Analyse af Balanceret Fjernvarme. Viborg Fjernvarme

Transkript

1 Analyse af Balanceret Fjernvarme Fjernvarme JUNI 2018

2 Projekt nr Dokument nr Version 1.1 Udarbejdet af HAGH Kontrolleret af LBY Godkendt af HAGH JUNI 2018 Indhold 1 Forord 3 2 Resumé 4 3 Scenarier 6 4 Forudsætninger 9 5 Gennemførelse 12 6 Teknik 13 7 Værdikæde 15 8 Økonomiske resultater resulterende varmepriser 17 9 Samfundsøkonomi og miljø Forbrugerperspektiv Konklusion Anbefaling Læsevejledning 24 2

3 1 Forord Hvilke fordele og ulemper giver det at udnytte lokal overskudsvarme ved hjælp af varmepumper? Det er spørgsmålet, som denne rapport skal besvare ved at synliggøre muligheder for og omkostninger ved en ny tilgang til den fremtidige fjernvarmeforsyning i. Baggrunden for rapporten er, at støtteordningen kaldet grundbeløbet et årligt tilskud til driften af kraftvarmeværket bortfalder med udgangen af Det vil betyde, at varmeprisen stiger væsentligt, hvis ikke man gør noget andet. Desuden er de resterende anlæg til produktion af fjernvarme i baseret på naturgas. Det giver en høj brændsels- og dermed varmepris. På grund af ovenstående er der behov for at udforske nye teknologier og belyse forskellige scenarier for en billig og miljømæssig forsvarlig fjernvarmeforsyning fremadrettet. Det er håbet, at rapporten vil skabe debat mellem forbrugerne og lokalpolitikerne om mulighederne både i byplanmæssig sammenhæng, organisatorisk sammenhæng såvel som i forhold til handlingsplaner for at begrænse CO2-udslip. Rapporten er udarbejdet af NIRAS i samarbejde med Fjernvarme samt PlanEnergi. Den er en opdatering af en tilsvarende rapport fra foråret Rapporten er opdateret ift. forudsætninger såsom brændselspriser, afgifter samt muligheder i form af nye, alternative teknologier. Tak til Fjernvarme for inspiration, input og faktuelle data til rapporten. Og tak til PlanEnergi for udredninger af teknik inden for varmepumpeanlæg. 3

4 2 Resumé Grundbeløbet, der bortfalder ved udgangen af 2018, har holdt hånden under de tidligere investeringer i naturgas baseret kraftvarme efter at elmarkedet blev liberaliseret og elpriserne er faldet. Denne rapport opstiller en række scenarier for en billig og miljømæssig forsvarlig fjernvarmeforsyning fremadrettet i. Scenarierne kombinerer en række teknologier og løsninger i forskellige modeller, hvoraf flere arbejder med udnyttelse af overskudsvarme fra Apples datacenter ved Foulum i den østlige del af Kommune. Andre ser på alternativer til den forventede overskudsvarme fra Apple, da det fortsat er uvist hvornår, i hvor store mængder og hvor længe Apple varmen vil være tilgængelig til udnyttelse i s fjernvarmesystem. Rapporten gennemgår en række fælles forudsætninger for henholdsvis fjernvarmeproduktionen såvel som fjernvarme distributionen i. Det gælder priser på brændsel herunder priser på el og naturgas samt afgifter, investeringer og virkningsgrader på de tekniske anlæg. Herefter behandler rapporten nogle definerede følsomheder for at vurdere, hvilke forudsætninger der har størst indflydelse på de forskellige scenarier herunder elpris, afsætningsrundlag og virkningsgrad og dermed hvor robuste de forskellige scenarier er ift. ændrede forudsætninger. I efterfølgende afsnit skitseres den praktiske implementering af udvalgte scenarier, ligesom teknikken inden for balanceret fjernvarme beskrives. I afsnittene Værdikæde og Organisation behandles nogle af de rammevilkår, som gælder for Fjernvarme herunder organisatorisk opbygning og bemanding. Scenariernes gennemsnitlige projektpriser over anlæggets 25-årige levetid og heraf følgende samfundsøkonomiske gevinster præsenteres derefter. Forbehold i forbindelse med forskellige scenariers afhængighed og samspil med Apples datacenter analyseres og opsummeres. Rapporten har undersøgt de prismæssige konsekvenser afhængigt af forskellige tidspunkter for, hvornår der vil kunne leveres fuld overskudsvarmekapacitet fra Apple. For de 3 billigste scenarier med balanceret fjernvarme er der desuden set på konsekvensen ved bortfald af Energiselskabernes Energispareordning ved udgangen af 2020 og dermed bortfald af mulighederne for at modregne værdien af energibesparelserne i anlægsinvesteringen for varmepumperne. Samt konsekvensen ved ændring af den nuværende politiske aftale om sænket elvarmeafgift med en permanent yderligere lempelse af elvarmeafgiften. På baggrund af analyseresultaterne anbefales det at forfølge et scenarie med balanceret fjernvarme i 4

