Virksomhedsrentabel udnyttelse af overskudsvarme, samt afdækning af evt. potentiale

Transkript

1

2 Energistyrelsen Virksomhedsrentabel udnyttelse af overskudsvarme, samt afdækning af evt. potentiale Afsluttende rapport Oktober 2008 ISBN: www SRCI SRC International A/S

3 Indholdsfortegnelse 1.0 Indledning Sammenfatning Erfaringer med udnyttelse af overskudsvarme Energipakken fra Tidligere undersøgelser Projektets afgrænsning Eksempler på igangværende overskudsvarmeaktiviteter Valg af pilotprojekter Pilotundersøgelse hos AGA A/S Økonomi for nuværende system Afsætning af overskudsvarme i fjernvarmesystem Ét-trins ammoniak-varmepumpe Transkritisk varmepumpe Generalisering af erfaringer fra AGA A/S Pilotundersøgelse hos Stena Aluminium A/S Økonomi for nuværende system Afsætning af overskudsvarme i fjernvarmesystem Generalisering af erfaringer fra Stena Aluminium A/S Pilotundersøgelse hos Kohberg Brød A/S Økonomi for nuværende system Udnyttelse af røggas til opvarmning af procesvand Generalisering af erfaringer fra Kohberg Brød A/S Potentialevurdering Ekstern udnyttelse Fjernvarmeværkernes temperaturkrav Udbud og efterspørgsel af overskudsvarme Analysemetode for ekstern udnyttelse af overskudsvarme Intern udnyttelse Overskudsvarme til rumvarmeformål Overskudsvarme til proces- og rengøringsformål Analysemetode for intern udnyttelse af overskudsvarme Aktiviteter til fremme af udnyttelse af overskudsvarme Barrierer mod udnyttelse af overskudsvarme Anbefaling om fremtidige aktiviteter Referencer Appendix A Oversigt over større virksomheder og fjernvarmesystemer Appendix B Google Maps Appendix B Google KMZ Side 1 af 57

4 1 Indledning Nærværende rapport sammenfatter resultaterne af projektet Virksomhedsrentabel udnyttelse af overskudsvarme, samt afdækning af evt. potentiale iværksat af Energistyrelsen sommeren 2007 med Viegand & Maagøe som udførende konsulent. Projektet er iværksat på baggrund af tidligere undersøgelser på området, specielt projektet Skatteministeriets og Energistyrelsens undersøgelse af barrierer for udnyttelse af industriel overskudsvarme fra juni 2006, der i detaljer har redegjort for barrierne mod at udnytte overskudvarme fra større virksomheder til fjernvarmeformål. Det er Skatteministeriets og Energistyrelsens konklusion, at de nuværende afgifter i langt overvejende del af tilfældende ikke i sig selv udgør en barriere mod udnyttelse af overskudsvarme. Det er herudover efterfølgende fremført, at der fortsat er betydelige potentialer der ikke er realiseret, fordi virksomhederne ikke har afdækket og analyseret mulighederne. Det er med denne baggrund projektets formål at vurdere potentialet for at udnytte overskudsvarme såvel internt i virksomhederne som eksternt i form af fjernvarme. Projektet har således omfattet: Indsamling af erfaringer med udnyttelse af overskudsvarme Gennemførsel af 3 pilotprojekter for udnyttelse af overskudsvarme Vurdering af potentialer for og barrierer mod udnyttelse af overskudsvarme Analyse af potentialet for øget udnyttelse af overskudsvarme Anvisning af retningsliner (værktøj) for analyse af potentialet i enkeltvirksomheder Udover konklusioner omkring potentialet for udnyttelse overskudsvarme gives der på baggrund af projektet en række anbefalinger om tiltag og virkemidler der kan tages i brug for at fremme udnyttelse af overskudsvarme i erhvervslivet. Viegand & Maagøe samt SRC International København Oktober 2008 Side 2 af 57

5 2 Sammenfatning Det er projektets overordnede konklusion, at der de seneste 6-7 år har været meget lidt fokus på at udnytte overskudsvarme i dansk erhvervsliv og at der i dag derfor er betydelige potentialer for at opnå rentable energibesparelser af denne vej. Det er ligeledes konklusionen, at det ellers meget udskældte afgiftssystem i stort set alle tilfælde ikke forringer rentabiliten ved udnyttelse af overskudsvarme. Potentialet for virksomhedsrentabel udnyttelse af overskudsvarme vurderes at være af størrelsesordenen TJ per år eller svarende til ca. 3% af erhvervslivets energiforbrug og vurderes attraktivt at realisere pga.: - De stærkt stigende energipriser har medført at betydelige potentialer der tidligere er analyseret og ikke er realiseret kan revurderes og formentlig findes attraktive med dagens energipriser - Aktuelle muligheder for salg af besparelser ved intern udnyttelse af overskudsvarme medfører et betydeligt tilskud af størrelsesordenen 30% af anlægsinvesteringen - Den stigende energibevidsthed betyder stigende interesse for sådanne løsninger såvel som at nye aktører for eksempel fjernvarmeselskaber kan vise interesse for at eje og drive sådanne løsninger med længere investeringshorisonter end erhvervslivet normalt arbejder med. Projektet har gennem en række pilotprojekter identificeret konkrete muligheder for ekstern udnyttelse af overskudsvarme til fjernvarmeformål og det vurderes at af størrelsesordenen større virksomheders muligheder bør analyseres nærmere hvad angår tekniske løsninger, afregningspriser i lokalt fjernvarmenet m.m. Disse virksomheder omfatter enkelte større virksomheder (der ellers alle har undersøgt mulighederne) såvel som en lang række mellemstore virksomheder i umiddelbar nærhed til fjernvarmenet. Desuden vurderes det, at varmepumpeteknologi betinget af temperatur- og afregningsforhold vil kunne udgøre en interessant løsning, hvilket bør undersøges nærmere. Hvad angår intern udnyttelse af overskudsvarme til rumvarmeformål m.m. vurderes der at være betydelige uudnyttede muligheder, først og fremmest fordi udstyr til varmegenvinding fra for eksempel nye trykluftkompressorer og køleanlæg idag systematisk fravælges når industrien køber nyt. Der er flere årsager til at intern udnyttelse af overskudsvarme til rumvarmeformål har haft lavt prioritet: - Årelang, fejlagtig omtale af afgiftsforholdende har medført den udbredte opfattelse i erhvervslivet, hos leverandører og rådgivere m.m. at udnyttelse af overskudsvarme er belagt med afgifter og derfor ikke kan betale sig Side 3 af 57

