Overskudsvarme Hestlund Ikast industri Øst 1106

Transkript

1 Overskudsvarme Hestlund Ikast industri Øst Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 1

2 Udarbejdet af: PKR Forsidefoto: Ikast Industri Øst, Hestlund Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 2

3 Opsummering Generelt om overskudsvarme fra erhverv til fjernvarme Fjernvarme i Ikast Overskudsvarme og afgift Omkostning til el Omkostning til naturgas Varmepumper Energiselskabernes energispareforpligtelser Demotilskud til varmepumper Virksomheder i Hestlund Foamtex Aps Fletco Carpet A/S A/S Ikast Betonvarefabrik DLG Bording Minkfodercentral A.m.b.a Overskudsvarme Foamtex Aps Foamtex produktion Foamtex overskudsvarme Udnyttelse af overskudsvarme med fjernvarmetilslutning Udnyttelse af overskudsvarme uden fjernvarmetilslutning Overskudsvarme Fletco Carpet A/S Fletco Carpet A/S produktion Fletco Carpet A/S overskudsvarme Udnyttelse af overskudsvarme uden fjernvarmetilslutning Udnyttelse af overskudsvarme med fjernvarmetilslutning Konvertering til fjernvarme Årlige energimængder Bilag A. Foamtex fabrikslayout B. Foamtex, sammenhæng mellem TU1 og TU C. Foamtex, overslag Klimadan D. Fletco fabrikslayout Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 3

4 Denne undersøgelse har til formål at redegøre for mulighederne for udnyttelse af overskudsvarme fra virksomheder i Hestlund til fjernvarme. Undersøgelsen er foretaget ved en gennemgang af virksomhederne i industriområdet og en nærmere analyse af de to virksomheder, Foamtex og Fletco, hvor der er lokaliseret et overskudsvarmepotentiale. Resultatet er, at med de nuværende rammebetingelser kan der ikke leveres fjernvarme til referenceprisen på 280 kr./mwh. Derimod vil der på begge virksomheder kunne etableres en intern udnyttelse af en del af overskudsvarmen på en økonomisk attraktiv grundlag og det anbefales at arbejde videre hermed. Konklusionerne i denne rapport vil især kunne ændres hvis rammebetingelserne for anvendelse af eldrevne varmepumper forbedres eller Foamtex udvider produktionstiden så et anlæg vil få flere driftstimer pr. år. Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 4

5 Store dele af Ikast by er forsynet med fjernvarme, fortrinsvis fra det træflisfyrede Knudmoseværk i Herning. Det er planlagt at videreføre transmissionsledningen til Bording langs jernbanen. Herved passeres industriområdet Ikast Øst i Hestlund. Denne undersøgelse skal klarlægge potentialet for overskudsvarme fra industrivirksomhederne til fjernvarme. Figur 1 Ikast & Herning, nuværende fjernvarmeområder (mørkegrønt) og potentielle nye områder (grønt) Den kommende fjernvarmeledning forventes lagt ud for et fremløb på 70 C og et returløb på 40 C. Overskudsvarme kan defineres som: 1 Overskudsvarme er, energimæssigt set, den varme, som ikke kan anvendes yderligere i produktionsprocesserne, når en virksomhed har gjort alt for at energieffektivisere sine processer. Beskatningen af overskudsvarme er balanceret imellem to hensyn: - Dels at sikrer en hensigtsmæssig udnyttelse af overskudsvarme. - Dels at sikrer sig imod egentlig produktion af overskudsvarme i ulige konkurrence med den almindelige varmeproduktion. 1 Energistyrelsens rapport Virksomhedsrentable udnyttelse af overskudsvarme, samt afdækning af evt. potentiale, januar Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 5

