PROJEKTFORSLAG FOR FJERNVARMEPRODUKTION PÅ BIOFOS SPILDEVANDSANLÆG I HVIDOVRE

Transkript

1 Til BIOFOS Dokumenttype Projektforslag Dato Februar 2015 PROJEKTFORSLAG FOR FJERNVARMEPRODUKTION PÅ BIOFOS SPILDEVANDSANLÆG I HVIDOVRE

2 PROJEKTFORSLAG FOR FJERNVARMEPRODUKTION PÅ BIOFOS SPILDEVANDSANLÆG I HVIDOVRE Revision 1 Dato Udarbejdet af AD Kontrolleret af LUB Godkendt af Beskrivelse LEHL Projektforslag for fjernvarmeproduktion på BIOFOS Ref Projektforslag for fjernvarmeproduktion på BIOFOS Rambøll Hannemanns Allé 53 DK-2300 København S T F

3 FJERNVARMEPRODUKTION PÅ BIOFOS SPILDEVANDSANLÆG I HVIDOVRE INDHOLD 1. Resume 1 2. Indledning Formål Plangrundlag Organisation Forundersøgelser Kort Samarbejde med AHF Arealafståelse og servitut Myndigheder Forhold til anden lovgivning Normer og standarder 2 3. Anlægsbeskrivelse Anlæggets hoveddisposition Udstrækning Kapacitet og belastningsforhold Forsyningssikkerhed Tekniske specifikationer Dimensionering Materialevalg og konstruktionsprincipper Projektets gennemførelse Tidsplan Anlægsudgifter Finansiering 6 4. Vurdering af projektet Redegørelse for BIOFOS planer Driftsforhold Samfundsøkonomi Projektforslaget med basisforudsætninger Selskabsøkonomi for projektet Selskabsøkonomi for HMN 8 5. Brugerforhold 8

4 FJERNVARMEPRODUKTION PÅ BIOFOS SPILDEVANDSANLÆG I HVIDOVRE TABEL- OG FIGURFORTEGNELSE Tabel 3-1 Samfundsøkonomi... 8 Figur 2-1 Principskitse af fjernvarmetilslutningen... 3 Figur 2-2 Kortbilag over ledningstrace... 4 Figur 2-3 Årlige energistrømme... 5 BILAG Bilag 1 Kortbilag Bilag 2 Beregninger, Resume

5 SIDE 1 AF RESUME BIOFOS anmoder hermed Hvidovre Kommune om at behandle og godkende dette projektforslag i henhold til bekendtgørelse nr. 566 af 2. juni 2014 om godkendelse af projekter for kollektive varmeforsyningsanlæg (Projektbekendtgørelsen). BIOFOS er i gang med en ombygning af slambehandlingsanlægget, så det bliver mere energieffektivt og miljøvenligt. Det åbner nogle muligheder for energiforsyningen i området, herunder at udveksle varme med Avedøre Holme Fjernvarme (AHF), som har en distributionsledning tæt ved BIOFOS. Hvis der etableres en forbindelse mellem denne distributionsledning og BIOFOS s anlæg, vil BIOFOS efter ombygningen være i stand til at levere overskudsvarme til AHF fra slamforbrændingen i nogle perioder og bruge varme til opvarmning af slammet i andre perioder, hvorved BI- OFOS sparer naturgas til opvarmning. BIOFOS og AHF er enige om, at man ved at etablere en tilslutning med 3 rør vil være i stand til at udveksle varme på en særlig energiøkonomisk måde. BIOFOS kan i nogle perioder levere varme til AHF til fremløbsledningen ved 160 C, så de øvrige forbrugere kan få tilstrækkelig høj temperatur. Desuden vil BIOFOS være i stand til at udnytte restvarmen i returvandet i AHF s net ved at afkøle det yderligere, når BIOFOS skal bruge varme til at opvarme slammet. Varmeproduktionen fra BIOFOS tilvejebringes ved at udnytte overskudsvarme via en veksler. Tilslutningen med 3 rør og varmeveksler er omfattet af Projektbekendtgørelsen, hvorimod selve ombygningen på BIOFOS ikke er omfattet af bekendtgørelsen. Den samlede energimæssige konsekvens af tilslutningen er følgende: Der spares fyringsolie hhv. naturgas til produktion af MWh MWh Der produceres fjernvarme ved 160 C MWh Der forbruges fjernvarme ved 70 C MWh Direkte besparelse ved at gennemføre projektet MWh Samlet set betyder samkøringen med AHF, at bortkølingen af spildvarme på BIOFOS dermed mindskes med MWh. Desuden har det betydning, at varmen til AHF leveres ved 160 C, medens der forbruges lavværdig varme ved 70 C. Derved vil AHF få mulighed for at opnå en yderligere brændselsbesparelse på lang sigt. De samlede investeringer, der afholdes af BIOFOS, er 5 mio. kr, og den samfundsøkonomiske forrentning er 14 %, hvilket er markant mere end kravet på 4 %. Der er skitseret en aftale, hvor BIOFOS investerer hele beløbet og får tilbagebetalt investeringen i løbet af 5 år, medens AHF uden at investere får en mindre fordel ved at øge aftaget ved lav temperatur og ved at varmen fra BIOFOS erstatter alternativ varmeproduktion ved høj temperatur.

