølge konverteringstabellen bilag 4 bestemmer årgangen og typen af kedlen energibesparelsens størrelse. Sammenlignes bilag med beregningerne er det sandsynligt, at kedlen fra eksemplet er en plade- eller støbejernskedel fra efter 1977 og derfor giver 7,3 MWh i energibesparelse for varmeværket. Der skal i hvert tilfælde undersøges, hvornår kedlen er fra Elhuse Konvertering af elhuse giver de mindre fjernvarmeværker mulighed for at lave store energibesparelser, fordi standardværdien for et elhus er 24,9 MWh pr. hus. Der opstilles igen et energiregnskab over økonomien for forbrugeren for at beskrive, hvordan energibesparelsen hænger sammen. Et parcelhus på 130 m 2 opvarmet med elvarme, som i det tidligere eksempel har et varmeforbrug på kwh pr. år, skal konverteres til fjernvarme. Huset er i dette tilfælde ikke forsynet med radiatorer og gulvvarme. El-radiatorerne er sat til 100 % virkningsgrad. Man kan forvente, at en fjernvarme installation har en virkningsgrad på %. For at være på den sikre side vælges det at sætte den til 95 %. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 29

30 Elpris = 2 kr /kwh Årlig energibesparelse i kwh: Årligt elforbrug i kwh på varme kwh Årligt energiforbrug fjernvarme /0, kwh Besparelse kwh Årlig økonomisk besparelse i kr. Årlige omkostninger el kwh x 2 kr kr Årlige omkostninger fjernvarme kwh x 0,51 kr/kwh kr Målerabonnement kr Effektbidrag 21,25 kr/m 2 x 130m ,50 kr Årlig drift af fjernvarme , ,50 kr Årlig besparelse , ,50 kr En konvertering koster husstanden samme tilslutningsbidrag som eksemplet med oliefyr kr. I dette eksempel er det kun en del af regningen for forbrugeren. Elhuse er, når de konverterer til fjernvarme, tvunget til at installere rørsystemer og radiatorer, som koster ca kr. for et standard hus. Energibesparelsen kommer af en målsætning om udfasning af de fossile brændsler som kul og lignede. Danmark er endnu ikke overgået til ren grøn energi, derfor skal elhusene konverteres til alternativ opvarmning. Fjernvarmeværker som det i Rønde har den fordel, at de er CO 2 neutrale. Energitilsynet har fastsat en standardværdi for konvertering af elvarme til fjernvarme bilag 4. Energibesparelsen på 24,9 MWh begrundes med, at der konverteres fra en ædlere energiform til fjernvarme Andre konverteringer Andre konverteringer arbejdes der aktuelt ikke med i Rønde, da fjernvarmen ikke kan konkurrere med f.eks. jordvarme. Der henvises til bilag 14, som er en artikel skrevet af driftsleder Torben Olsen fra Rønde Fjernvarme, der omhandler problematikken med jordvarme. Der eksisterer enkelte jordvarmeanlæg i Rønde, som prismæssigt er på niveau med fjernvarme, og derfor Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 30

31 kan værket ikke konvertere dem. Kun hvis anlæggene står over for en større renovation eller uskiftning, kan det blive muligt at konvertere dem til fjernvarme. Problematikken med jordvarme kontra fjernvarme kan på baggrund af artiklen tages op til overvejelse. 4.4 Delkonklusion Energisparemålene, som Rønde Fjernvarme er blevet pålagt ifølge energiaftalen , har betydning for, at de har valgt at igangsætte forskellige projekter. De har, fordi de har delt deres aktiviteter ud på flere projekter, en realistisk chance for at opnå deres sparemål. Den første årrække er energibesparelserne opfyldt, men har de nok til at dække deres behov frem til 2020? Den næste del af projektet bliver en opsamling på Rønde Fjernvarmes energibesparelser, hvad de har lavet og hvor mange mangler der. Hvad mangler de at dokumentere eller effektuere, så de ikke bliver nødsaget til at købe deres sidste energibesparelser til en mulig højere pris end i dag. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 31