5 med en zoneopdeling i byen med delvist sænkede temperatursæt i fjernvarmenettet i bymidten og omkringliggende områder med endnu lavere temperatursæt. Som energikilde til dette system anbefales bynært luft-til-vand varmepumper. Styrkerne ved dette scenarie er: en større forsyningssikkerhed, lavere varmetab i nettet, den laveste forbrugerpris ud af de analyserede scenarier, den bedste samfundsøkonomiske løsning, den laveste CO2- udledning samt en optimal mulighed for udnyttelse af bynær overskudsvarme vha. de bynære varmepumpeanlæg. Der er også set på andre scenarier, men her er svaghederne uvisheden om, hvornår der kan forventes indgået en 25-årig, bindende produktionsaftale med Apple, hvornår samt hvor stort et Apple varmepumpeanlæg kan forventes at være på 100 pct. drift og ikke mindst usikkerheden omkring teknologiudviklingen og dermed usikkerhed omkring permanet varmeafgivelse i datacentret. Varmebehovet i perioden indtil et eventuelt varmepumpeanlæg ved Apple kan være i fuld drift skal dækkes af naturgas baseret fjernvarmeproduktion, hvilket vil betyde meget høje projektpriser og dermed højere forbrugerpriser. Det er desuden store investeringer i et produktionsanlæg langt fra. Omvendt vil et varmepumpeanlæg baseret på udeluft have en dårligere virkningsgrad end et anlæg baseret på overskudsvarme, hvilket gør det mere følsomt overfor stigninger i elprisen. 5

6 3 Scenarier Fjernvarme forsyner over husstande og virksomheder i by samt Hald Ege med fjernvarme. Fjernvarme er et distributionsselskab, hvilket betyder, at det indkøber fjernvarmen fra leverandører og leverer den til forbrugerne via 185 km hovedledningsnet og 145 km stikledningsnet til den billigst mulige pris. Fjernvarmen kommer i dag fra Energi Kraftvarme A/S, som benytter naturgas som energikilde. Der arbejdes dog med at finde nye, supplerende energikilder blandt andet overskudsvarme som kan komme forbrugerne til gode i form af bæredygtigt produceret og billig varme. For at udforske og belyse fordele og ulemper ved forskellige og nye tekniske løsninger til fremtidens fjernvarmeforsyning i opstiller denne rapport en række scenarier, som behandler økonomi, miljø, forsyningssikkerhed med videre. Mange løsninger i kombination Et af scenarierne går ud på, at der kan bygges et varmepumpeanlæg ved Apples kommende datacenter, ved Foulum i den østlige del af Kommune. Varmepumpeanlægget skal gøre det muligt at udnytte overskudsvarme fra datacentret til at forsyne by med fjernvarme. Inden for dette scenarie er der undersøgt forskellige variationer, som går på både nuværende, fremskrevne og balancerede temperatursæt. Et andet underscenarie handler om at kombinere varmepumpeanlægget ved Apples datacenter med lignende varmepumpeanlæg ved spidslastcentraler i. Visualisering af det kommende Apple datacenter ved Foulum. 6

7 Et andet hovedscenarie handler om at etablere et luft-til-vand varmepumpeanlæg i, som et supplement til nogle af kombinationerne ovenfor. I stedet for et almindeligt varmepumpeanlæg, der køler på overskudsvarme eller returtemperaturen i ledningsnettet og er afhængig af disse kilder, kan man med luft-tilvand varmepumper køle uafhængigt på udeluften. Luft-til-vand varmepumpeløsninger i stor skala er nye scenarier, som har vist sig relevante, idet elpris prognosen er væsentlig sænket i forhold til sidste år. Ringkøbing Fjernvarmeværk, Indtag til luft-til-vand varmepumpeanlæg. 7

8 Et tredje hovedscenarie handler om at satse på solvarmeanlæg og damvarmelager i stedet for varmepumpeanlægget ved Apple. Dette scenarie er nyt, og det specielle ved et solvarmeanlæg er, at selvom der investeres i et stort anlæg, som kan producere 45 pct. af varmebehovet ved hjælp af et damvarmelager, er der fortsat behov for maksimal kapacitet på andre anlæg især i vinterperioden hvor solen skinner mindst, lagerkapaciteten er opbrugt og varmebehovet er størst. Yderligere forklaringer og figurer til fordeling af varmeproduktion og lagerkapacitet hen over året kan findes i bilagsrapporten. For at kunne beregne og vurdere fordele og ulemper ved de forskellige scenarier er der en række fundamentale forudsætninger, der påvirker de endelige varmepriser, som forbrugerne vil få af de forskellige tekniske løsninger og kombinationer af teknologi. Svingende energipriser er et eksempel på sådan en variabel, og i det følgende afsnit kigger vi nærmere på disse. Dronninglund Fjernvarme, Solvarmeanlæg og damvarmelager. 8