6 SIDE 2 AF INDLEDNING 2.1 Formål BIOFOS anmoder hermed Hvidovre Kommune om at behandle og godkende dette projektforslag i henhold til bekendtgørelse nr. 566 af 2. juni 2014 om godkendelse af projekter for kollektive varmeforsyningsanlæg (Projektbekendtgørelsen). Formålet er at udnytte overskudsvarme fra slamforbrændingsprocessen, i perioder med overskudskapacitet og samtidig udnytte lavtemperaturfjernvarme som procesenergi til forvarmning af slammet i perioder med underskudskapacitet samt til rumvarme. BIOFOS udveksler således varme med Avedøre Holme Fjernvarme (AHF) således, at BIOFOS leverer varme ved høj temperatur (ved ca. 165 C) til AHF i nogle perioder og modtager lavtemperaturvarme fra AHF til opvarmning og procesformål (ved ca. 70 C) i andre perioder hhv. samtidigt. Produktionen af overskudsvarme og forbrug af varme til opvarmning er således principielt omfattet af Projektbekendtgørelsen, medens forbrug af varme til procesformål ikke er omfattet. 2.2 Plangrundlag Spildevandsrensningsanlægget er beliggende i et område, der ikke er omfattet af et godkendt projektforslag for opvarmning. 2.3 Organisation Bygherre er BIOFOS i samarbejde med AHF. 2.4 Forundersøgelser Kort Der vedlægges kortbilag 1 over området, hvor de områder og ledninger, som er omfattet af projektforslaget, er markeret Samarbejde med AHF BIOFOS har drøftet projektforslaget med AHF, som ser positivt på projektet. BIOFOS og AHF er i fælleskab kommet frem til, at en sammenkobling med 3 rør til en eksisterende brønd i AHF s fjernvarmesystem tæt ved BIOFOS er den bedste løsning Arealafståelse og servitut Det påregnes, at fjernvarmeledningerne etableres på offentlige arealer og på BIOFOS område. Derfor påregnes ikke, at ledningerne skal deklareres på de berørte matrikler. Indledende undersøgelser har vist, at stikledningen fra AHF s ledning til BIOFOS skal krydse flere højspændingsledninger med store afstandskrav. Hvis ledningerne skal krydses under jorden må det således blive via en ca. 5 m dyb gennempresning, som vil fordyre projektet væsentligt. Derfor forudsætter projektforslaget, at krydsningen af vejen og kanalen, der forløber langs vejen, kan ske med en ledning over terræn. Denne tænkes udført med en rørføring i en passende afstand over vejens fritrumsprofil med, eksempelvis med et selvbærende foringsrør for hvert af de isolerede medierør. Denne konstruktion svarer til rørføringen fra H.C. Ørstedværket, evt. med en blå farve, der svarer til den store rørføring fra Avedøreværket. 2.5 Myndigheder Forhold til anden lovgivning Intet af bemærke Normer og standarder Projektet udføres efter DS/EN Beregning og udførelse af præisolerede faste rørsystemer for fjernvarme og andre relevante normer og standarder.