6 - Størstedelen af den energirådgivning der har været ydet overfor erhvervslivet gennem de seneste 6-7 år har været varetaget af energiselskabernes energirådgivere, der per tradition haft hovedfokus på elbesparelser - Varmebehov til specielt opvarmning af vand til rengørings- og procesformål er ofte ukendt dels for dem der projekterer nyanlæg men også for virksomhederne og disses energirådgivere generelt, da for eksempel rengøring foregår om natten eller i lukkede systemer (CIP) uden egne energimålere. Ofte er ej heller rumvarmebehov kendt af de personer der projekterer nyanlæg. Der vurderes sammenfattende derfor at være væsentlige muligheder for fremme udnyttelsen af overskudsvarme i erhvervslivet: - Ved afdækning af konkrete potentialer i af størrelsesordenen større virksomheder i områder med umiddelbar nærhed til fjernvarmenet - Ved gennemførsel af en informationskampagne i erhvervslivet om de reelle afgiftsforhold ved intern udnyttelse af overskudsvarme og deraf følgende rentabilitet af løsninger for udnyttelse af overskudsvarme - Gennem uddannelse af energiselskaberns energirådgivere i såvel tekniske løsningsmuligheder som afgiftsmæssige forhold - Ved at promovere et fornyet fokus på energibevidst projektering og erhvervslivets muligheder for at opnå attraktive energibesparelser ved indkøb og projektering af nyanlæg Det skal endelig bemærkes at en børs, hvor industrien kan sælge sine energibesparelser specielt vil fremme udnyttelse af overskudsvarme, da sådanne projekter omfatter relativt mange kwh og derfor vil kunne opnå opnå et betydeligt tilskud ved en sådan ordning. Side 4 af 57

7 3 Erfaringer med udnyttelse af overskudsvarme Udnyttelse af overskudsvarme har gennem flere årtier haft betydelig opmærksomhed hos både energimyndigheder og i erhvervslivet i Danmark. En første og omfattende bølge af projekter for udnyttelse af erhvervslivets overskudsvarme fandt sted i forbindelse med oliekriserne i halvfjerdserne. Der blev på daværende tidspunkt iværksat omfattende aktiviteter for såvel udnyttelse af overskudsvarme til fjernvarmeformål som for at optimere den interne anvendelse af overskudsvarme på virksomhederne alt sammen med det formål at mindske den danske afhængighed af importeret olie. Den næste store interessebølge omkring udnyttelse af overskudsvarme fandt sted med introduktionen af metoder til procesintegration (Pinch analyser) i begyndelsen af 1990 erne. Stort set samtlige større energiforbrugende danske virksomheder har i forbindelse med aftaleenergisyn og særlige undersøgelser i forbindelse med Energistyrelsens energiaftaler anvendt sådanne metoder til at optimere udnyttelsen af overskudsvarme internt i processer samt til rumvarmeformål. Siden starten af 2000-tallet har aktiviteter for udnyttelse af overskudsvarme imidlertid været relativt begrænsede, hvilket skyldes flere forhold, herunder: - Den nuværende regering nedlagde med Finansloven 2001 de økonomiske støttemuligheder til investeringer for at opnå energibesparelser - Lav industriproduktion og deraffølgende lav investeringslyst i specielt årerne medførte en nedprioritering af energispareaktiviteter i erhvervslivet - Fejlagtig presseomtale af at urimelige afgiftsforhold har medført en udbredt opfattelse af at udnyttelse af overskudsvarme er belagt med afgifter og derfor ikke kan betale sig Specielt sidsnævnte forhold vurderes at have haft meget negativ indflydelse på udnyttelse af overskudsvarme i erhvervslivet og bunder i indførslen af energipakken per 1. januar 1996 det er i mange virksomheder og langt ind i leverandørkredse en udbredt opfattelse at afgifter ødelægger rentabiliteten ved udnyttelse af overskudsvarme. 3.1 Energipakken fra 1995 I forhold til udnyttelse af overskudsvarme blev der blev med regeringens afgiftspakke fra 1995 ( som trådte i kraft 1996) først og fremmest indført det princip, at rumvarme i erhvervssektoren afgiftsmæssigt fremover skulle koste det samme som rumvarme i private husholdninger. Herved skulle der opnås større incitament til at spare på energi anvendt til bygningsopvarmning i danske virksomheder. Dette princip er indført ved, at energi- og CO 2 -afgift ikke længere refunderes for den andel af energiforbruget, der i en privat virksomhed, anvendes til opvarmning af bygninger eller varmt vand til brugsvands- eller rengøringsformål. I praksis har man siden 1996 derfor særskilt skulle opgøre og indberette energiforbrug til forskellige anvendelsesformål (rumvarme, let proces og tung proces) til SKAT, da energi- og CO 2 -afgift stadig refunderes for energi anvendt procesudstyr, for eksempel også til elforbrug til køleanlæg, men ikke for energi anvendt til rumvarme. Side 5 af 57

8 Indførelse af energipakken har først og fremmest betydet at udgiften til rumopvarmning i erhvervssektoren er steget betydeligt fra og med 1996 reelt er der tale om en stigning af størrelsesordenen 3-400%, hvilket i mange tilfælde har medført en betydeligt ekstraudgift for virksomhederne. Sekundært har energipakken medført at udnyttelse af overskudsvarme fra for eksempel køleanlæg til rumvarmeformål i et andet rum siden 1996 er blevet belagt med en såkaldt overskudsvarmeafgift for, at kompensere for at den elektricitet, der er købt til køleanlægget senere får refunderet energi- og delvist CO 2 -afgift. Dette betyder i praksis ikke noget for rentabliteten ved at udnytte overskudsvarme der opnås ved varmegenvinding uanset afgiftspakken fra 1996 en besparelse svarende til den rene energiomkostning når der udnyttes overskudsvarme fra et køleanlæg. Overskudsvarmeafgiften svarer til den rumvarmeafgift, der ellers ville skulle betales for traditionel opvarmning af bygningen og produktion af varmt vand. Nedenstående figur 3.1 illustrerer med denne baggrund, at besparelsen ved at udnytte overskudsvarme stadig er lig med den rene brændselsbesparelse efter indførsel af energipakken i 1996 der er altså ikke tale om at energipakken har forringet besparelsen ved varmegenvinding. Køleanlæg uden varmegenvinding Køleanlæg med varmegenvinding 1 mio. kwh/år genvundet til rumvarme 1 mio. kwh/år elektricitet til kompressor 1 mio. kwh/år elektricitet til kompressor 10 mio. kwh/år naturgas til rumvarme 9 mio. kwh/år naturgas til rumvarme Energi og afgiftsbetaling uden varmegenvinding: - El til køleanlæg (let proces): kr. - Brændsel til rumvarmeformål: kr. - Afgiftsbetaling: kr. - Total: kr. Energi- og afgiftsbetaling med varmegenvinding: - El til køleanlæg (let proces): kr. - Brændsel til rumvarmeformål: kr. -Afgiftsbetaling: kr. - Overskudsvarmeafgift: kr. -Total: kr. Spildvarmeudnyttelse i fødevareindustrien Figur 3.1. Afgiftsbelastning før og efter udnyttelse af spildvarme fra et køleanlæg El: elpris 0,50 kr./kwh, energi og CO₂-afgift 0,098 kr./kwh Naturgas: naturgaspris 3 kr./m³, energi & CO₂-afgift 2,281 kr./ m³ Overskudsvarmeafgift 52,50 kr./gj svarende til 0,189 kr./kwh Side 6 af 57