32 5.0 Rønde Fjernvarmes energibesparelser Energibesparelser skal indberettes, som beskrevet i afsnit 4. Der laves et grundigt forarbejde og planlægning, inden det til sidst skal dokumenteres på korrekt måde. Man starter med at se i bilag 15 og 16, hvilke projekter de har indberettet, og hvor mange energibesparelser de har lavet i MWh. For at gøre det overskuelig er der lavet et regneark, som viser, hvor mange energibesparelser de har lavet i 2010 og 2011 vist på figur 8. Disse energioptimeringer dækker kun over dem, der er dokumenteret og indberettet. Figur 8 - Rønde energibesparelser Figuren visualiserer, hvor stor en del af energibesparelserne, Rønde Fjernvarme har lavet i forhold til, hvad de skal opnå inden 2020, og hvor meget de nuværende har akkumuleret, til brug de kommende år. Der ses en beregning over, hvor meget markedsværdien er på energibesparelserne set i forhold til varmeplan Århus, som det ser ud 1. november Det vigtige med energibesparelserne er ikke kun at reducere varmetabet, men de giver også en politisk bestemt fortjeneste på et given antal kroner pr. MWh der spares. Rønde har i bestræbelserne på at opnå deres sparemål, som det fremgår af bilag 16 valgt at dokumentere konverteringer af standard forbrugere, og få større forbrugere i Rønde, som skoler og lignende, og udvidelse af distributionsnettet. Næste afsnit vil omhandle, hvilke besparelser de mangler at dokumentere, og forsøge at skabe et overblik over, hvor mange energibesparelser de mangler frem til Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 32

33 5.1 Aktuelle energisparemuligheder Bilag 4 er en konverterings tabel med standardværdier. Her kan mulighederne for energibesparelser aflæses, men på grund af dokumentationen af besparelserne, skal der være et økonomisk grundlag for arbejde med energibesparelserne. I afsnit 4 er de projekter beskrevet, som driftsleder Torben Olsen har igangsat i Rønde, og som der aktuelt arbejdes med. De aktuelle cases beskriver, hvordan man opnår en energibesparelse, men der er ikke sat tal på værkets totale besparelsespotentiale. Energibesparelser, som ikke er færdiggjorte og dokumenterede, er: Temperaturoptimering Fremløbstemperatur (ikke dokumenteret) Returløbstemperatur (ikke dokumenteret) Isolering af rør (ikke dokumenteret) Konverteringer Olie (Dokumentation påbegyndt) El (Dokumentation påbegyndt) Andre (Ikke dokumenteret begrænset potentiale) Der laves en oversigt over energibesparelser, som er dokumenteret, og der laves en beregning over, hvor mange besparelser, der er igangsat og forventes færdig inden regnskabsåret 2013/2014 slutter. Fremløbs temperaturen er optimeret, og der forventes ikke yderligere ændring af tabet i ledningsnettet, derfor kan den nuværende energibesparelse betegnes som konstant. Energibesparelsen kan dokumenteres til 4,1 % af 8732 = 358 MWh, som det blev beregnet med tallene fra Returløbstemperaturen er endnu ikke optimeret. Det optimale, der kan opnås er at efterligne eksemplet fra Hals fjernvarme figur 14. Erfaring viser, at en returtemperatur på 33 grader er mulig. Et realistisk bud vil være at sænke returtemperaturen fra de nuværende 43 grader til 38 grader. Der kan dokumenteres en besparelse på 5 kwh pr. MWh pr. grad som afkølingen forbedres figur 7. Det vil give følgende: 5 x x 5 = 665 MWh. Energibesparelsen skal dokumenteres, hvis temperaturen sænkes med 5 grader. En yderligere reduktion af temperaturen er mulig, men har en lang tidshorisont. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 33