7 SIDE 3 AF ANLÆGSBESKRIVELSE 3.1 Anlæggets hoveddisposition I referencen uden fjernvarmetilkobling vil BIOFOS: 1) etablere en hedtolieveksler til procesvarme og til opvarmning af bygningerne, når slamforbrændingsovnen er i drift, og 2) ombygge den oliefyrede kedel til naturgas, så den med den billigere naturgas kan levere procesvarme og rumvarme, når ovnen ikke er i drift Udstrækning Projektforslaget bygger videre på referencen, idet hedtolieveksleren i stedet kobles til fjernvarmen, medens der etableres en fjernvarmeveksler, som leverer al procesvarmen og rumvarmen. Hedtolieveksleren benævnes eksportveksler, og fjernvarmeveksleren benævnes importveksleren. BIOFOS og AHF er enige om at etablere følgende udformning af fjernvarmeopkoblingen mellem AHF og Rensningsanlægget Avedøre: Produktion af højtemperaturfjernvarme: Fjernvarme returvandet opvarmes i en veksler til 165 C med overskudsvarme fra en hedtoliekreds ved 210 C og pumpes ind i fremløbet på AHF s fjernvarmenet (med rød ledning). Forbrug af lavtemperaturfjernvarme: Fjernvarme returvandet i AHF s fjernvarmenet ved ca. 70 C (hhv. op til ca. 100 C om sommeren) forsyner Rensningsanlæggets egen centralvarmekreds (med grøn ledning), som opvarmes til C, hvorved returvandet nedkøles til ca. 50 C og pumpes tilbage i returledningen (med blå ledning). DN 150 DN 150 DN C C C DN 125 DN 65 Eksport- Importveksler veksler DN C maks. ca. maks. ca. 50 C 1500 kw 1500 kw DN 100 Hedtolie 210 C 45 C centralvarme fjernvarme Figur 3-1 Principskitse af fjernvarmetilslutningen De 3 rør, der skal forbinde Rensningsanlægget med AHF, tilsluttes i en eksisterende fjernvarmebrønd, VB 23, på hjørnet Kanalholmen/Kystholmen, hvorefter de krydser vejen, grøften og VEKSfjernvarmeledningen. Den resterende trace forløber på spildevandscentrets matrikel. Her skal der yderligere krydses en procesledning.

8 SIDE 4 AF 10 Det første afsnit består af 3 ledninger, DN 125/100/65, og forløber fra fjernvarmebrønden hen til slamforbrændingsbygningen. Det andet afsnit består af en dobbeltledning, DN 100, og forløber derfra videre til varmecentralen. Figur 3-2 Kortbilag over ledningstrace Kapacitet og belastningsforhold Der installeres følgende kapaciteter ved tilslutningen: Produktion af overskudsvarme til AHF fra hedtvandsveksleren: 1,7 MW Forsyning med fjernvarme til proces og opvarmning fra ny veksler 2,0 MW Den årlige varmebalance for projektforslaget og referencen ses af nedenstående figur 2-3: Konsekvensen ved at etablere projektforslaget er således, alt andet lige, at der spares følgende energi ved projektet i forhold til referencen indenfor BIOFOS s grænser: Der spares fyringsolie hhv. naturgas til produktion af MWh MWh Der produceres fjernvarme ved 160 C MWh Der forbruges fjernvarme ved 70 C MWh Direkte besparelse ved at gennemføre projektet MWh Energibesparelsen på rensningsanlægget på MWh medfører samlet set, at bortkølingen af spildvarme mindskes med MWh. Den samfundsøkonomiske energibesparelse i form af brændsel er imidlertid lidt mindre, da en væsentlig del af fjernvarmen er produceret som kraftvarme. Dog vil effektiviteten af lavtemperaturfjernvarme på længere sigt være højere end effektiviteten af højtemperaturfjernvarme. Der tages højde for disse forskelle samt for brændselspriserne i den samfundsøkonomiske analyse.

9 SIDE 5 AF 10 Nuværende situation bortkøling slam MWh/a forbrænding biogas MWh/a varmesystem fyringsolie MWh/a Eksport El MWh/a Eget forbrug Varme MWh/a El MWh/a Import El MWh/a Reference-variant bortkøling slam MWh/a forbrænding fyringsolie MWh/a varmesystem Eget forbrug Varme MWh/a El MWh/a Import El MWh/a biogas MWh/a Eksport biogas MWh/a Fjernvarme-variant slam MWh/a forbrænding Eksport Fjernvarme MWh/a Varme MWh/a Eget forbrug Import Fjernvarme MWh/a El MWh/a Import El MWh/a biogas MWh/a Eksport biogas MWh/a Figur 3-3 Årlige energistrømme