9 Det fremgår af figur 3.1, at der med de gældende afgiftssatser er en årlig besparelse på kr. ved at udnytte overskudsvarme fra et køleanlæg. Heraf udgør brændselsbesparelsen kr., svarende til at afgiftsforholdende i energipakken fra 1996 rent faktisk giver en lille ekstra fordel ved udnyttelse af overskudsvarme. Det skyldes at brændselsbesparelsen vil være lidt højere da tabet i virkningsgrad i kedelanlægget ikke er medregnet. En væsentlig følge af energipakken er dog forståelsesproblemerne - allerede på dette indledende punkt i forklaringerne begynder forvirringen for mange af de teknikere og ingeniører, der i det daglige har med området at gøre, og herunder skal rådgive brugerne (virksomhederne) om hvordan man skal forholde sig til udnyttelsen af overskudsvarme: o Afgiftsstrukturen er kompliceret at forklare fordi der ikke er tale om en afgift men om en manglende tilbagebetaling af en refusion. o Afgiftsstrukturen blander flere begreber og energityper (rumvarme, let og tung proces og overskudsvarme) med hver sit afgiftssæt. o Der er i praksis tale om en række særregler og fortolkningsmuligheder, der ofte må kontrolleres hos SKAT inden endelig beslutning om et overskudsvarmeprojekt kan træffes. Der kan i nærværende sammenhæng ikke gives en oversigt vedr. særregler, men det kan for eksempel nævnes at overskudsvarmeafgiften for eksempel nedsættes ved udnyttelse af overskudsvarme fra et køleanlæg på et slagteri der køler svinekroppe. Det er dog sammenfattende vigtigt at slå fast, at økonomien ved udnyttelse af overskudsvarme ikke er påvirket i negativ retning af energipakken fra Tidligere undersøgelser Der er inden for de seneste år gennemført en række undersøgelser af potentialer for at udnytte overskudsvarme i erhvervslivet: - dk-teknik har i 2002 gennemført udredningsprojektet Afdækning af potentialet for udnyttelse af overskudsvarme fra industrien /1/. Projektet har via spørgeskemaer udsendt til 134 større virksomheder undersøgt en række forhold relateret til ekstern udnyttelse af overskudsvarme til fjernvarmeformål: o o o o teknisk potentiale (mængde og temperatur af overskudsvarme) geografisk beliggenhed af virksomhed i forhold til fjernvarmenet rentabilitet ved udnyttelse af overskudsvarme m.m. Udredningsprojektet konkluderer at det teoretiske potentiale for at udnytte overskudsvarme i erhvervslivet til fjernvarmeformål udgør 7,3 PJ/år: Side 7 af 57

10 o o o Svarende til 5,3% af erhvervslivets samlede energiforbrug Svarende til 6,6% af den årlige fjernvarmeproduktion Svarende til en 3-dobling af den udnyttede overskudsvarme Af det teoretiske potentiale skønnes knap 1/3 at være økonomisk attraktivt svarende til 2,3 PJ/år. Realiseringsomkostningen for levering af denne varmemængde ved skel er vurderet at være 152 mill. kr. svarende til en tilbagebetalingstid på i gennemsnit 2,4 år ved en varmepris på 28 kr./gj excl. afgifter (svarende til 99 kr/mwh). Dette er en lav varmepris set i forhold til den gennemsnitlige produktionspris for fjernvarme i 2002 på 102 kr./gj (387 kr./mwh iflg. DFF Statistik) og selv med pålæggelse af en maksimal overskudsvarmeafgift på 50 kr./gj vil prisen på overskudsvarme være lavere end produktionsprisen på fjernvarme. Det skal dog fremføres at langt størstedelen af virksomhederne ikke har besvaret de udsendte spørgeskemaer og at det samlede potentiale derfor er usikkert. Det er under spørgeskemaundersøgelsen fremført af flere større virksomheder, at afgiftssystemet anses for at være den største barriere mod udnyttelse af overskudsvarme til fjernvarmeformål. - Skatteministeriet og Energistyrelsen har i 2006 gennemført projektet Skatteministeriet og Energistyrelsens undersøgelse af barrierer for udnyttelse af industriel overskudsvarme /2/. Undersøgelse har undersøgt specifikke muligheder for at udnytte eller øge udnyttelsen af overskudsvarme til fjernvarmeformål såvel som hvilke barriere der i mod dette i følgende virksomheder: - Danisco Sugar - Danscan Steel - Dalum Papirfabrik - Koppers - Statoil - Shell - Aalborg Portland Det er undersøgelsens konklusion af afgiftssystemet i langt størstedelen af tilfældende ikke i sig selv er en barriere mod øget udnyttelse af overskudsvarme. Derimod er det oftest forhold omkring den lokale fjernvarmeforsyning der udgør barriererne mod udnyttelse af overskudsvarme enten grundet lav fjernvarmepris i større kraftvarmeområder (f.eks. Odense) eller at for eksempel biomasse anvendes i fjernvarmeforsyningen (hvilket er vanskeligt at konkurrere med rent prismæssigt) eller at ustabil leverance fra virksomhederne anses for et problem af den lokale fjernvarmeforsyning. Side 8 af 57

11 Undersøgelsen har ikke vurderet barriererne mod intern udnyttelse af overskudsvarme på virksomhederne trods hyppig debat om dette emne i medierne siden indførsel af energipakken i 1996 på trods af at relevante parter var indbudt til at give bidrag om dette i forbindelse med at rapporten blev udarbejdet. - Energistyrelsen har i juni 2007 offentliggjort undersøgelsen Fjernkøling i Danmark potentiale og regulering /3/. Projektet har ikke direkte relevans for nærværende projekt, men redegør for en række forhold omkring drift og prissætning ved levering af køling ved udveksling af energi mellem fjernvarmeselskaber og private såvel som andre offentlige virksomheder. Der er ikke identificere kilder eller tidligere undersøgelser, der systematisk opgør potentialet for at udnytte overskudsvarme internt på virksomhederne, hvorfor erfaringer på dette område i nærværende sammenhæng må indhentes via leverandører, større aktører m.m. 3.3 Projektets afgrænsning Der er i oplægget til nærværende projekt defineret følgende kriterier for dettes afgrænsning af Energistyrelsen: o Projektet ser alene på potentiale for udnyttelse af overskudsvarme med de gældende afgiftsregler o Projektet ser alene på potentiale for udnyttelse af overskudsvarme eksternt til fjernvarmeformål eller internt til rumopvarmning intern forbedring af processer og anlæg regnes ikke som en del af projektet o Projektet medregner alle økonomisk realistiske potentialer for udnyttelse af overskudsvarme og tager ikke forbehold for at der i visse situationer er tekniske forhold som vanskeliggør udnyttelse af overskudsvarmen for eksempel ustabil leverance o Projektet ser primært på muligheder for udnyttelse af overskudsvarme på eksisterende anlæg idet dog potentiale for at udnytte overskudsvarme ved nyanlæg også skal kommenteres Det skal bemærkes at det er vigtigt at forholde sig til hvad begrebet overskudsvarme rent teknisk omfatter. I følge Energistyrelsen og SKAT er definitionen for begrebet overskudsvarme som følger: Overskudsvarme er, energimæssigt set, den varme, som ikke kan anvendes yderligere i produktionsprocesserne, når en virksomhed har gjort alt for at energieffektivisere sine processer. Da stort set alle industrielle processer teoretisk set kan procesintegreres til kun at efterlade lunken spildvarme i afkast og/eller kølevand vil ovenstående definition betyde, at overskudsvarme rent teknisk reelt er begrænset til kun at omfatte varme fra: Side 9 af 57