9 4 Forudsætninger Denne nye version af den tidligere rapport (NIRAS, 2017) inkluderer en opdatering af beregningsforudsætningerne. Det omfatter især aktuelle el- og naturgaspriser, de seneste skøn om forventet prisudvikling og afgifter, investeringsomkostninger samt systemers virkningsgrader for de forskellige scenarier. Priser på brændsel Det er især udviklingen inden for priserne på el, som er væsentlig lavere end for et år siden. Det er illustreret i nedenstående figur over de historiske elpriser samt de enkelte års samfundsøkonomiske prognoser for elprisudviklingen. De nye tal, hvor prisudviklingen for 2017 nu er regnet ind, gør, at en forventet stigning i elpriserne over de kommende 20 år justeres ned. I den tidligere rapport var forventningen en prisstigning fra 175 kroner pr. MWh til knap 600 kroner. Nu forventer man en mindre stigning fra 200 kroner pr. MWh til knap 400 kroner over de kommende 20 år. 700 Historisk el-pris udvikling og samfundsøkonomiske prognoser Elpris-udvikling kr./mwh Benyttet til driftsøkonomiske beregninger Faktiske Det er ikke helt nemt at forudsige udviklingen i elpriserne. Figuren viser, at forskellige prognoser siden 2011 gentagne gange har vurderet, at priserne ville stige i fremtiden men oftest har taget fejl. Den sorte streg er den faktiske udvikling, mens de stiplede linjer er prognoserne. Figuren er benyttet til at fastlægge elpris prognosen med faktiske priser så langt som muligt. Til de drifts- og forbruger-økonomiske beregninger er benyttet børsen Nasdaq faktiske el-priser for langtidskontrakter for periode Derefter stigning som Dansk Energis prognose kaldet forward elprisscenarie (fra marts 2018) i perioden Først derefter er benyttet en stigning, som Energistyrelsens samfundsøkonomiske elprisscenarie. For faktiske priser se bilagsrapporten. 9

10 For uddybning af følsomheder på de forskellige forudsætninger henvises til bilagsrapporten. Energispareaftalen udløber i Nedjusteringen af elprisen har betydet, at scenariet med luft-til-vand varmepumpe er kommet med i rapporten som et nyt, interessant alternativ. Desuden er naturgasprisen opdateret med 2018 priser og Energistyrelsens seneste samfundsøkonomiske prognose for gasprisudviklingen fra august Heraf fremgår det, at naturgasprisen kun er steget lidt sammenlignet med tal-grundlaget for den tidligere rapport. Ændringer i naturgasprisen er så små, at de er uden betydning for rapportens resultater sammenlignet med sidste år. Afgifter Afgifterne, der er relevante for at belyse de forskellige scenarier for s fremtidige fjernvarmeforsyning, er generelt blevet opdateret. Fokus er især på afgiften for elvarme, som det fra politisk side er aftalt at reducere delvist i 2018 og 2020, men så med en mindre stigning igen i Hertil skal lægges, at regeringens seneste energipolitiske udspil omfatter en permanent afgiftsnedsættelse efter Effekten af en sådan er belyst i rapporten som en følsomhed på elprisen. En yderligere nedjustering af elprisen ved en permanent afgiftsnedsættelse efter 2021, vil betyde, at alle varmepumpe-scenariernes projektpris bliver endnu billigere og med størst effekt for luft-til-vand varmepumpen. Sammenlignet med varmepumper på overskudsvarme har luft-til-vand varmepumperne en lavere virkningsgrad, derfor et større elforbrug og derfor større effekt af reduceret elpris. Scenarierne inkluderer optimale mix imellem de forskellige produktionsenheder med optimale effektstørrelser og teknologier til indfasning. Herunder investeringer, system virkningsgrader samt drifts- og vedligeholdelsesomkostninger. Investeringer I dette afsnit findes de totale investeringer for forskellige scenarier. Det fremgår også, hvad værdien af den forventede energibesparelse vil blive. Energibesparelsen kommer dels i kraft af reduceret varmetab i ledningsnettet, som er en gevinst ved det sænkede temperatursæt, og dels det reducerede forbrug af brændsel, som er et resultat af skiftet fra naturgaskedler med en lav virkningsgrad til store eldrevne varmepumper med høje virkningsgrader. Bortset fra s nuværende fjernvarmeforsyning vil den laveste investering være i scenariet med luft-tilvand varmepumper i. Løsningen med varmepumpe ved Apple koster tæt på det dobbelte og løsningen med varmepumper i kombineret med solvarme koster tæt på 4 gange så meget som den billigste. 10