6 Overskudsvarmeafgift pålægges en varmemængde, der genbruges til rumvarme eller fjernvarme efter første at være brugt i en proces. Overskudsvarmeafgiften er tænkt at modsvare den manglende afgift, som ellers skulle være betalt for rumvarmen. Ved intern anvendes af overskudsvarme betales der kun afgift om vinteren og i 2015 er afgiften på 50 kr./gj. Ved salg af overskudsvarme til fjernvarme skal der maksimalt betales 33% af vederlaget i afgfit. For varme leveret fra en varmepumpe skal der kun betales overskudsvarmeafgift for varmeandelen, der overstiger tre gange elforbruget (COP > 3): Effekt til afgiftberegning = (1 3 ) x varmeeffekten ud af varmepumpen COP Omkostning til el er sammensat af - Elpris (betaling til el-handelsselskab) - Transportbetaling (betaling til Energinet.dk og distributionsselskab) - Elafgift - PSO (betaling til VE-forpligtelse mv.) Elafgiften er afhængig af hvad strømmen bruges til hvor - Proces (til produktionsanlæg mv.) - Rumvarme (til varmepumper for produktion af varme / fjernvarme) - Andet (til andet erhvervsbrug som eksempelvis butikker) El [kr./mwh] Proces Rumvarme Andet Elpris Transportbetaling Elafgift PSO Elomkostning i alt Figur 2 Eksempel på elomkostning for en virksomhed Mens elpris er bestemt af forbrug og handelsmåde er transportbetaling afhængig af hvilket netselskab der håndterer leverancen i kombination med ved hvilken spænding strømmen leveres. Elafgifter er 2015 satserne. PSO betalingen fastsættes år for år og er det forventede gennemsnit for erhverv i Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 6

7 PSO 18% Elpris 29% Elafgift 33% Transport -betaling 19% Figur 3 Fordeling af elomkostningen til varmepumpedrift jfr. figur 2 Med en naturgaspris på 2,98 kr./m 3 har Foamtex & Fletco i 2015 følgende energiudgifter: Naturgas [kr./mwh] Proces Rumvarme Køb & transmission Energiafgift CO 2 afgift NOx afgift 4 4 Omkostning i alt Figur 4 Energiudgifter ved naturgas Varmepumpens virkningsgrad, COP en, er betinget af temperaturdifferencen mellem den temperatur som varmen og kulden afleveres ved eller mere præcist temperaturerne i varmepumpens fordamper og kondensator. Et varmepumpeprojekts økonomi forbedres i takt med at temperaturdifferencen mindskes. Derfor kan ændringer i de omkringlæggende anlæg for at ændre temperaturforudsætningerne nogle gange være billigste vej til en bedre projektøkonomi. Energispareforpligtelserne for energiselskaberne kan udløse betydelige investeringstilskud ved slag af rettighederne til besparelserne. I mange varmepumpeprojekter vil det være betydelige og afgørende beløb for projekterne. Udfordringen med at finde besparelser bliver større for energiselskaberne, da de lavest hængende frugter er taget. Dette vil give pres på priserne, og det må formodes, at prisniveauet vil være stigende, men i denne rapport tages udgangspunkt i det nuværende niveau på 420 kr. / MWh. Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 7

8 En tilskudsmulighed er at søge tilskud fra Energistyrelsens Demonstrationsprogram for store eldrevne varmepumper i fjernvarmen hvor det er muligt at få 40% i investeringstilskud, dog maksimalt 1,5 mio. kr. pr. MW varmeeffekt. Dette forudsætter at projektet realiseres mens der ordningen findes og betingelserne kan accepteres. I ordningen ydes tilskud til omstilling af procesenergi fra fossilt brændsel til vedvarende energiformer eller fjernvarme. For større virksomheder gives 45% i investeringstilskud og for mindre virksomheder mere. Der ydes ikke tilskud til rumvarme. Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 8