12 - forsyningsanlæg som køleanlæg, trykluftsanlæg, kedelanlæg m.m. - relativ kold afkastluft (<50C) fra processer - spildvarme i køletårne Hvad angår fjernvarmeformål vil potentialet for at udnytte overskudsvarme i forhold til ovenstående definition være 0 med mindre der anvendes varmepumpeanlæg til at bringe overskudsvarmen op på et tilstrækkeligt højt temperaturniveau. I praksis vil der dog være en række tilfælde hvor yderligere udnyttelse af overskudsvarme internt på virksomhederne vil være vanskelig, da større omlægninger af procesanlæggene vil være nødvendige. Disse tilfælde medregnes i nærværende undersøgelse i forbindelse intern udnyttelse af overskudsvarme til rumvarmeformål. Side 10 af 57

13 4 Eksempler på igangværende overskudsvarmeaktiviteter Der er som led i i projektet gennemført interviews og indhentet erfaringer vedrørende udnyttelse af overskudsvarme hos en række større virksomheder og sammenslutninger såvel som hos en række leverandører af udstyr med potentiale for udnyttelse af overskudsvarme. - Akzo Nobel Salt oplyser at virksomheden i dag producere damp til saltproduktionen på enten det gasfyrede kraftvarmeværk (Maricogen) eller på en træflisfyret dampkedel suppleret med en gasfyret dampkedel. Den træflisfyrede kedel har været i stabil drift siden begyndelsen af Valget mellem kraftvarmeværk og kedler afgøres at de aktuelle gas- og træflispriser. Efter saltproduktionsprocessen køles lavtryksdampen til kondensat med en temperatur på ca. 45ºC (omkring 2 mill.m3/år) i en varmeveksler, som køles med vand fra Mariager fjord i et åbent system. Om sommeren har fjordvandet en temperatur på ca. 21ºC og ledes ud med ca. 33ºC, hvilket giver en køling på ca. 12ºC. Fabrikken ligger ca. 1,8 km fra fjernvarmeværket i Assens; ca. 5,5 km fra Mariager og ca. 7,5 km fra Hadsund. Assens Fjernvarme baserede fra ca til 1994 fjernvarmeproduktionen på overskudsvarme fra Akzo Nobel Salt. Overskudsvarmen blev sendt i en transmissionsledning fra saltfabrikken til fjernvarmeværket, hvor temperaturen blev hævet i en eldrevet varmepumpe med en effektfaktor omkring 4. Der var en del tang i fjordvandet, og der var derfor problemer med at holde filtrene rene. De årlige vedligeholdelsesomkostninger ved varmepumpen var høje. Da det endvidere viste sig, at man ikke kunne trække elafgiften fra, sådan som man var blevet lovet, var økonomien i anlægget ikke god. Da Assens Fjernvarme i 1994 skulle udbygges (og forbruget af fyringsolie skulle reduceres), skulle man vælge mellem at udskifte varmepumpen, som var nedslidt, eller at bygge et nyt flisfyret anlæg. Man havde Sabro til at vurdere varmepumpeløsningen, som ville indebære installation af 3-4 nye varmepumper på saltfabrikken, således at den cirkulerede vandmængde havde den fremløbstemperatur, som var nødvendig i fjernvarmesystemet. Der var imidlertid på det tidspunkt en del usikkerhed om, hvorvidt de kølemidler, som erstattede freon, ville give samme virkningsgrad som freon, og Sabro endte med at fraråde varmepumpeløsningen. Assens Fjernvarme valgte derfor at bygge et nyt flisfyret varmeværk, som har givet en fin økonomi. Man har netop skrevet kontrakt på en ny flisfyret kedel, da den gamle er slidt op efter at have været i drift i 14 år. Den nye kedel bliver større end den gamle kedel. For omkring tre år siden overvejede Akzo at udnytte varmen i kraftvarmeværkets skorsten ( ºC) med henblik på selv at bruge varmen eller levere den til Assens fjernvarme. Det var teknisk muligt, men projektet faldt på, at det var usikkert hvor ofte kraftvarmeværket ville være i drift. Den efterfølgende udvikling i priserne på strøm og gas har vist, at bekymringen var velbegrundet, da den nødvendige damp nu oftest bliver produceret på de træflisog gasfyrede kedler. Side 11 af 57

14 - Danske Fjernvarmeværkers Forening (DFF) v/john Tang oplyser at de stærkt stigende energipriser har medført en meget stor interesse for at udnytte overskudsvarme blandt fjernvarmeværkerne. Interessen vedrører dels konventionelle løsninger, hvor højtemperatur overskudsvarme anvendes på fremløb i fjernvarmeværket, men også varmepumpedrift overvejes. Sidstnævnte vil i mange tilfælde kræve afsættelse af overskudsvarme på returstrengen men iflg. John Tang kan dette også være af interesse for fjernvarmeværkerne selv om overskudsvarmen så værdisættes lavere (Dalum Papir i Odense har delvist afsat overskudsvarme på returløb). Det nævnes at absorbtionsvarmepumper udgøre en interessant teknologi i forbindelse med udnyttelse af overskudsvarme, herunder også med anvendelse af primær damp fra virksomhedernes kedler som drivkraft. - Teglsværksforeningen v/tommy Bisgaard har oplyst, at der ikke hidtil har været systematiske undersøgelser af potentialer for at udnytte overskudsvarme fra teglværker til fjernvarmeformål, men at en enkelt virksomhed i branchen (Faxe Kalk) udnytter muligheden i dag. Blandt de øvrige medlemmer i branchen fremhæves det: o at teglværker trods intern udnyttelse af overskudsvarme har betydelige mængder overskudsvarme ved et temperaturniveau på ºC, hvilket i bynære områder burde være muligt at udnytte til fjernvarmeformål o at de 2 Maxit-fabrikker i Nordjylland trods en vis geografisk afstand til Randers (10-12 km) har så store mængder overskudsvarme at en samlet løsning for disse kunne undersøges Branchen undersøger aktuelt en række øvrige langsigtede muligheder for at reducere miljøbelastningen hos medlemsvirksomhederne, hvorunder også udnyttelse af overskudsvarme kunne komme på tale. Hvad angår intern udnyttelse af overskudsvarme gives der mange meldinger om et betydeligt potentiale for at udnytte overskudsvarme: - Atlas Copco v/ole Andersen oplyser, at kun en meget begrænset andel (<10%) af nye trykluftanlæg i industrien etableres med udnyttelse af overskudsvarme til rumvarmeformål på trods af at sådant ekstraudstyr typisk vil have en tilbagebetalingstid af størrelsesordenen 1-3 år ved nyanlæg. Virksomheden oplyser at afgiftsmæssige rygter til dels udgør en barriere, sekundært at rådgivende ingeniører eller virksomhedernes egne folk ikke efterspørger disse løsninger. Side 12 af 57