11 Scenarie Pris før Energibespar. Værdi af Energibespar. I alt investering Mio. kr. Mio. kr. Mio. kr. s nuværende fjernvarme-forsyning (naturgas kraftvarme) Investeringer i de forskellige scenarier Varmepumpe ved Apple (nuværende temperatursæt) Varmepumpe ved Apple (fremskrevet temperatursæt) Varmepumpe ved Apple og spidslastcentraler i (balanceret temperatursæt) Luft-til-vand varmepumpe (fremskrevet temperatursæt) Luft-til-vand varmepumpe og spidslastcentraler i (balanceret temperatursæt) Halve varmepumpeanlæg i hhv. og ved Apple Halvt varmepumpeanlæg i og 45 % solvarme + damvarmelager Der skal her nævnes, at Energiselskabernes Energispareordning forventes nedlagt ved udgangen af 2020, hvorefter scenarier, der implementeres efter 2020 ikke kan opnå tilskud. Øvrige forudsætninger - se bilagsrapporten. Virkningsgrader Der er beregnet systemvirkningsgrader for de forskellige scenarier. Scenarierne med varmepumpeanlæg, der køler på overskudsvarme eller returtemperaturen i ledningsnettet, har de højeste virkningsgrader. Scenarierne med luft-til-vand varmepumperne har lavere system virkningsgrader. I begge tilfælde er virkningsgraderne dog væsentlig højere end for de eksisterende naturgaskedler. Det betyder samtidigt forskellige følsomheder i de forskellige scenarier over for blandt andet elprisen. 11

12 5 Gennemførelse De to scenarier, der benytter balancerede temperatursæt varmepumpe ved Apple og spidslastcentraler i såvel som luft-til-vand varmepumpe og spidslastcentraler i, kan, ud over etablering af de centrale produktionsanlæg, gennemføres ved følgende tiltag i byen: 1. Inddeling af fjernvarme distributionsnettet i zoner med temperatursæt på 60/35 hhv. 55/30 2. Lokale varmepumpeanlæg på de fire spidslastcentraler 3. Lokale mini-varmepumpeanlæg eller alternative anlæg til sikring mod legionella ved de større enkeltforbrugere (90 ejendomme i by) 4. Blokvarmecentralernes tilslutning ændres fra at være indirekte (med varmevekslerstation) koblet på fjernvarme transmissionsnettet til direkte tilslutning til distributionsnettet med den aktuelle zones temperatursæt 5. Få nødvendige ændringer af det bynære transmissionsnet 6. Få nødvendige ændringer til distributionsnet, pumper og flow-målere i en enkelt underzone 7. Udskiftning af forbrugerinstallationer til håndtering af den balancerede fjernvarmes temperatursæt vha. en lejemodel for minimal forbrugerinvestering 8. Øget energirådgivning med fokus på returtemperaturen fra de enkelte forbrugere. 55/30 zone 55/30 zone 12

13 Zoneinddeling af Fjernvarmes distributionsnet 60/35 zone 60/35 zone 55/30 zone Figuren viser zoneinddelingen markeret med blå og grøn. 6 Teknik Temperaturerne i fjernvarmenettet er afgørende for varmetabet i fjernvarme transmissionsnettet, distributionsnettet, vekslere og forbrugerinstallationerne. Jo højere temperaturer, både i fremløb og retur, jo større varmetab. Ved at reducere temperaturerne kan varmetabet reduceres. Dermed bliver behovet for produktion også reduceret, og der kan spares brændsel. Desuden øges virkningsgraden betydeligt ved lavere temperatursæt, når det er varmepumper som anvendes til varmeproduktionen. Så jo lavere temperaturer, jo billigere varmepriser. Scenarierne, der benytter balancerede temperatursæt, forudsætter, at temperaturen på fjernvarmevandet sænkes fra de nuværende grader til 55 grader de fleste steder. Det forudsættes også, at decentrale varmepumper ved de eksisterende spidslastcentraler på Hamlen, Gyldenrisvej, Farvervej og Industrivej hæver fjernvarmen til de nødvendige temperaturer baseret på en grundtemperatur i hovedtransmissionsnettet på 50 grader. Desuden skal der hos større forbrugere eksempelvis boligblokke opsættes mindre varmepumpeanlæg eller anden vandbehandling. 13

14 Ny forbrugerinstallation Nye forbrugerinstallationer Samlet set skal 2/3-dele af de godt husstande (altså ca husstande) have skiftet deres tekniske installationer i huset de såkaldte fjernvarmevekslere til en ny og opdateret udgave, som kan håndtere de lavere temperaturer og samtidig sikre en effektiv udnyttelse af fjernvarmevandet. Den udskiftning skal ske over en årrække, og systemet bliver sådan, at forbrugerne kan leje det tekniske udstyr hos Fjernvarme fremfor at man selv skal ud at investere. Blokvarmecentraler Ud over de enkelte forbrugerinstallationer er der enkelte boligblokke ejet af de lokale boligselskaber, som i dag er forsynet via en vekslerstation fra Energi Kraftvarmes transmissionsnettet, som også forsyner Fjernvarme. Det medfører, at disse blokvarmecentraler i dag er dimensionsgivende for en højere fremløbstemperatur end nødvendigt for byen som helhed. Det anbefales derfor, at blokvarmecentralerne i stedet forsynes direkte fra Fjernvarmes lokale fjernvarme distributionsnet, som vil kunne levere den nødvendige varme fra distributionsnettet uden at resten af byen nødvendigvis skal hæves til samme høje temperatur. er lykkedes at sænke fremløbstemperaturerne fra grader i fremløb i 2002 til grader i For at komme yderligere ned til de 60 hhv. 55 grader er det især den direkte opkobling af blokvarmecentralerne, der er en begrænsning for det samlede system i. Lavere Returtemperatur Det er lykkedes at sænke returtemperaturen fra grader i 2002 til grader i For at komme ned på de ca. 30 grader i returtemperatur er det især den dårlige varmeudnyttelse i forbrugerinstallationerne, der skal gøres noget ved. Udskiftning af 2/3-dele af de gamle fjernvarmevekslere til nye fjernvarmevekslere, vil sikre at returen sænkes væsentligt, men også en øget indsats på energirådgivningen overfor forbrugerne skal til, for at sikre at de forudsatte returtemperaturer kan opnås. Fjernvarme har igennem årene arbejdet meget med netop temperaturerne i distributionsnettet. Det 14