10 SIDE 6 AF Forsyningssikkerhed Fjernvarmen til AHF produceres dels med et udtag fra Avedøreværket, dels med AHF s egen oliefyrede spids- og reservelast central. AHF har mulighed for at tilrettelægge driften af nettet således, at der altid strømmer returvand forbi tilkoblingspunktet, hvorfor det vil være muligt at efterafkøle returvandet i normal drift. Hvis det i fremtiden viser sig, at der bliver problemer med at levere nok kapacitet på denne måde, vil der kunne etableres et stik til fremløbsledningen med reguleringsventil i fjernvarmebrønden. Derved vil der altid kunne leveres varme ved den ønskede temperatur uanset flow og temperatur i returledningen ved at blande fremløbsvand og returvand som i et normalt. Det er afgørende for Spildevandsanlægget, at hedtoliekredsen kan nedkøles. I tilfælde af, at fjernvarmeforsyningen afbrydes, vil kølingen ske med det eksisterende køleanlæg, der bevares til nødkøling. 3.2 Tekniske specifikationer Dimensionering Vekslere og fjernvarmeledninger dimensioneres således, at den røde ledning er en hedtvandsledning og de øvrige er varmtvandsledninger (maks. 130 ). Der etableres hurtiglukkerventil som sikkerhed for, at temperaturen i varmtvandsledningerne ikke oversiger 110 C Materialevalg og konstruktionsprincipper Ledningsnettet udføres i et præisoleret rørsystem, der lever op til kravene i EN 253. Den ene ledning designes til 160 C (hedtvand). De to andre til maksimalt 130 C (varmtvand) 3.3 Projektets gennemførelse Tidsplan Tidsplanen anslås til følgende: Februar 2015 Februar 2015 April 2015 April 2015 Projektforslag sendes til Hvidovre Kommune Projektforslag behandles og sendes i høring Projektforslag godkendes Tidligste Projektstart for den del, der er omfattet Anlægsudgifter Anlægsudgifterne er i prisniveau 2015 og ekskl. moms anslået til Importveksler til at levere procesvarme og rumvarme Fjernvarmestikledning med 3 rør og tilslutning til begge vekslere I alt ekstra investering i forhold til referencen 1,0 mio.kr 4,4 mio.kr 5,4 mio.kr Finansiering Alle investeringer finansieres af BIOFOS.

11 SIDE 7 AF VURDERING AF PROJEKTET 4.1 Redegørelse for BIOFOS planer Rensningsanlægget bruger varme både til procesformål (ca MWh/a), og til rumopvarmning, varmtvand og dækning af varmetab (i alt ca MWh/a). I den nuværende situation produceres hovedparten af denne varme på et gasmotoranlæg, mens spids- og reservelast produceres på BIOFOS s egne oliekedler. På rensningsanlægget forbrændes spildevandsslam i en speciel forbrændingsovn. Den genererede varme udnyttes ikke, men køles bort. BIOFOS ønsker at ombygge varmesystemet på rensningsanlægget. Den vigtigste ændring er at udnyttelse den på anlægget producerede biogas, der hidtil er blevet brugt til at drive gasmotoranlægget. Fremover vil gassen blive eksporteret til selskabet HMN Naturgas, der opgraderer den til naturgaskvalitet og spæder den ind i naturgasnettet. Dermed udgår den vigtigste varmeproduktionsenhed på anlægget (gasmotor-anlægget), og der skal sørges for erstatning til det. En del af varmebehovet vil blive sparet ved varmegenvinding ved lav temperatur. Det resterende varmebehov, der er i størrelsesorden MWh/a, kan dækkes på to forskellige måder: 1. Uden fjernvarme-opkobling: Det resterende varmebehov dækkes med varme fra slamforbrænding (ca MWh/a) og med varme produceret på de eksisterende oliekedler (ca MWh/a). 2. Med fjernvarme-opkobling: Det resterende varmebehov dækkes komplet med fjernvarme. Samtidigt eksporteres al varme fra slamforbrænding til fjernvarmenettet (ca MWh/a). Dermed fås på årsbasis de energibalancer vist på figur 2-3 for de 3 alternativer: a) Den nuværende situation b) Referencen uden fjernvarme c) Projektforslaget med fjernvarme Det er således ikke relevant i dette projektforslag at vurdere skridtet fra a til b, da det gennemføres af BIOFOS og HMN Naturgasnet uanset, om der etableres tilslutning til fjernvarmen eller ej. Projektforslaget, der skal behandles af Hvidovre Kommune, omfatter alene skridtet fra b til c. For BIOFOS er hele projektet imidlertid vigtigt for at realisere den overordnede målsætning om effektivitet og bedre miljø. 4.2 Driftsforhold BIOFOS vil drive anlægget for at udveksle varme alt afhængig af behovet og mulighederne på BIOFOS. AHF vil sikre, at returvandet cirkulerer forbi tilslutningsanlægget, således at BIOFOS kan forsynes med varme fra returledningen med høj sikkerhed. Det er en fordel for AHF, at BIOFOS dermed reducerer returtemperaturen, da AHF derved sparer varmetab og vil kunne producere varmen mere fordelagtigt. 4.3 Samfundsøkonomi Projektforslaget med basisforudsætninger De samfundsøkonomiske beregninger er baseret på Energistyrelsens forudsætninger, april 2011 med ændrede forudsætninger af december 2014.