15 Desuden er der meget stor fokus på at holde investeringsomkostninger nede ved nyanlæg, hvilket ikke levner plads til ekstraudstyr for udnyttelse af overskudsvarme. - Granzow v/torben Mortensen oplyser tilsvarende, at kun en meget begrænset andel (<10%) af nye trykluftanlæg etableres med udnyttelse af overskudsvarme. Virksomheden anfører at der mangler generel information om mulighederne, for eksempel demonstrationsprojekter og informationsmøde som Energistyrelsen arrangeede i gamle dage. - Johnsson Control (tidligere York Refrigeration) v/jørgen Marcussen oplyser, at der er begrænset interesse for at udnytte overskudsvarme fra industrielle køleanlæg. De mange rygter om afgiftsbelagt udnyttelse af overskudsvarme anføres at have ødelagt en del af interessen, medens stor fokus på at minimere investeringsomkostninger ved nyanlæg også anføres at udgøre en væsentlig barriere levetidsomkostningerne tages ikke i betragtning ved nyanlæg. Endelig er der en rent teknisk barriere i den for stand at langt den største mængde overskudsvarme fra køleanlæg (kondensatorvarmen) typisk har en relativt lav temperatur (25-30ºC) i forhold til varmebehovet i en virksomhed. Ang. sidstnævnte barriere er det i dag muligt at opnå væsentlig højere temperaturer fra køleanlæg med skruekompressorer ved at hæve temperaturen af oliekølingen til 70ºC som det er sket i for eksempel demonstrationsprojekt for energibevidst projektering hos Danpo i Farre /4/, se figur 4.1 nedenfor. Koldt vand 70 C Overhedning NH 3 Kondensering NH 3 13 C 28 C 150m³ 65 C Oliekøling fra kompressorer Figure 4.1. Princip for udnyttelse af oliekøling fra køleanlæg hos Danpo A/S. Side 13 af 57

16 Med denne løsning opnås en betydeligt højere temperatur af overskudsvarmen end der normalt opnås fra køleanlæg foruden en række andre fordele: o o større kølekapacitet i kraft af at ammoniak ikke anvendes til oliekøling lavere kondensatortryk og dermed elbesparelser Erfaringerne fra både Atlas Copco, Granzow og York tyder på at der er store potentialer for at udnytte overskudsvarme fra forsyningsanlæg gennem anvendelse af energibevidst projektering men også at mulighederne kun er udnyttet i meget begrænset omfang på eksisterende anlæg. Blandt større industrivirksomheder er der generelt et vist fokus på udnyttelse af overskudsvarme: - Danish Crown har gennem mange år udnyttet overskudsvarme til bygningsopvarmning eller opvarmning af rent vant til rengøringsformål. Sådanne løsninger er optimeret gennemgribende ved opførsel af det nye storslagteri i Horsens (taget i brug i 2004), hvor op mod 600 m³ varmt vand ved 60-70ºC fremstilles per døgn ved blandt andet at udnytte kondensatorvarmen fra virksomhedens køleanlæg i en varmepumpekreds /5/. Varmegenvindingsanlæg hos Danish Crown i Horsens omfatter udnyttelse af varme fra: - oliekøling - overhedningsvarme - kondensatorvamre - flambering - trykluft - varmepumpe Varmen lagres i varmt vand ved 60 C til rengøringsformål i 2 tanke af 300 m³ Årligt genvindes ca. 10 mio. kwh varme. Figur 4.2 Varmegenvindingsanlæg hos Danish Crown, Horsens. Tilsvarende løsninger er efterfølgende taget brug på en række af Danish Crowns slagterier i alle tilfælde med tilbagebetalingstider af størrelsesordenen 3-5 år efter behørig hensyntagen til afgiftsbetaling. Side 14 af 57

17 - Arla Foods ingrediensdivision har i forbindelse med sin aftale med Energistyrelsen iværksat en detajlundersøgelse af mulighederne for at genvinde vand og overskudsvarme på 4 fabrikker i Jylland. Undersøgelserne skal blandt foretage en detaljeret korlægning af forbruget af varmt vand til rengøringsformål (CIP cleaning in place ), da indledende målinger har indikeret at sådanne forbrug (vandet opvarmes med damp) kan være større end tidligere antaget. Tilsvarende iagtagelser er gjort i andre brancher forbruget af varmt vand til rengøringsformål er ofte ikke synligt og kan være langt større end man forventer. - Novo Nordisk har i forbindelse med lanceringen af sin klimastrategi systematisk screenet samtlige større fabrikker for energispareprojekter, herunder også muligheder for udnyttelse af overskudsvarme. Desuden er der i forbindelse med opførelse med nye insulinfabrikker i Kalundborg introduceret nye løsninger for udnyttelse af overskudsvarme fra specielt destillationskolonner til rumvarmeformål, se figur 4.3 nedenfor. Spritdampe Fjernvarme retur Fjernvarmeveksler 1 Primærdamp Tryksat 2-trins destillationskolonne Kondensat Fjernvarmeveksler 2 Kondensat retur Fjervarme frem Figur 4.3 Udnyttelse af overskudsvarme fra destillationskolonne. Det har efterfølgende vist sig at der er visse afgiftsmæssige komplikationer ved sådanne løsninger, hvilket ikke er endeligt afklaret i skrivende stund. - Novozymes undersøger muligheder for at udnytte overskudsvarme til rengøring (CIP) og procesvand på sine 2 store fabrikker i Kina varmtvandsforbruget har her vist sig at være større end hidtil antaget Side 15 af 57

18 Det skal endelig nævnes at der også inden for handels- og servicesektoren er gennemført en række undersøgelser af muligheden for at udnytte overskudsvarme i specielt større supermarkeder. Således har COOP Ejendomme introduceret udnyttelse af overskudsvarme til dækning af varmtvandsforbrug med godt resultat. Lignende projekter er tidligere gennemført af ISO-kæden (i dag Super Best) og det vurderes flere steder at større centrale køleanlæg i indkøbscentre m.m. burde rumme betydelige potentialer for udnyttelse af overskudsvarme til forskellige formål. 4.1 Valg af pilotprojekter Det er med baggrund i ovenstående erfaringsindhentning besluttet at vælge følgende pilotprojekter: - AGA A/S Virksomheden er beliggende på Amager med umiddelbar adgang til fjernvarmenettet. Overskudsvarmen er først og fremmest tilgængelig i køletårne ved lave temperature (30-40ºC), hvilket kræver at der anvendes varmepumpe for at kunne afsætte spildvarmen til fjernvarmesystemets returledning (60ºC). Dette pilotprojekt er repræsentativt for en meget stor del af dansk erhvervsliv, hvor spildvarme forefindes i køletårne og ved lav temperatur. Herved kan økonomien ved udnyttelse af overskudsvarme via varmepumpedrift vurderes. Som et element i dette pilotprojekt er også muligheden for at udnytte overskudsvarme til drift af en CO2-baseret transkritisk varmepumpe vurderet (leverering af varme ved høj temperatur, dvs. i fjernvarmenettes fremløb). - Stena Aluminium A/S Stena Aluminium omsmelter aluminiumsskrot i smelteovne og har derfor en del overskudsvarme ved høje temperaturer, typisk af størrelsesordenen 3-400ºC. Stena Aluminium er repræsentativ for en række mindre og mellemstore virksomheder, hvor energiforbruget er af en størrelsesorden, hvor overskudsvarme ikke tidligere har været af interesse (for små mængder), men hvor stigende energipriser og generelt stigende miljøbevidsthed medfører en stigende interesse. - Kohberg Brød A/S Virksomheden producere brød til supermarkeder og anvender varme dels til bageovne, dels i form af varmt vand til rengørings-, proces- og rumvarmeformål. Kohberg er repræsentativ for en lang række virksomheder i fødevareindustrien, hvor en stor del af varmebehovet ligger ved relativt lave temperaturer (< 70ºC) og derfor burde gøres til genstand for overskudsvarmeprojekter. Det er målet at erfaringerne fra disse pilotundersøgelser skal danne baggrund for en vurdering af de samlede potentialer for udnyttelse af overskudsvarme i erhvervslivet. Side 16 af 57