15 7 Værdikæde Tidligere rapporter omkring den fremtidige energiforsyning i har koncentreret sig om enten produktion eller distribution svarende til den 2-delte, organisatoriske opbygning, der har været i siden 1996, hvor Energi Kraftvarme i forlængelse af etableringen af kraftvarmeværket overtog varmeproduktionen fra Fjernvarme. I denne rapport er der set på hele værdikæden fra brændsel til forbruger, som illustreret på nedenstående figur. Og hvor den nye teknologi bevirker, at det ikke længere er hensigtsmæssigt med opdelingen af produktion og distribution, som har været tilfældet de seneste 20 år. Fælles organisation Hele værdikæden inkl. luft-vand varmepumpe i og ved spidslastcentraler Der arbejdes med 55 MW fra et luft-til-vand varmepumpeanlæg da det giver en billigere projektpris end eksempelvis 45 MW. Blandt andet pga. et mindre naturgasforbrug ved 55 MW sammenlignet med 45 MW. Der arbejdes med bynære varmepumpeanlæg. Det viser det sig dels at være løsningen med den billigste projektpris blandt andet pga. fordelene ved let opkobling på fremtidig bynært overskudsvarme mm. Der arbejdes med mindre og få nødvendige ændringer til det eksisterende bynære transmissionsnet. Naturgaskedlerne på spidslastcentralerne bibeholdes, men kun til produktion af den absolutte spidslast, som med det fuldt udbyggede scenarie reelt er få timer om året. Der arbejdes med en zoneinddeling af byen. Dels for kun at hæve temperaturen til det nødvendige i de forskellige zoner og dels for at minimere ledningstabet. 15

16 Blokvarmecentralerne nedlægges og der etableres direkte forsyning til de tilhørende boligblokke. Dels for at minimere varmetabet over blokcentralerne, dels for at minimere ledningstabet og dels i forhold til generel optimering for at muliggøre et lavere temperatursæt i byen som helhed. Der arbejdes med lokale boost af brugsvand ved større forbrugere i de grønne zoner. Dette for at sikre mod legionella og generel optimering for at muliggøre et lavere tempertursæt. Der arbejdes med en prioriteret udskiftning af forbrugerinstallationerne vha. en lejemodel. Hovedsagelig til sikring af så lav en returtemperatur som muligt når fremløbstemperatur sænkes. Der er åbenlyse fordele ved en sammenlægning af produktion og distribution til en samlet organisation. Dels for at sikre incitament mellem investering hhv. indsats og udbytte. Dels er der nogle styringsmæssige forhold, der ændres ved at gå fra et produktionsstyret system, som hidtil, til et forbrugerstyret system, som tilfældet ved balanceret fjernvarme. Dels ligger der betydelige rationaliseringsgevinster ift. de faste kapacitetsomkostninger ved en sammenlægning. Besparelsen ved sammenlægningen (scenarie: varmepumpe ved Apple med fremskrevet temperatursæt sammenlignet med scenarierne med balanceret fjernvarme inkl. varmepumper på spidslastcentralerne mm.) er på 8 mio. kr. pr. år svarende til 200 mio. kr. over 25 år. Fordelingen af de faste driftsomkostninger til produktionsanlæggene er antaget som hos Energi Kraftvarme, og kan reduceres efter nedlæggelse af kraftvarmeværket og sammenlægningen. Herunder hensyn til, at varmepumper har brug for væsentlig mindre mandskab end døgnbemanding på kraftvarmeværket. Driftsbudget før og efter sammenlægning Driftsbudget Før sammenlægning - Kraftvarmeværk [mio. kr./år] Efter sammenlægning Bidrag til fælles org. [mio. kr./år] Management/ledelse 4,0 1,9 Drift og driftspersonale 8,0 3,7 Administration 3,0 1,4 I alt 15 7 Hvor det samlede personale forventes reduceret fra 25 ansatte (Energi Kraftvarme + Fjernvarme) til 19 i den samlede organisation. 16