9 Figur 5 Virksomheder i Hestlund Foamtex er virksomhed der er specialiseret i bagsidebelægning, farvning, topskæring og imprægnering af gulvtæpper. Virksomheden råder over m² bygninger langs Mads Clausens Vej. Vedrørende overskudsvarme se afsnit 3. Konvertering til fjernvarme er muligt for rumvarmeandelen. Fletco blæser og tvinder garn. Af garnerne væves og tuftes gulvtæpper. En del af produktionen trykker og bagsidebelægger virksomheden selv. Vedrørende overskudsvarme se afsnit 3. Konvertering til fjernvarme er muligt for rumvarmeandelen. IBF støber belægningssten, betontagsten, afløbsrør og brøndgods m.v. samt fremstiller fabriksbeton på anlægget i Hestlund. Bygningerne ligger spredt langs F. L. Smidts Vej for at give plads til de forholdsvis store lagerpladser for hver produktion liter let fyringsolie (bygninger mod nordøst) m 3 naturgas m 3 træpiller (fabriksbetonanlægget) m 3 flis, hovedsageligt fra kasserede paller, der flises på pladsen kwh til el radiatorer i kantine og kontorer. Da der ikke er overskudsvarmekilder til rådighed behandles IBF ikke mere i denne undersøgelse. Konvertering til fjernvarme kan højst komme på tale ved den oliefyrede del. DLG driver en Land & Fritid butik i Hestlund. Der er ingen procesaktiviteter på stedet og derfor kun rumopvarmning og i 2014 blev der hertil brugt: liter let fyringsolie. Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 9

10 kwh til 2 stk. luft/luft varmepumper. Da der ikke er overskudsvarmekilder til rådighed behandles DLG ikke mere i denne undersøgelse. Konvertering til fjernvarme kan være en mulighed. Bording Minkfodercentral fremstiller foder til medlemmernes minkfarme. Årligt gasforbrug Nm 3. Den primære anvendelse er til opvarmning af siloanlæg og optøning, hvor restvarmen går tilbage i kedel, samt til produktion af damp til rengøringsformål hvor restvarmen ledes til kloak med skyllevandet. Årligt elforbrug KWh. Anvendes primært til køleformål og til produktionsanlæg med elmotorer m.m. samt en mindre del til luftkompressorer. Restvarme fra kølemaskiner opsamles til anvendes i gulvvarmesystemer til bl.a. optøning og rumvarme, såvel sommer som vinter. Produktionen kører hele året, men med spidslast i perioden Virksomheden har: - 2 siloer a ca. 35 tons indhold opvarmet med damp til 95 C - 2 siloer a ca. 35 tons indhold opvarmet med hedtvand til 95 C Eneste ikke genanvendte ressource der iflg. driftslederen er, rumvarme fra kølemaskine og kompressorrum, og bortledt damp/kondens i kloaksystem. Bording minkfodercentral har vurderet at mængderne er for små til at deltage i undersøgelsen. Konvertering til fjernvarme er ikke muligt med temperaturkravene til siloerne. Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 10

11 Foamtex farver, topskærer og bagsidebelægger gulvtæpper. Især bagsidebelægningen er meget energi krævende, da det meste af produktionen er med en vandbaseret latex. Den mest oplagte kilde til overskudsvarme er hovedovnen, hvorfra der udsuges ca m 3 /time. Virksomheden er i drift 3124 timer pr. år, men tidsrummet hvor der er varme i afkastene udgør ca timer om året. I en krydsveksling bruges den udsugede luftmængde til forvarmning af den indadgående luftstrøm. Figur 6 Luftskifte i ovn. TU1 (71,8 C) er temperatur i afsugningen fra ovnen og TU2 (43,9 C) er temperaturen efter krydsvekslingen. Disse temperature ændres hele tiden. Svingningerne i temperaturene illustreres af nedenstående figur med TU2 over en uge. I timerne med varme i afkastet varierer temperaturen mellem 40 C og 90 C. Der findes ikke registrering af fordelingen af timer med de forskellige temperaturer. Derfor bliver det et skøn med temperaturfordelingen mellem timerne. På samme måde er luftens fugtindhold ikke kendt. Figur 7 Temperatur i TU2 (efterkrydsveksling) fra den 7. til den 14. april 2015 Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 11