19 5 Pilotundersøgelse hos AGA AGA producerer forskellige gasarter, hvorved der genereres overskudsvarme i størrelsesorden 4-6 MW, primært fra store kredsløbskompressorer. Overskudsvarmen afsættes i et vandbåret kølesystem med våde og tørre køletårne. Kølevandet cirkuleres med et konstant flow på 780 m³/h. Fremløbstemperaturen til køleprocessen varierer mellem 21 og 32 C afhængig af årstid, da der køles med en konstant temperaturforskel på 6 C, dvs. returtemperaturen fra køleprocessen varierer mellem 15 og 26 C. De våde og tørre køletårne er placeret i parallel og varmemængden der køles i hvert system varierer efter om der bliver kørt høj eller lav last produktion, således at de våde køletårne benyttes mindst muligt, se figur 5.1. Figur 5.1 Nuværende kølesystem hos AGA A/S Optimalt skulle temperaturen ind til fabrikken være konstant 15 C, men det er fravalgt at køle mere end 6 C pga. for ringe økonomi for køletårnene, navnlig de våde, som har en stor omkostning til spædevand. 5.1 Økonomi for nuværende system Der afsættes en overskudsvarmemængde på kwh om året ved C ved cirkulation af en kølevandsmængde på 780 m 3 /h i timer om året. Energiomkostningerne for AGA til køling af overskudsvarme fra proces er vist i nedenstående tabel. Enhedspris Årligt forbrug Årlig omkostning Side 17 af 57

20 El 0,48 kr./kwh kwh kr. Vand 19,35 kr./m³ m³ kr. Samlet omkostning kr. Den samlede energi- og vandomkostning er kr./år. Afgifter ved overskudsvarme fra procesanlæg El anvendt til drift af et proceskøleanlæg er fritaget for energiafgift, men skal betale CO 2 - afgift afhængigt af om det er let proces, tung proces eller tung proces med CO 2 -aftale. Overskudsvarme fra procesudstyr solgt til et afgiftsbelagt varmesystem skal afregnes med en 32,50 % af vederlaget ved salg til SKAT for den overskudsvarme, der afsættes fra let proces. Procentsatsen er 40,00 % hvis overskudsvarmen afsættes fra tung proces, da tung proces også er delvist fritaget for CO 2 -afgift. Fjernvarmeværket, der aftager overskudsvarmen, skal ikke afregne afgift til SKAT. Fjernvarmeværkets afgifter afregnes efter forbrugt afgiftsbelagt brændsel, se figur 5.2. System: Fritaget energiafgifter og delvist fritaget CO2-afgifter afhængig af let eller tung proces System: Energi- og CO2- afgiftsbelagt Brugerbetaling: Y kr./mwh (varmepris og statsafgifter) Fjernvarmeværk SKAT Procentdel af vederlaget 32,50 % for let proces 40,00 % for tung proces Fabrik Overskudsvarme fra procesudstyr Overskudsvarmesalg Overskudsvarme aftaget (ingen afgifter til SKAT) Egen produktion Fjernvarme kunder Vederlag X kr./mwh Brændsler til egen produktion Energi- og CO2-afgift i henhold til brændselsforbrug SKAT Figur 5.2 Afgiftssystem for ekstern udnyttelse af overskudsvarme 5.2 Afsætning af overskudsvarme i fjernvarmesystem AGA ønsker at køre mindst muligt med køletårnene, og har derfor stor interesse i at finde en alternativ løsning til at afsætte overskudsvarmen. Den genererede overskudsvarme udnyttes p.t. ikke, men vil kunne der som supplement til de eksisterende køletårn etableres et proceskøleanlæg i form af en varmepumpe. Side 18 af 57

21 Overskudsvarmen kan afsættes til fjernvarmevand, da der i umiddelbar nærhed af fabrikken løber en Ø600 fjernvarmeledning med flow på ca. 360 m³/h med fremløb på C og returløb på C. Afsættelse af varme i et fjernvarmenet kan principielt foregå på tre måder: 1. opvarmning af returløbet (kan være en mulighed hvis værket producerer varme på kedler) 2. opvarmning af fremløbet (kan være en mulighed hvis værket producerer som udtagsværk) 3. opvarmning af en delstrøm fra returløbet, som sendes over i fremløbet Det vil i hvert tilfælde være en opvejning af fjernvarmeværkets kapacitet, andre kilder til overskudsvarme, distance til fjernvarmeværket m.m. Økonomi for overskudsvarmeprojekt Der er undersøgt to forskellige varmepumper, som kan indgå i proceskøleanlægget. - Traditionel ammoniak-varmepumpe til opvarmning af fjernvarme returløb - Nyudviklet transkritisk CO 2 -varmepumpe til opvarmning af en delstrøm fra returløbet, som sendes over i fremløbet Antaget afregningspris for fjernvarme er 0,210 kr./kwh. Varmesalgsprisen består af: - Produktionspris: 0,100 kr./kwh - Energiafgift: 0,100 kr./kwh - CO 2 -afgift: 0,012 kr./kwh 5.3 Et-trins ammoniak-varmepumpe Denne type varmepumpe har kondenseringstemperatur på op til 60 C og kan derfor kun bruges til opvarmning af returløbet fra fjernvarme. Opvarmning af fjernvarme returløb fra 45 til 55 C, se figur 5.3 nedenfor. Investeringen i en sådan løsning vil omfatte: Varmepumpe inkl. rørarbejde og elinstallationer Rørføring fra fabrik til fjernvarmeledning og tilslutning I alt kr kr kr. Side 19 af 57

22 Figur 5.3 Principskitse: Projektforslag - ammoniak-varmepumpe (opvarmning af returløbet) Driftsdata for en sådan løsning er opgjort i nedenstående tabel. Værdi Enhed El-effekt til varmepumpe 920 kw Varme fjernet fra system kw Varme tilført fjernvarmenet kw COP 4,6 - Fordampertemperatur 15 C Kondenseringstemperatur 60 C Maks. temperatur fjernvarme 55 C Opvarmning af fjernvarmevand 10,2 C Flow i fjernvarmevand 360 m³/h Nedkøling af kølevand 3,7 C Flow i overskudsvarme 780 m³/h I nedenstående tabel er vist en samlet økonomisk oversigt over overskudsvarmeprojektet baseret på følgende input: Elpris: 0,48 kr./kwh Drift og vedligehold: 4,5 % pr. år af investeringsprisen Varmesalgspris: 0,210 kr./kwh Overskudsvarmeafgift: 40,00 % af vederlaget ved salg af varme Driftstid: h/år Side 20 af 57

