Feasibility check Gundesbølvej Biogas

Transkript

1 Effektiv udnyttelse af varme fra biogasanlæg (Development of sustainable heat markets for biogas plants in Europe) Project No: IEE/11/025 Gundesbølvej Biogas 2013

2 Udarbejdet af: Jørgen Hinge Teknologisk Institut Kontakt: Kongsvang Alle 27, 8000 Århus C Tlf: jhi@teknolgisk.dk Hjemmeside: Projektets hjemmeside: The BiogasHeat project (Development of sustainable heat markets for biogas plants in Europe) is supported by the European Commission in the Intelligent Energy for Europe Programme. The sole responsibility for the content of this publication lies with the authors. It does not necessarily reflect the opinion of the European Union. Neither the EACI nor the European Commission is responsible for any use that may be made of the information contained therein. The BiogasHeat project duration is from April 2012 to April 2014 (Contract Number: IEE/11/025). November e7

3 Indholdsfortegnelse 1 Indledning 4 2 Anlægsbeskrivelse 4 3 Varmeanvendelse fra den producerede biogas. 5 4 Forslag til forbedret varmeudnyttelse 5 5 Analyse af projektet - økonomi 6 6 Sammenfatning 8 7 English summary 9

4 1 Indledning Projektet BiogasHeat omhandler en mere effektiv anvendelse af varme fra eksisterende og fremtidige biogasanlæg ved: Introduktion af anvendelse af biogasvarmepolitikker i nationalt og EU-regi Indsamling og demonstration af gode praktiske eksempler inden for anvendelsen af biogasvarme Implementering af gennemførlige studier og feltundersøgelser Støtte til projektimplementering Denne rapport omhandler et feasibility check, som er gennemført med henblik på at undersøge mulighederne for at optimere varmeudnyttelsen i biogasprojekter. 2 Anlægsbeskrivelse Biogasanlægget på Gundesbølvej blev etableret i Anlægget behandler ca tons gylle og ca tons mave/tarm affald årligt. Der produceres årligt 2,19 mio m 3 biogas. Biogassen sendes i dag til Hegndal, hvor den anvendes i et motorgeneratoranlæg 960 kw e Salgsprisen for den producerede el er pt 79 øre/kwh det forventes, at denne skal stige til 1,15 kr/kwh. Procesvarme til anlægget produceres på varmepumpe dvs ikke fra den producerede biogas. November e7

5 3 Varmeanvendelse fra den producerede biogas. Biogassen fra anlægget transporteres til Hegndal, hvor det afbrændes i kraftvarmeanlægget dér. Dvs. den producerede varme anvendes til proces- og opvarmningsformål på Hegndal, i det omfang der er behov for det. I sommerperioden er der et betydeligt varmeoverskud, der afblæses i køleanlæg. 4 Forslag til forbedret varmeudnyttelse Opgradering af biogassen til naturgasnettet. Der opstilles og beskrives scenarie for opgradering af biogassen til naturgaskvalitet, således at den kan injiceres på naturgasnettet. Rationalet ift. forbedret varmeudnyttelse er, at ved opgradering og injektion på naturgasnettet forbedres udnyttelsespotentialet. Anvendelsen af gassen i kraftvarmeværker kan tilpasses varmebehovet, således at der ikke i sommerperioden er et varmeoverskud, der skal bortkøles. Til opgradering af biogassen forudsættes etableret et Ammongas opgraderingsanlæg. Driftsomkostninger til installationer på biogasanlægget og rørledning samt opgraderingsanlæg forudsættes afholdt af projektet. November e7

6 5 Analyse af projektet - økonomi I tabel 1 anvendes en række forudsætninger til at beregne til omkostningerne til opgradering af gassen. Tabel 1. Grovanalyse af projektets økonomi Opgradering af biogas Capital costs k 1660 Specific cost of gas piping installed 1) /m 100 route Route length km 7 Piping costs k 700 Additional fees (institutional, ownership rights etc.) 2) k 27 Additional technical equipment (blowers, gas cooling and upgrading plant) 3 ) k 933 Nominal technical parameters Nominal piping diameter (DN) mm 100 Nominal gas velocity m/s 7,0 Nominal gas flow m3/h 198 Nominal heating capacity of transported gas kwt Nominal power for blower and cooling kwe 4,00 Annual energy volumes Volume of biogas sold 4) m3/a GJ/a Operation hours h/a Electricity consumption (blowers, gas cooling) MWh/a 45 Operation costs k /a 376,52 Fixed costs k /a 237,92 Annuity of capital costs 5) k /a 170,92 Maintenance&repair 6) k /a 47,00 Staff 7) k /a 20,00 Variable costs 138,60 Electricity price (for self-consumption) /MWh 80 Electricity costs 8) k /a 3,60 Operation costs upgrading plant k /a 135 Specific costs per m3 upgraded biomethane sold /m3 0,26 Fixed portion 0,17 Variable portion 0,10 Price of natural gas /m3 0,99 Present value of biogas (as biomethane) 9) /m3 0,45 November e7