12 Luftens enthalpi indhold kan dermed variere betydeligt, men med en konservativ vurdering af gennemsnitlig temperatur og fugtighed vil den tilgængelige energimængde kunne antages at være 750 kw. Især i den varme halvdel af året vil energimængden være betydelig større, men i forhold til afsætning af overskudsvarme, vil det være mere retvisende at se på det tidsrum hvor temperaturniveauet i afkastet er lavest. Den tilgængelige energimængde er også afhængig af hvor meget afkastluften afkøles. En mindre afkøling vil give en højere COP på et varmepumpeanlæg, men til gengæld bliver varmeeffekten mindre og dermed vil der også være en mindre mængde til at berettige anlæggelse af fjernvarmeledninger i Hestlund. Den valgte løsning fremgår af bilag C, overslag fra Klimadan. For vurdering af projektøkonomien i udnyttelsen af overskudsvarmen regnes med en referencepris på 280 kr./mwh. Udgiften til eget varmeforbrug er 506 kr./mwh jfr Den årlige varmeproduktion er på MWh hvoraf eget forbrug udgør 214 MWh. Da COP for varmepumpeanlægget skal over 5,2 for at den direkte el-omkostning kommer under 280 kr./mwh kan det straks fastslås, at til den pris kan projektet ikke realiseres. Derfor vendes regnestykket om og der beregnes hvilken pris kan fjernvarmen produceres til. Investering kan opgøres således: TBT kr. Veksler & varmepumpeanlæg Installationer & byg. arbejder Omkostninger Brutto investering Salg af besparelse Nettoinvestering Figur 8 Investering for Foamtex Første år energibesparelse udgør MWh og prissat til 420 kr./mwh giver det et tilskud til projektet på 0,76 mio.kr. Det forudsættes at Foamtex skal have tilbagebetalt investeringen på tre år. Dette vil med føre følgende fjernvarmepriser: kr. / MWh Figur 9 Varmepriser i alt De første tre år 915 Følgende år 332 Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 12

13 MWh Kr./MWh kr. Besparelse, eget forbrug Fjernvarmesalg El-omkostning Vedligehold Overskudsvarmeafgift Afskrivning & intern rente Driftspåvirkning ~0 Figur 10 Årlig driftspåvirkning de første tre år MWh Kr./MWh kr. Besparelse, eget forbrug Fjernvarmesalg El-omkostning Vedligehold Overskudsvarmeafgift Driftspåvirkning ~0 Figur 11 Årlig driftspåvirkning fra år fire og fremad Til vurdering af følsomheden skal nævnes at lige godt halvdelen af varmeprisen udgøres af afgifter og PSO: Overskudsvarmeafgift 6% PSO 16% Elafgift 29% Vedligehold 6% Elpris 26% Som nævnt i afsnit 1.7 kan der søges et tilskud fra Energistyrelsens Demonstrationsprogram for store el-drevne varmepumper i fjernvarmen på maksimalt 40% svarende til 1,31 mio. kr. og dette vil reducere fjernvarmepriserne til 748 kr./mwh de første tre år og derefter 332 kr./mwh efterfølgende. Transportbetaling 17% Figur 12 Varmeprisens bestanddele fra år fire Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 13

14 Det skal bemærkes at dette er virksomhedens regnestykke. Da der jfr. afsnit 4.4 er tvivlsomt om der i det hele taget kan sælges fjernvarme i Hestlund, så er der kun afsætning af overskudsvarme til at retfærdiggøre etablering af et lokalt net i Hestlund. En alternativ løsning kunne være at aflevere energien ved lavere temperatur ved enten shuntning i fremløb eller opvarmning af returløbet. Løsningen vil have en negativ effekt på Knudmoseværk, da det vil forringe virkningsgraden ved træflisfyring. Uden fjernvarmetilslutning kan det være relevant at se på et projekt hvor der fokuseres på at erstatte gasforbruget til rumopvarmning på 214 MWh/år. Herved kan toppen af overskudsvarmen udnyttes og derved vil udgiften pr. MWh blive lavere. Med en passende akkumuleringsbeholder kan perioderne uden overskudsvarme også dækkes. Økonomien i et sådan projekt må forventes at være god, men kræver en nærmere granskning af temperaturforholdene. Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 14