23 Nuværende El og vand til køletårne kr./år Samlet driftsudgift kr./år Projekt (ammoniak-varmepumpe) El og vand til køletårne kr./år El til varmepumpe MWh/år kr./år Overskudsvarme fjernet fra proces MWh/år Vederlag for salg af overskudsvarme kr./år MWh/år Overskudsvarmeafgift 40 % af vederlag kr./år Drift og vedligehold kr./år Samlet driftsudgift kr./år Rentabilitet Besparelse kr./år Investering kr. Tilbagebetalingstid 4,3 år Med en antaget varmesalgspris på 0,210 kr./kwh fås en tilbagebetalingstid for varmepumpeløsningen på 4,3 år. 5.4 Transkritisk CO 2 -varmepumpe Denne type varmepumpe kører ikke med kondensering (transkritisk), så man taler i stedet om gaskøler frem for kondensatorkøler. Gastemperaturen er ca. 120 C og kan derfor bruges til opvarmning af fremløbet fra fjernvarme, men kun hvis indgangstemperaturen er lav f.eks. 45 C, som kan tages fra fjernvarme returløbet. Der kan opnås fornuftig COP hvis der kan tages en delstrøm på ca. 100 m³/h fra returløbet, som opvarmes i gaskøleren og sendes tilbage ind på fremløbet. Hvis der skulle opvarmes fra 85 til 95 vil COP blive for lav. Opvarmning af fjernvarme returløb fra 45 til 95 C. Investeringsomkostningen I en sådan løsning er opgjort I nedenstående tabel. Varmepumpe inkl. rørarbejde og elinstallationer Rørføring fra fabrik til fjernvarmeledning og tilslutning I alt kr kr kr. Et principdiagram for denne løsning er vist i figur 5.4 nedenfor. Side 21 af 57

24 Figur 5.4 Principskitse: Projektforslag - transkritisk CO 2 -varmepumpe (opvarmning af en delstrøm fra returløbet, som sendes over i fremløbet.) Driftsdata for denne løsning er gengivet i tabellen nedenfor. Værdi Enhed El-effekt til varmepumpe kw Overskudsvarme fjernet kw Overskudsvarme afsat kw COP 3,6 - Fordampertemperatur 20 C Gaskølertemperatur* 120 C Maks. temperatur fjernvarme 95 C Opvarmning af fjernvarmevand 50 C Flow i fjernvarmevand 100 m³/h Nedkøling af kølevand 3,9 C Flow i overskudsvarme 780 m³/h * Analogt til kondenseringstemperatur Nedenfor er en økonomisk oversigt over overskudsvarmeprojektet vist baseret ppå følgende data: Side 22 af 57

25 Elpris: 0,48 kr./kwh Drift og vedligehold: 1 % pr. år af investeringsprisen Varmesalgspris: 0,210 kr./kwh Overskudsvarmeafgift: 40,00 % af vederlaget ved salg af varme Driftstid: h/år Nuværende El og vand til køletårne Samlet driftsudgift Projekt (CO 2 -varmepumpe) El og vand til køletårne El til varmepumpe MWh/år Overskudsvarme fjernet fra proces MWh/år Vederlag for salg af overskudsvarme MWh/år Overskudsvarmeafgift 40 % af vederlag Drift og vedligehold Samlet driftsudgift Rentabilitet Besparelse Investering Tilbagebetalingstid kr./år kr./år kr./år kr./år kr./år kr./år kr./år kr./år kr./år kr. 15,7 år Med en anslået varmesalgspris på 0,210 kr./kwh fås en tilbagebetalingstid på 15,7 år, hvilket er langt mere end hvad AGA A/S kan acceptere. 5.5 Generalisering af erfaringer fra AGA A/S Pilotundersøgelsen hos AGA viser at varmepumpedrift kan blive rentabel fra et virksomhedsøkonomisk synspunkt såfremt den producerede varme kan afsættes på returløbet Højere afregningspris end de 210 kr./mwh der er regnet med ovenfor vil gøre varmepumpedrift væsentlig mere favorabel end beregnet i eksemplerne, og det vurderes blandt andet ud fra DFF s statistikker at dette kan opnås i en lang række tilfælde. Af forudsætninger der er specielt i eksemplerne hos AGA A/S skal det desuden nævnes: o o Der haves meget høj driftstid (8500 timer per år) for varmepumpeanlægget Fjernvarmenettet ligger i umiddelbar nærhed af fabrikken (<100 meter) Sidstnævnte forhold (afstand til fjernvarmenet) angår dog en relativ lille andel af den samlede investering (10-15%, hvoraf alene tilslutning, ventiler og styring udgør en væsentligt del). Det anses derfor ikke af afstande op til for eksempel 1-2 km vil udgøre en væsentlig barriere så fremt øvrige forhold (varmepris, driftstid) ellers er i orden. Side 23 af 57

26 Spørgsmålet er hvorvidt afsættelse af overskudsvarme på returløbet i sidste ende er attraktivt for fjernvarmeselskaberne, specielt hvis fjernvarme er baseret på overskudsvarme fra elproduktion. Københavns Energi (der driver fjernvarmenettet ved AGA A/S) har indikeret at løsningen ikke er uinteressant fra et teknisk/økonomisk synspunkt, men det er ikke kommet til en endelig afklaring af disse forhold såvel som hvilken varmepris der da vil kunne opnås for en sådan varmeleverance. Såfremt overskudsvarme via varmepumper skal afsætte på fremløbet ved en højere temperatur viser pilotundersøgelserne at både en konventionel 2-trins varmepumpe såvel som en transkritisk varmepumpe vil have tilbagebetalingstider over 10 år og derfor ikke er favorable set fra et virksomhedsøkonomisk synspunkt ved en varmepris på kr. 210,- per MWh. Tilbagebetalingstiden for varmepumpeløsningen er dog særdeles følsom overfor varmeprisen og reduceres betydeligt såfrem der for eksempel kan opnås varmepriser op mod kr. 300,- per MWh. Side 24 af 57