17 8 Økonomiske resultater resulterende varmepriser Resultatet af analyserne med ovenstående forhold indregnet er gengivet i nedenstående figur med de gennemsnitlige projektpriser og med og fuld kapacitet (55 MW) fra Apple varmepumpeanlægget i hhv. 2022, 2023 og Projektpriser med godkendte elvarmeafgift og med permanent sænket elvarmeafgift Gennemsnitlig prod. pris (25 år) - Fuld kapacitet fra Apple kr./mwh Apple & multi Godk. Elafgift Luft-tilvand & multi Godk. Elafgift halv Apple, halv & multi Godk. Elafgift Apple & multi Permanent sænket elafgift Luft-tilvand & multi Permanent sænket elafgift halv Apple, halv & multi Permanent sænket elafgift I denne figur ses det, at scenariet vedr. luft-til-vand varmepumpe og spidslastcentraler i (balanceret temperatursæt) bliver en konkurrencedygtig løsning, hvis Apple varmepumpeanlægget har fuld kapacitet (55 MW) senere end 2023 ved den godkendte elafgift. En tilsvarende beregning men med en permanent nedsættelse af elvarmeafgiften efter 2021, som det er foreslået af regeringen i deres energipolitiske udspil fra april 2018, eller tilsvarende reducerede elpriser på markedet i forhold til prognoserne, betyder at luft-til-vand varmepumpe og spidslastcentraler i (balanceret temperatursæt), er konkurrencedygtig, selv hvis Apple varmepumpeanlæg er på fuld drift i

18 Der er indledningsvist analyseret med udgangspunkt i, at alle scenarier kan være i fuld drift allerede i Dette er gjort for at konstatere de forskellige scenariers indbyrdes energieffektivitet set over anlæggenes 25-årige tekniske levetid. På figuren herunder er rapportens økonomiske resultater vist som en gennemsnitlig projektpris for de forskellige scenariers leverance af fjernvarme over hele anlæggets levetid. På nedenstående figur fremgår det også, at scenarierne med varmepumper ved Apple (fremskrevet temperatursæt), varmepumpe ved Apple og spidslastcentraler i (balanceret temperatursæt) samt luft-til-vand varmepumpe og spidslastcentraler i (balanceret temperatursæt) er de billigste. Her skal det nævnes, at alt afhængigt af hvornår Apple varmepumpeanlægget kan være på fuld kapacitet, bliver især det sidste scenarie med lufttil-vand i kombination med spidslastcentralerne i relativt billigere i forhold til Apple løsningen, da dette ikke er afhængigt af en aftale med Apple. Gennemsnitlig projektpriser (produktion inkl. omstillingsinvesteringer på distributionssiden) Forudsætning at alle anlæg etableres og idriftsat 2020, hvilket er urealistisk for de scenarier der indeholder varmepumpeanlæg ved Apple. kr./mwh Ngas ved Apple ved Apple Apple & multi Luft-tilvand Luft-tilvand & multi halv Apple, halv & multi 45% Sol, halv & multi 80/40 80/40 60/30 55/30 60/30 55/30 55/30 55/30 Afskriv D&V Brændsel Total Endvidere er prisudviklingen over årene illustreret på nedenstående figur. Her ses det, at omkostningerne ved Fjernvarmes nuværende løsning stiger voldsomt, hvilket især skyldes den stigende prognose for naturgasprisen. 18

19 Scenariet der gælder en varmepumpe ved Apple (nuværende temperatursæt) er også svagt stigende. Det skyldes det fortsatte behov for at hæve temperaturen til det nuværende temperatursæt ved hjælp af naturgaskedler. Scenariet vedr. et halvt varmepumpeanlæg i og 45 pct. solvarme + damvarmelager har en svagt faldende prisudvikling, hvilket skyldes, at brændslet i tilfældet med solvarme er gratis, mens der stadig er behov for supplerende produktion og fuld kapacitet på andre brændsler. Øvrige scenarier har en jævn prisudvikling. Varmeprod. pris - 55 MW 800 Prognose for projektprisernes udvikling /40 Ngas kr./mwh /40 ved Apple 60/30 ved Apple 55/30 Apple & multi 60/30 Luft-til-vand 55/30 Luft-til-vand & multi 55/30 halv Apple, halv & multi 55/30 45% Sol, halv & multi Disse prisudviklinger skal dog som anført ovenfor korrigeres ift. hvornår kilderne, herunder særligt overskudsvarmen fra Apple kan være tilgængeligt og kan derfor ikke anskues som priseksempler, som man umiddelbart kan vælge imellem. 19