12 SIDE 8 AF 10 Projektforslagets samfundsøkonomiske analyse tager udgangspunkt i, at den nuværende produktion til AHF består af varme fra et kraftvarmeudtag ved høj temperatur, som suppleres med varme fra AHF s spidslastcentral. Denne central er i dag fyret med fuelolie, men der tages hensyn til, at den frem over vil være forsynet med naturgas. Det antages tilsvarende, at den oliefyrede kedel på BIOFOS i referencen ville være konverteret til naturgas. Desuden tages hensyn til, at kraftvarme ved lav temperatur er mere energieffektiv end kraftvarme ved høj temperatur og det antages, at AHF indenfor 10 år vil få varme ved lav temperatur produceret med mere effektiv lavtemperatur kraftvarme. Med disse forudsætninger fås en samfundsøkonomisk besparelse på 10 mio.kr. og en intern forrentning på 14 %, hvilket er markant mere end kravet på 4 %. Tabel 4-1 Samfundsøkonomi Samfundsøkonomi Produktionsomkostninger projektforslag minus reference beregn. Priser Højtemperatur KV til højtemperatur fjv kr Højtemperatur AHF gaskedel til højtemperatur fjv kr Lavtemperatur KV til lavtemperatur fjv kr Højtemperatur KV til lavtemperatur fjv kr Lavtemperatur AHF gaskedel til lavtemperatur fjv kr Sparet naturgaskedel på BIOFOS 1000 kr I alt prod. Omk. projekt minus refeverence 1000 kr Invest., i beregningspriser inkl. scrapværdi 1000 kr Omkostninger projekt minus reference 1000 kr Samfundsøkonomisk gevinst ved projektforslag 1000 kr Intern forrentning af projektforslaget % 14% 4.4 Selskabsøkonomi for projektet Selskabsøkonomien for projektet er vurderet på grundlag af foreløbig aftale mellem BIOFOS, hvorved BIOFOS betaler alle investeringer og afregner nettovarmeleverancen til AHF til den variable pris. Denne pris svarer stort set til en kalkuleret varmepris baseret på investeringerne i fjernvarmetilslutning samt en andel af den fælles investering i vekslere. Med denne forudsætning er BIOFOS s merinvestering i fjernvarmetilslutning betalt tilbage efter 5 år. forudsat en diskonteringsrente på 4 % 4.5 Selskabsøkonomi for HMN HMN s økonomi er ikke berørt af projektforslaget, og det bliver ikke aktuelt med kompensation, da der ikke konverteres varmebehov fra naturgas til fjernvarme. 5. BRUGERFORHOLD Økonomien for AHF s øvrige fjernvarmeforbrugere vil ikke blive berørt, da alle investeringer afholdes af BIOFOS. Dog opnås en mindre gevinst på længere sigt, da BIOFOS leverer varme ved høj temperatur og forbruger varme ved lav temperatur.

13 SIDE 9 AF 10 BILAG 1 KORTBILAG På kortbilaget ses tilslutningsledningerne. Traceet er vist således, at rørbroen kun krydser vejen. Hvis rørbroen skal krydse både vejen og kanalen vil det ske i en lige linie og vinkelret på vej og kanal.

14 SIDE 10 AF 10 BILAG 2 BEREGNINGER, RESUME De detaljerede beregningerne fremgår af et eksternt bilag.