27 6 Pilotundersøgelse hos Stena Aluminium A/S Stena Aluminium genanvender forskellige former for aluminiumsskrot til produktion af aluminium og aluminiumslegeringer, der sælges til stålværker og støberier. På fabrikken findes to procesovne, en smelteovn og en legeringsovn. Smelteovnen varetager en fraspaltning af urenheder i aluminiumsskrottet og har en 4 MW naturgasbrænder. Aluminiumsskrottet er af forskellig kvalitet, dvs. mængde af uønsket materiale varierer. Det uønskede materiale bidrager til ovnens opvarmning pga. dette materiales brændværdi. Derfor køres der ikke med fuld effekt på naturgasbrænderen. I ovnen er der mellem 800 og C. Legeringsovnen bruges til legering af færdigvare-aluminium og har 2 x 1,4 MW oliebrændere. I ovnen er der mellem 800 og C. Røggas fra begge ovne fjernes i ovnene og der trækkes luft fra ovnenes emhætter, men ved en langt lavere temperatur end røggassen, derfor kan luften bruges til naturlig luftkøling af røggassen ned til ca C, se figur 6.1. FJV retur: C FJV frem: C Flow: m³/h Temp.: 300 C Effekt: 0,5 MW Fabrikshal Flow: m³/h Temp.: 400 C Effekt: 2,8 MW Luft Legerinsovn 2 x 1,4 MW oliebrænder Smelteovn 4 MW naturgasbrænder Olie Naturgas Figur 6.1 Principskitse: Nuværende system Herefter ledes røggas ved C i uisolerede rør til rørkøler udendørs, en del af rørstrækningen er desuden udendørs, herved bliver røggassen kølet yderligere til C og ledes derefter gennem filtre, hvor overskydende kalk, støv og reaktionsprodukter opsamles i big-bags, før afkast i skorsten. Ofte er temperaturen af røggassen i skortstenen ca. 50 C, hvorved røggassen kondenserer, men kondenseringsvarmen udnyttes ikke. 6.1 Økonomi for nuværende system Side 25 af 57

28 Afkøling af varm røggas foregår p.t. vha. naturlig køling, og dermed har Stena Aluminium ikke udgifter forbundet hermed. Afgifter ved overskudsvarme fra procesanlæg Overskudsvarme fra procesudstyr solgt til et afgiftsbelagt varmesystem skal afregnes med en 32,50 % af vederlaget ved salg til SKAT for den overskudsvarme, der afsættes fra let proces. Procentsatsen er 40,00 % hvis overskudsvarmen afsættes fra tung proces, da tung proces også er delvist fritaget for CO 2 -afgift. Fjernvarmeværket, der aftager overskudsvarmen, skal ikke afregne afgift til SKAT. Fjernvarmeværkets afgifter afregnes efter forbrugt afgiftsbelagt brændsel, se figur 6.2. System: Fritaget energiafgifter og delvist fritaget CO2-afgifter afhængig af let eller tung proces System: Energi- og CO2- afgiftsbelagt Brugerbetaling: Y kr./mwh (varmepris og statsafgifter) Fjernvarmeværk SKAT Procentdel af vederlaget 32,50 % for let proces 40,00 % for tung proces Fabrik Overskudsvarme fra procesudstyr Overskudsvarmesalg Overskudsvarme aftaget (ingen afgifter til SKAT) Egen produktion Fjernvarme kunder Vederlag X kr./mwh Brændsler til egen produktion Energi- og CO2-afgift i henhold til brændselsforbrug SKAT Figur 6.2 Afgiftssystem for ekstern udnyttelse af overskudsvarme 6.2. Afsætning af overskudsvarme i fjernvarmesystem Stena Aluminium ønsker at udnytte den overskudsvarme, der kommer fra den varme røggas fra de to ovne. En varmemængde, som p.t. ikke udnyttes, da Stena Aluminium har et meget lille behov for rumopvarmning, da den største del af bygningerne er produktionshaller, som opvarmes med strålingsvarme fra de to ovne. Overskudsvarmen kan afsættes til fjernvarmevand, da der i relativ nærhed af fabrikken løber en fjernvarmeledning med nok kapacitet. I nedenstående figur 6.3 er skitseret løsning for afsættelse af overskudsvarme på fjernvarmenettets fremløb, da overskudsvarme hos Stena Aluminium er varm nok til denne løsning. Side 26 af 57

29 FJV retur: C FJV frem: C Flow: m³/h Temp.: 300 C Effekt: 0,5 MW Fabrikshal Flow: m³/h Temp.: 400 C Effekt: 2,8 MW Luft Legerinsovn 2 x 1,4 MW oliebrænder Smelteovn 4 MW naturgasbrænder Olie Naturgas Figur 6.3 Principskitse: Projektforslag - udnyttelse af varm røggas fra procesovne (opvarmning af fremløb vha. varm røggas) Økonomi for overskudsvarmeprojekt Der produceres ca charger pr. år i hver ovn, hver charge har en produktionstid på ca. 5 timer og derefter 1 time med klargøring til næste charge. Dette giver ca produktionstimer/år. Der regnes med at 90 % af overskudsvarmen kan udnyttes og varmevekslereffektivitet på 90 %. Fremløbstemperatur: C Returløbstemperatur: C I tabellen nedenfor er projektets samlede skønnede investering vist. En røggasveksler til smelteovn i syrefast rustfrit stål En røggasveksler til legeringsovn i syrefast rustfrit stål Rørarbejde og elinstallationer Rørføring fra fabrik til fjernvarmeledning og tilslutning (260 m) I alt kr kr kr kr kr. Flere forhold kan gøre investeringen billigere: Hvis røggasveksleren kan udføres i standard rustfrit stål vil der kunne spares ca kr., men dette kræver en analyse af røggassens sammensætning. Hvis der kan benyttes den tættest liggende fjernvarmeledning (130 m fra fabrikken) vil der kunne spares ca kr. Dette er i første omgang fravalgt pga. rørføring gennem andres matrikler. Side 27 af 57

30 Røggasvarmeveksling Den varme røggas ved C kan varmeveksles med fremløbet på fjernvarme og afkøles til 75 C. Værdi Værdi Enhed Smelteovn Legeringsovn Massefylde* 0,524 0,616 kg/m 3 Varmekapacitet* J/kg K Flow** m 3 /h Temperatur ind i varmeveksler C Temperatur ud af varmeveksler C Varmeeffekt 2,83 0,45 MW Driftstid t/år Udnyttelsesgrad af ovn og røggas % Varmevekslereffektivitet % Overskudsvarme MWh/år * Antaget som varm luft ** Våd røggas Nedenfor en økonomisk oversigt over overskudsvarmeprojektet. Projekt Varmesalg kr./år Overskudsvarmeafgift kr./år Samlet driftsindtægt Investering Tilbagebetalingstid kr. /år kr. 2,0 år Der er regnet med afsættelse af varme på fremløbet. Afregningspris for fjernvarme: 0,150 kr./kwh på fremløbet. 6.3 Generalisering af erfaringer fra Stena Aluminium A/S Resultaterne af pilotundersøgelsen hos Stena Aluminium viser at udnyttelse af overskudsvarme til fjernvarmeformål på denne fabrik er en meget attraktiv mulighed, selvom flere forhold skal afklares omkring valg af varmevekslermaterialer, evt. kortere rørføring, varmepris m.m.. Desuden skal det bemærkes at fjernvarmenettet i området delvist modtager varme fra et affaldsforbrændingsanlæg, og at den driftstid hvor overskudsvarme er attraktivt for fjernvarmenettet derfor ikke er endeligt afklaret. Med henblik på generalisering af resultaterne er pilotundersøgelsen desuden præget af følgende væsentlige forhold: o Der er tale om relativt små varmemængder ( kw) o Der er tale om relativ kort afstand til fjernvarmenet (250 m) Side 28 af 57