20 9 Samfundsøkonomi og miljø Herunder ser vi nærmere på resultatet af de samfundsøkonomiske beregninger for de billigste scenarier og sammenligner med Fjernvarmes nuværende løsning over en periode på 20 år. Her identificerer rapporten det samfundsøkonomiske overskud for de tre scenarier som stort set ens fra 2,9 til 3,1 mia. kr., dog med scenariet luft-til-vand varmepumpe og spidslastcentraler i (balanceret temperatursæt) som den laveste af de 3. Men afhængigt af hvornår et eventuelt Apple varmepumpeanlæg er på fuld drift, vil der for de to andre scenarier, som begge forudsætter et varmepumpeanlæg hos Apple, blive behov for naturgasproduktion til at dække varmebehovet indtil da. Det betyder, at de samfundsøkonomisk vil blive ringere end scenariet med luft-til-vand varmepumpe og spidslastcentraler i (balanceret temperatursæt). Det samme gælder for CO2- udledningen, der i så fald, at scenarierne bliver etableret samtidig, stort set giver den samme klimamæssige besparelse sammenlignet med referencen på ca. 1,1 mio. tons CO2 over de 20 år. Men hvis Apple varmepumpeanlægget først bliver etableret i 2022 eller senere, vil CO2- udledningen fra scenarierne med et varmepumpeanlæg ved Apple blive væsentlig højere end for scenariet med luft-til-vand varmepumpe og spidslastcentraler i (balanceret temperatursæt), der kan etableres hurtigt og uafhængig af en aftale med Apple. Det skyldes især, at der vil skulle produceret varme på naturgas, med en stor CO2-udledning, indtil et anlæg ved Apple er i fuld drift. 10 Forbrugerperspektiv Set fra forbrugernes perspektiv er det især forholdende omkring praktiske forhold hos forbrugeren, forsyningssikkerhed, miljømæssige forhold samt forbrugerprisen, der har fokus. Ændringer hos de enkelte forbrugere er minimale og består reelt i udskiftning af forbrugerinstallationen til en nyere og mere moderne fjernvarmeveksler, som kan håndtere de lavere temperaturer og som er mere energieffektiv. Den nye fjernvarmeveksler fylder det samme som den gamle. Fjernvarme tilbyder en lejemodel, således forbrugerne ikke skal investere i udstyr og lejeudgiften modsvares af en billigere varmeudgift over de 20 års lejeperiode. Det er især fokus på returtemperaturen og varmeudnyttelsen hos de enkelte forbrugere, der er medvirkende årsag til det samlede temperatursæt i ledningsnettet kan sænkes, varmetabet kan reduceres og varmeprisen kan sænkes. 20

21 Forsyningssikkerheden, i form af tilgængelige varmekapacitet fra de enkelte produktionsenheder, er uændret. Selv når kraftvarmeværket bliver nedlagt og hvis det centrale varmepumpeanlæg skulle være ude af drift, er der tilstrækkelig kapacitet på de øvrige spidslastcentraler, inklusiv lokale varmepumper, til forsyning af forbrugerne i en spidslastsituation (kold vinterdag). Desuden er der hensynet til den nødvendige kilde til produktionsanlæggene. Den nuværende varmeproduktion er udelukkende baseret på naturgas. For varmepumpeløsningerne er der dels naturgaskedlerne på spidslastcentralerne og dels elforbruget til varmepumperne i forbindelse med enten køling på overskudsvarme eller køling på udeluft. Hvor der kan være usikkerheder forbundet med leveringssikkerheden af overskudsvarmen, men hvor anlæggene med køling på udeluft har en sikker kilde. Den største forsyningssikkerhed, i form af tilgængelig kilde til produktionsanlæggene, opnås således ved scenarie Luft-tilvand varmepumpe og spidslastcentraler i (balanceret temperatursæt). Hverken til eksisterende anlæg eller til anlæggene i scenarierne er der elbackup. Det vil sige i de tilfælde hvor dele eller hele byen måtte miste elforsyningen, vil fjernvarmeproduktionen også stoppe. Der skal bruges el til pumper og styringsanlæg såvel som produktionsanlæg og herunder varmepumper. Der er ingen forsyningssikkerhed, i form af tilgængelig el, ligesom tilfældet også er i dag. Miljømæssigt bidrager skiftet fra naturgas på kedelanlæg med lav virkningsgrad til el-drevne varmepumpeanlæg med høj virkningsgrad til den største reduktion i CO2 udledningen. Jo senere Apple varmepumpeanlægget er på fuld drift, jo længere tid, skal der køres med naturgaskedler, hvilket resulterer i væsentlige CO2 udledninger sammenlignet med scenariet Luft-til-vand varmepumpe og spidslastcentraler i (balanceret temperatursæt) der kan etableres hurtigt og uafhængigt af overskudsvarme fra Apple. Det sidste af de nævnte forbrugerfokuspunkter er økonomien. Efter hensyn til projekt virkningsgrad (øge den samlede virkningsgrad i distributionsnettet til 90 pct.), administrationsomkostninger, fastbidrag samt leje af måler bliver gennemsnitlig forbrugerpris for et standard hus på 130 m2 og med et forbrug på 18,1 MWh/år som vist på nedenstående figur. Af figuren fremgår det, at scenarierne Varmepumpe ved Apple (fremskrevet temperatursæt) og Varmepumpe ved Apple og spidslastcentraler i (balanceret temperatursæt) er de billigste løsninger med udgangspunkt i forbrugerprisen. Dermed også de 2 løsninger med den største besparelse for forbrugeren sammenlignet med nuværende anlæg og temperatursæt. 21