15 Fletco blæser og tvinder garn. Af garnerne væves og tuftes gulvtæpper. En del af produktionen trykker og bagsidebelægger virksomheden selv. Til blæsning af garn anvendes trykluft, og fra kompressorerne genanvendes varmen til opvarmning af bygningerne. I trykkeriet tørres farven i en gasfyret ovn, og fixeres i en elopvarmet fixerovn. Årligt gasforbrug (2014) er m 3, hvoraf m 3 går til rumvarme, som vil være muligt at konvertere til fjernvarme. Procesgasforbruget forventes at stige med 15% om året, mens rumvarmedelen kun forventes at varierer med graddagene. Overskudsvarmen stammer fra kompressor, som er placeret ved kedel. Driftstiden for kompresserne er timer pr. år. Den årlige energimængde er 175 MWh forholdsvis jævnt fordelt over driftstiden. Energien findes på vandform ved C. Denne energimængde kan udnyttes både med og uden fjernvarmetilslutning. Med 60 C vand er det muligt både at opvarme og lave varmt brugsvand. Udfordringen vil være at der ikke altid er behov for energien når den er til stede og varmesystemet har virket med højere temperatur før og derfor vil kunne have problemer ved en lavere fremløbstemperatur. Opvarmningsbehovet var 424 MWh i 2014 og derfor skal gasfyret stadig anvendes. En løsning kan være en varmebeholder til opsamling og en mindre fordeling over tid af energien fra kompresserne. Dette skal sandsynligvis kombineres med en opgradering af varmesystemet for kompensation for den lavere temperatur. Det vurderes at 80% af overskudsvarmen kan nyttiggøres, men det kræver en nærmere opdeling af behovet for varme og brugsvand hen over året. Overskudsvarmeafgiften betales som sagt kun for den del der udnyttes i vinterhalvåret og dette er skønnet til 85 MWh. Hermed fås følgende udgifter: RUMVARME Nuværende udgift Kommende udgift MWh kr. MWh kr. Naturgas à 506 kr./mwh Overskudsvarmeafgift Udgift Figur 13 Energiudgifter til rumvarme Samlet en årlig besparelse på kr. Den samlede nødvendige investering i varmesystemet vurderes til maksimalt kr. Ved gennemførelse af dette projekt vil rettighederne til første års energibesparelse kunne sælges. Da tilbagebetalingstiden ikke må komme under 1 år herved, er værdien sat til 320 kr. / MWh, hvilket ligger under markedsprisen på omkring 420 kr./mwh. Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 15

16 INVESTERING & TBT kr. Investering Salg af besparelse (140 MWh à 320 kr.) Nettoinvestering Årlig besparelse Tilbagebetalingstid [år] 1,01 Figur 14 Investering & tilbagebetalingstid For virksomheden vil det altid være den bedste forretning selv at udnytte energien. Ved en fjernvarmetilslutning vil den overskydende varme kunne sælges og fjernvarme vil kunne erstatte resten af rumvarmebehovet. RUMVARME Nuværende udgift Kommende udgift MWh kr. MWh kr. Naturgas à 506 kr./mwh Overskudsvarmeafgift Fjernvarmesalg à 280 kr./m Fjernvarme à 335 kr./mwh Overskudsvarmeafgift,33% Udgift Figur 15 Rumvarme økonomi ved fjernvarmetilslutning I dette regnestykke mangler arealafgiften for fjernvarme på 15 kr./m 2. Det afgiftspligtige areal er ikke fastsat, men skal der være forretning i det for virksomheden, må denne udgift ikke være ret stor før end en tilslutning ikke kan betale sig i forhold til løsningen med udnyttelse af overskudsvarme uden fjernvarmetilslutning. Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 16

17 Fjernvarmegrundlaget i Hestlund kan vurderes ud fra hvad der maksimalt kan konverteres fra de nuværende virksomheder. Nuværende Mængde MWh Foamtex Aps naturgas m Fletco Carpet A/S naturgas m A/S Ikast Betonvarefabrik fyringsolie l 491 DLG fyringsolie l 36 DLG el kwh 11 Bording minkfodercentral A.m.b.a Figur 16 Hestlund, fjernvarmegrundlag Fjernvarmegrundlag: Den reelle tilslutning kan nemt blive betydelig mindre. Der er nogle få ejendomme omkring erhvervsområdet, men disse vil ikke have nogen særlig betydende varmeaftag. Afsætning af fjernvarme ligger uden for denne undersøgelse og behandles derfor ikke. Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 17

18 Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 18

19 Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 19

20 C. Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 20

21 Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 21

22 Overskudsvarme / Ikast Værkerne A/S 22