34 Forbedring af isolering på rør afhænger af udskiftning af gamle rør eller etablering af nye rørledninger til udstykninger, og det er derfor umuligt at give et estimat på. Energibesparelser på denne post er beskrevet i afsnit 4.2. Det forventes, at de ca. 580 meter rør udskiftes og isoleringsfaktoren ændres fra ingen til god i standardkataloget. En udskiftning fra ingen isolering til god giver en energibesparelse på: 580 x 0,175 = 101,5 MWh. Når ledningsnettet bliver ældre vil udskiftninger komme, men der estimeres kun de 101,5 MWh på denne post. Under konverteringer er de nemme energibesparelser ved at være nået. Der er el- og varmepumpekunder og ca. 40 oliefyrs kunder tilbage inden for Rønde Fjernvarmes distributionsnet. Et realistisk billede af potentialet er et estimat på maksimalt 30 el-kunder, der konverterer til fjernvarme i energiaftalens løbetid. Energibesparelsen for 30 el-kunder giver 24,9 MWh pr. kunde og beregnes som: 30 x 24,9 = 747 MWh Samling af de potentielle energibesparelser er lagt sammen med dem, som allerede er indberettet og dokumenteret i Rønde. Figur 9 - Rønde aktuelt energibesparelses potentiale Beregning af Rønde Fjernvarmes energisparepotentiale lagt sammen med de effektuerede energibesparelser figur 9 viser, at når alle deres potentielle besparelser er lavet, vil de fortsat mangle ca MWh i energibesparelse til Flere konverteringer er mulige og en lavere returtemperatur, men det kan ikke garanteres. Derfor skal andre muligheder søges udover de aktuelle energispareprojekter. I det følgende afsnit vil det søges belyst Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 34

35 hvilke muligheder fremtiden kommer med, og hvordan mulighederne for energibesparelser er fremover for Rønde Fjernvarmeværk. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 35

36 6.0 Fremtidens energibesparelser Afsnittet om Røndes potentielle energibesparelser viser, at de med stor sandsynlighed ikke selv kan producere de sidste 2000 MWh, som energiaftalen kræver. Fra bestyrelsens side vægtes det, at værket finder alle energibesparelser selv, så de ønsker at alle muligheder holdes åbne. Når aftalen skal revideres inden 2015 forventes det fra flere varmemestres side, at reglerne for energibesparelser ændres, så værkerne må lave energibesparelser på værkets produktionsanlæg for at fremme energioptimering. På baggrund af disse forventninger bliver det relevant at se på muligheder for besparelser i produktionsanlægget. Det søges at lave en vurdering af de praktiske, politiske og økonomiske aspekter i sådanne forbedringer. 6.1 Det politiske indslag (Kim Mortensen - Dansk Fjernvarme) I praksis har Rønde Fjernvarme ingen mulighed for at påvirke det politiske udspil, men de har mulighed for at forberede fremtiden ved at inddrage Dansk Fjernvarmes forventninger i deres planlægning. Driftslederne fra halmvarmeværkerne på Djursland holder to gange om året et møde, hvor de udveksler ideer og erfaringer. Varmeværkerne er begyndt at lave energibesparelser som følge af energiaftalen , og de havde derfor i år inviteret Kim Mortensen, som er formand for Dansk Fjernvarme til at komme. Han forklarede og beskrev, hvad de fra Dansk Fjernvarme har af politiske ideer med den nuværende aftale. Han kom med uddybende forklaringer til, hvorfor energiaftalen og flere andre afgifter pålægges varmeværkerne. Efter påbegyndelse af projektet er han blevet kontaktet igen for at få afklaret, hvad de fra Dansk Fjernvarme forventer af forandringer, når energiaftalen skal revideres næste gang. Det forventes at Dansk Fjernvarme kommer med en udlægning af den politiske del. Det er ikke sket endnu, men det vil give Rønde Fjernvarme mulighed for ud fra svaret at planlægge den fremtidlige drift. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 36