7 Forudsætninger: 1) Pris gasrør nedlagt: 750 kr/m 2) Adm. udgifter ifm. rørlægning: kr (ansl) 3) Pumper, gasblæsere, opgraderingsanlæg: kr 4) Biogasproduktionen forudsættes uændret til 2,19 mio m 3 årligt 5) Rente 6%; 15år 6) Rep og vedligehold: 5% af kr 7) Arbejdsindsats, drift: 500 timer/år á 300kr 8) MWh á 200kr/MWh 9) Den aktuelle værdi af biogassen brugt til kraftvarmeproduktion dvs. i forrm af elektricitets- og varmesalg (værdien er omregnet til 100% metan) Med de anvendte forudsætninger kan biogassen leveres an naturgasnet til 0,71 Euro/m 3 opgraderet biometan, idet den aktuelle værdi af biogassen (0,45 Euro/m 3 biogas regnet som 100% metan) lægges sammen med omkostningerne til opgradering og alternativ opvarmning (0,48 Euro/m 3 ) Dette skal holdes op mod en naturgaspris på ca 0,99 Euro/m 3 Der forventes ikke at være problemer i forhold til tilladelser eller naboer ved etablering af nye tekniske anlæg, gasledninger mv. Det forudsættes, at der ansættes deltids (500 timer/år) driftspersonale til opgraderingsanlægget. Der skal i givet fald indgås kontrakt om levering af opgraderet biogas til naturgasnettet. Miljø-effekter. Den producerede biometan (opgraderet biogas) kan erstatte naturgas; men da biogassen pt allerede anvendes til kraftvarmeproduktion, vil miljøeffekten være begrænset til den merudnyttelse af varme, der potentielt kan udnyttes, da den opgraderede biogas kan anvendes på tidspunkter, hvor der er brug for varmen. Men da der samtidigt er et større ressourceforbrug i forbindelse med opgradering af biogassen kan der ikke regnes med nogen netto miljø-effekt i form af sparede emissioner. November e7

8 6 Sammenfatning Der er gennemført en grovanalyse af mulighederne for ændring af biogasanvendelsen fra Gundesbølvej Biogasanlæg. Biogassen anvendes i dag til kraftvarmeproduktion på Hegndal, men tænkes i stedet opgraderet og injiceret på naturgasnettet, hvorved der principielt vil kunne opnås en forbedret varmeudnyttelse, idet gassen kan anvendes til kraftvarmeproduktion præcist når der er brug for varmen i et givent fjernvarmenet. Projektet vil indebære etablering og drift af et gasopgraderingsanlæg og en 7 km gastransmissionsledning fra biogasanlægget til naturgasnettet. Med de anvendte forudsætninger kan biogassen leveres an naturgasnet til 0,71 Euro/m3 opgraderet biometan, idet den aktuelle værdi af biogassen (0,45 Euro/m3 biogas regnet som 100% metan) lægges sammen med omkostningerne til opgradering og alternativ opvarmning (0,48 Euro/m3). Dette skal holdes op mod en naturgaspris på ca 0,99 Euro/m 3. Projektet forventes ikke at resultere i reduktion af emissioner, idet biogassen allerede i dag anvendes til kraftvarme, og den eventuelt bedre varmeudnyttelse som potentielt kan opnås ved projektets gennemførelse forventes at modsvare det ekstra ressourceforbrug, der er ved opgradering af biogassen. Såfremt projektet skal bringes frem til et egentligt beslutningsgrundlag anbefales følgende: - Der skal tages kontakt til naturgasselskabet for afklaring af deres interesse i projektet - Der skal indhentes tilbud på alle hardware leverancer til projektet - Data for opgradering af biogassen til biometan skal verificeres November e7

9 7 English summary This feasibility study concerns improved utilization of the heat production from Gundesbølvej Biogasplant. The plant is a farm biogas plant which was established in At present, the biogas is piped to Hegndal to be used in their cogeneration unit with an capacity of 960 kw e is sold directly to the public grid. The rationale in relation to improved heat utilization is that by upgrading and injection into the natural gas grid heat, the use of gas in CHP plants can be adapted to the heat demand, so in the summer, there won t be a surplus of heat that must be cooled. The heat production from the cogeneration is used for process heating and heating the Hegndal farm. Proces heat for the Gundesbølvej Biogas Plant is produced by heat pumps. The project will involve the construction and operation of a biogas upgrading plant and a 7 km gas pipeline from the plant to the natural gas grid With the applied assumptions, upgraded biogas (biomethane) could be delivered to natural gas grid at 0.71 Euro/m3 upgraded biomethane, as the current value of the biogas (0.45 Euro/m3 biogas - calculated as 100% methane) are added together with the cost of upgrading and alternative heating ( 0.48 Euro/m3 ). This is balanced against a natural gas price of approximately 0.99 Euro/m 3. The project is not expected to result in the reduction of emissions, since biogas is already used for cogeneration, and better heat utilization which potentially can be achieved by implementation of the project is expected to offset the additional resources that are used for upgrading the biogas. November e7