22 Hertil kommer hensynet til hvornår Apple anlægget kan forventes at være i fuld drift. Og hvis det først er efter 2022, så er scenariet Luft-tilvand varmepumpe og spidslastcentraler i (balanceret temperatursæt) den billigste løsning. Forbrugerpris for et standard hus kr Gns. forbrugerpriser - standard hus (inkl. moms) Ngas ved Apple ved Apple Apple & multi Lufttilvand Lufttilvand & multi halv Apple, halv & multi 45% Sol, halv & multi 80/40 80/40 60/30 55/30 60/30 55/30 55/30 55/30 55 MW For samtlige anlæg etableret og i fuld drift 2020, hvilket er urealistisk for alle scenarier med varmepumpeanlæg ved Apple. 22

23 11 Konklusion Styrkerne ved det balanceret temperatursæt, er en større forsyningssikkerhed, som kommer i kraft af den øgede kapacitet på spidslastcentralerne med varmepumper. Hertil kommer et lavt varmetab i nettet i og med, at temperatursættet er sænket væsentligt i forhold til i dag. Når løsningen er baseret på overskudsvarme eller udeluft som energikilde medvirker den også til den laveste forbrugerpris og den bedste samfundsøkonomiske løsning, da naturgasforbruget reduceres til et minimum. Desuden giver scenariet den laveste CO2-udledning, da udledningen fra forbrænding af naturgas minimeres, samt en optimal mulighed for udnyttelse af bynær overskudsvarme vha. de bynære varmepumpeanlæg. Svaghederne ved scenariet varmepumpe ved Apple og spidslastcentraler i (balanceret temperatursæt) er uvisheden om, hvornår der kan forventes indgået en 25-årig, bindende produktionsaftale med Apple. Og hertil kommer også uvisheden om, hvornår et større Apple varmepumpeanlæg kan forventes at være på 100 pct. drift. Desuden er der store investeringer i et produktionsanlæg, der ligger 10 km fra. Disse forhold er belyst i forbindelse med følsomhedsanalyser og risikovurderinger. Overskudsvarme fra Apple kan realistisk set tidligst blive til noget i 2022 eller senere. Dermed bliver løsningen med overskudsvarme fra Apple en dyrere løsning, end hvis varmeenergien i stedet tages fra udeluften på et luft-til-vand varmepumpeanlæg i. I ovenstående tilfælde kan scenariet luft-til-vand varmepumpe og spidslastcentraler i (balanceret temperatursæt) med en anlægsinvestering på 212 mio. kroner gennemføres hurtigere og væsentligt billigere end en Apple-løsning, som vil koste mindst 274 mio. kroner; ikke mindst grundet den væsentlige investering i en transmissionsledning ud til Foulum. Også den gennemsnitlige projektpris og forbrugerpris vil være billigere for dette scenarie sammenlignet med scenariet, der gælder varmepumpe ved Apple og spidslastcentraler i (balanceret temperatursæt), i tilfældet, hvor Apple varmepumpeanlægget først er i fuld drift i 2022 eller senere. Dette selvom den samlede system virkningsgrad for scenariet uden Appleløsningen er lavere end for scenariet med Apple-løsningen. I begge tilfælde vil den bynære overkapacitet ved varmepumper på spidslastcentralerne, kunne benyttes dels til forsyningssikkerhed og dels til udnyttelse af bynært overskudsvarme. 23

24 12 Anbefaling Det anbefales at forfølge scenariet luft-til-vand varmepumpe og spidslastcentraler i som den valgte teknologi samt følgende: Balanceret fjernvarme (med byens forsyningsnet opdelt i 2 zoner). Varmepumpeanlæg på spidslastcentraler (med køling på retur og/eller udeluft) Bynær produktion (for største forsyningssikkerhed) Én samlet organisation (sammenlægning af produktion og distribution) Nedlukning af kraftvarmeværket (når ny produktion er etableret) 13 Læsevejledning Herunder læsevejledning til den fulde, tekniske rapport som er opdelt i følgende kapitler: Kapitel 1 med et kort resumé af rapportens konklusioner Kapitel 2 beskriver opbygningen af rapporten Kapitel 3 med rapportens forudsætninger Kapitel 4 med beskrivelse af referencen og de forskellige scenarier Kapitel 5 med investeringer Kapitel 6 med beskrivelse af de driftsmæssige forhold Kapitel 7 med organisation og styring Kapitel 8 med selskabsøkonomi Kapitel 9 med forbrugerperspektiv Kapitel 10 indeholder følsomhedsanalyse på udvalgte parametre Kapitel 11 med beskrivelse af de samfundsøkonomiske forhold Kapitel 12 er konklusion og anbefaling Kapitel 13 indeholder bilag. 24