37 6.2 Kondenserings anlæg Forståelsen af, at et kondenserings anlæg kan give en energibesparelse kræver, at man skaber et overblik over, hvad anlægget kan gøre og hvorfor. En anlægsbeskrivelse er vigtig for at sikre, at anlægget får den funktion, der ønskes, og at det overholder de krav og regler, som stilles til det. Den generelle gennemgang af systemet med røggaskondensering, er som i det almindelige fjernvarmeværk opbygget med Figur 11 - Principtegning af fjernvarmeværk fremløb og returvand. Det er metoden, som varmeværkerne bruger til at sende energien ud til forbrugeren. Standardopbygning af varmeværket består af en kedel og et filtreringsanlæg. Ved forbrænding i kedlen varmes vandet op, og der udvikles røggas fra forbrændingen, som filtreres igennem cyklon eller posefilter. I Rønde er der aktuelt et posefilter, der frasorterer partikler, fordi varmeværkerne skal overholde emissionskravene. Røggassen ledes igennem røggaskondenseringsenheden, som beskrives senere. Røggassen vil uden kondenseringsanlæg forlade værket ved grader igennem skorstenen. Ved installering af kondenseringsanlægget vil røgen afgive varme og forlade værket med en temperatur på omkring 40 grader. Der kan vindes en mængde energi ved at optage varmen fra røggassen i returvandet i fjernvarmesystemet. En røggaskondenseringsenhed er opbygget af to separate varmevekslere og en pumpe, som skaber cirkulation og derved Figur 10 - Kondenseringsenhed sikres varmeoverførslen. Figur 10 viser et overblik over, hvordan kondenseringsanlægget overfører varmen fra røggassen til et vandkredsløb i vaskertårnet. Varmen overføres derefter gennem en almindelig varmeveksler til returvandet fra fjernvarmesystemet, og på den måde overføres overskudvarmen fra røggassen til fjernvarmevandet. Røggassen forlader nu værket ved grader, afhængig af returtemperaturen fra bynettet. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 37

38 6.2.1 Tekniske overvejelser Overvejelse om en udvidelse med et kondenseringsanlæg, kræver at der laves en beregning på, hvilken virkningsgrad værket kan levere med det nuværende anlæg. Et almindeligt varmeværk uden kondensering vil normalt ligge med en virkningsgrad på ca %. Ud fra Rønde Fjernvarmes tal kan den nuværende virkningsgrad bestemmes, som vist på figur 12. Figur 12 - Beregningsprogram fra COWI Beregningsprogrammet udviklet af COWI 19, i samarbejde med Dansk Fjernvarme, beregner den nuværende virkningsgrad til 89,5 %. Virkningsgraden på 89,5 % viser, at der er en potentiel mulighed for optimering på op til 10,5 %, og det giver stof til eftertanke med hensyn til energioptimeringsmuligheder. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 38

39 Efter undersøgelse af værkets virkningsgrad, fandt man et lignende anlæg på et værk af samme størrelse som det i Rønde, for at sammenligne disse. Hals Fjernvarme blev fundet, og deres erfaringer danner grundlag for forventninger om optimeringsmuligheder i Rønde. Besøget på Hals Fjernvarme viste ligheder mellem de to værker. Hvis man sammenligner deres SRO billeder ligner de hinanden figur 13 og 14. Figur 14 - Hals Fjernvarme SRO Figur 13 - Rønde Fjernvarme SRO Forskellen på værkerne er, at det ene anlæg kører med kondensering og det andet kører uden. På billedet fra Hals er det illustreret, at kondenseringseffekten i den aktuelle driftssituation er 0,205 MW, som svarer til ca. 10 % af den effekt, som bliver leveret af kedlen. De får ca.10 procent mere effekt ud af den samme mængde brændsel. Den effekt Rønde Fjernvarme får ud af et gennemsnitligt tons halm, og den effekt Hals får ud af den samme mængde halm, kan beregnes ud fra bilag 17 og 18. I Rønde får man gennemsnitlig 3,74 MWh pr. tons halm og i Hals får de 4,3 MWh pr. tons halm. Effektforskellen pr. tons halm er på mere end 10 %. Det kan skyldes andre ting end kondenseringsanlægget f.eks. gennemsnitsfugtprocent og brændværdi, som spiller ind på, hvor meget effekt, der opnås fra halmen. Hvis det antages, at 10 % ekstra effekt skyldes kondensering, kan Rønde Fjernvarme ved installering af et lignende anlæg vinde ca MWh, som svarer til 10 % af deres årlige produktion bilag 18. Er det muligt i Hals, kan det teoretisk set også lade sig gøre i Rønde. Der er andre parametre, som skal være opfyldt for, at de 10 % effekt kan opnås. Det medie, som skal aftage varmen fra røggassen er returvandet fra bynettet, som derfor skal have en returtemperatur så lav som muligt. Returtemperaturen i Hals er 33 grader og returtemperaturen i Rønde er ca. 43 grader. En forskel på 10 grader er afgørende for, hvor meget effekt der kan udvindes fra røggassen. Rønde Fjernvarmes temperaturoptimeringsprojekter beskrevet under omhandler optimering af returtemperatur. Det lille eftersyn og indførelse af motivationstarif, Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 39

40 forventes at kunne reducere returtemperaturen til en værdi, som minder om Hals Fjernvarmes. Dermed vil de kunne vinde ca %, som svarer til beregningen på bilag 19 og 20. Med den nuværende gennemsnits returtemperatur kan de vinde 640 kw, hvis de kører fuld last. En sænkning af returtemperaturen til 33 grader, som de har i Hals, vil betyde, at de kan vinde 1047 kw ved fuld last, som er ca. 10 %. Afgørende for værdien af energioptimeringen er værkets returtemperatur. Her skitseres 3 forskellige driftssituationer: uden kondensering med kondensering og returtemperatur 43 grader med kondensering og returtemperatur 33 grader. Implementering på Rønde Fjernvarme skal begrundes ud fra økonomiske beregninger over, hvad etablering kommer til at koste, ændring i driftsomkostninger og hvor stor en eventuel energibesparelse investeringen vil indbringe. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 40

41 6.2.2 Økonomi Beregningerne i dette afsnit skal vise fordele og ulemper ved et halmfyret varmeværk med og uden kondensering. Økonomien ved implementering uden energibesparelse og med energibesparelse udregnes. Desuden inddrages en beregning af de generelle driftsomkostninger i forhold til udbytte og beregning af tilbagebetalingstid for investeringen. Økonomien afhænger af forskellige driftsbetingelser. Disse skal bruges som begrundelse for implementering af de nødvendige tiltag, som et kondenseringsanlæg giver. Samtidig danner de grundlaget for investeringen. Det økonomiske aspekt til en investeringsplan er udarbejdet på baggrund af beregningerne lavet i afsnit 5.1 om aktuelle energisparemuligheder. Det konkluderer at Rønde Fjernvarmeværk forventes at mangle 2000 MWh i energibesparelse, som vil betyde en afgift på 2000 MWh x 350 kr/mwh = kr. For at undgå denne afgift kan værket evt. finde energibesparelser med kondenseringsanlæg. Ved brug af beregningsprogram fra COWI, kan Rønde ud fra værkets aktuelle værdier optimere deres produktion med 6,7 %, ved kondensering. Dette betyder, at effekten stiger med 0,32 MWh pr. tons. Når varmeproduktionen forventes at være stabil og den samme mænge varme skal produceres, giver det en reduktion af halm pr. år på ca. 750 tons, som giver en brændsels reduktionspris på kr. pr. år vist figur 15. Figur 15 - Beregning brændselsreduktion Ud fra Røndes kapacitet og med Hals Varmeværks erfaringer om returtemperatur kan Rønde Fjernvarme, hvis de reducerer deres returtemperatur til 33 grader, optimere deres produktion med 10,5 %, ved kondensering. Dette betyder, at effekten stiger med 0,5 MWh pr. tons. Ved samme varmeproduktion som tidligere betyder det en reduktion af halm pr. år på ca tons, som giver en brændsels reduktionspris på Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 41

42 kr. pr år vist figur 16. Figur 16 - Brændselsreduktion hals model Ud fra forudsætningerne om at energiaftalen revideres inden 2015, og kondensering måske kan medtages i energibesparelserne, vil økonomien for en investering kunne opdeles i forskellige teoretiske senarier, som afhænger af flere faktorer, og derfor må tilskrives en usikkerhed. Figur 17 - Beregning af tilbagebetalingstid Beregningerne, som er vist på figur 17, er lavet ud fra beregningsprogrammet. Samling af de aktuelle besparelser viser, at en reduktion af brændsel medfører en reduktion af afgifter. Svovlafgiften forventes reduceret med 100 % på baggrund af kontinuerlig måling, og NOx-afgiften reduceres med brændselsreduktionen, da afgiften ligger på indkøbte tons halm. En udvidelse af anlægget betyder øgede driftsomkostninger, som ligger i elektricitet til pumper og kemikalier til neutralisering af kondensat. En udvidelse af anlægget kræver en investering på ca. 2,5 millioner, som skal tilbagebetales. Tilbagebetalingstiden afhænger af besparelsen, hvis den beregnes uden energibesparelse er tilbagebetalingstiden, som det aktuelt ser ud 8,5 år. Hvis energibesparelsen medtages reduceres tilbagebetalingstiden til ca. 5,6 år, som det aktuelt ser ud i Rønde. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 42

43 Hvis Hals modellen efterlignes og energibesparelsen medtages vil tilbagebetalingstiden kunne reduceres til kun ca. 2,3 år. En investering kontra at betale afgifter giver nye perspektiver for den fremtidige drift. Investeringen vil kunne dække de manglende energibesparelser, så værket opfylder kravene fra energiaftalen Miljø Fra Rønde Fjernvarmes vedtægter: 2.1 Selskabets hovedformål er at etablere og drive kollektiv fjernvarmeforsyning i Rønde og omegn i overensstemmelse med lovgivningen. Der skal sikres en samfundsøkonomisk, herunder miljøvenlig, anvendelse af energi til bygningers opvarmning og forsyning med varmt vand. 22 Ud fra vedtægterne kan det bekræftes, at det fra værkets side er meningen at fjernvarmeforeningens formål er miljøvenlig anvendelse af energi. Vedtægten taler for, at værket skal lave investeringen i kondenseringsanlægget, for at arbejde imod mindre energispild. Beregningerne tidligere i afsnittet om kondenseringsanlægget viser, at energitabet kan sænkes med forventeligt 6,7 10,5 % ved kondensering af røggassen. Vedtægterne taler for, at værket skal investere selv om kravene i energiaftalen ikke ændres, og den økonomiske gevinst ved at investere i kondenseringsanlægget bliver mindre. Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 43

44 6.2.4 Profil Rønde Fjernvarmes overordnede mål er, at man på alle punkter vil være attraktive, som vist figur 18. Figur 18 Rønde Fjernvarmes vision Rønde Fjernvarme ønsker at fremstå miljøbevidste, stabile og professionelle i enhver henseende og overfor alle de kommer i kontakt med. Ved at fremme investeringen i kondenseringsanlægget kan de opfylde deres firmaprofil. Varmeværkets omlægning til kondenseringsanlæg og deres andre projekter, skaber mindre energispild og er med til at opfylde firmaprofilen både for nuværende og kommende andelshavere. 6.3 Fusion Rønde-Thorsager Fusion mellem Rønde og Thorsager Varmeværk kan, vise en række muligheder for optimering eller forenkling af hverdagen og en række opgaver bl.a. omkring administration. På et møde med driftsledere på Rønde og Thorsager varmeværk blev forskellige samarbejdsmuligheder drøftet bl.a. hvordan et samarbejde kan være med til at skabe forbedrede muligheder i forhold til energiaftalen. Samtalen med personalet i Rønde og Thorsager bekræftede, at det kan være svært direkte at se, hvordan en fusion kan hjælpe dem med at overholde kravene, som bliver stillet i energiaftalen På baggrund af interessen for fusion skal de undersøge, hvilke ændringer den giver mulighed for. En fusion kan frigive arbejdsresurser fra ensartede opgaver, fordelt på de to værker. Personalet kan specialiseres til specifikke arbejdsopgaver, efter funktionsprincippet 23, så personalet i stedet for forskellige arbejdsopgaver får mulighed for mere fordybelse, mere kvalificerede løsninger og en bedre intern effektivitet. Administrativt vil det være mere effektivt at have det som en samlet enhed, og dermed f.eks. kunne lave en samlet indberetning i stedet for to separate. En fusion kan ikke direkte være med til at opfylde kravene, som værkerne stilles ifølge energiaftalen, men den kan være med til at effektivisere Af: Nikolaj Kanne Nordqvist Side 44