Hospitalet er nu revet ned for at skaffe plads til et nyt byggeri.

Transkript

1 NOTAT Projekt Varmeforsyning af PH Park i Hørsholm Kunde NORFORS Notat nr. 1 Dato Til Fra Kopi til Mads Thorning Pelle, Jan Olsen, Robert Lau Thomas Rønn, Søren Vesterby Knudsen og Anders Dyrelund Pernille M. Overbye 1. Indledning Hørsholm hospital har i mange år været forsynet af Norfors med fjernvarme i henhold til godkendte varmeplaner og projektforslag. Dato Nedenfor ses et udsnit af PlansystemDK. Rambøll Hannemanns Allé 53 DK-2300 København S T F Ref Dokument ID / NF Version 3 Hospitalet er nu revet ned for at skaffe plads til et nyt byggeri. Der skal iht. Udviklingsplanen for PH Park etableres 254 boliger (rækkehuse, etageboliger og tårnboliger) på samme matrikel. Da området er udlagt til fjernvarme i henhold til Varmeforsyningsloven kan fjernvarmeforsyningen til matriklen omlægges fra at have forsynet sygehusets bygninger til at forsyne den nye bebyggelse uden, at der skal udarbejdes et nyt projektforslag. Rambøll Danmark A/S 1/10 CVR NR

2 Den nye samlede bebyggelse på matriklen har et akkumuleret effektbehov på ca. 2,1 MW eller ca. 900 kw ved en evt. fjernvarmetilslutning grundet samtidigheden. Det er større end 250 kw, hvorfor bebyggelsen er et kollektivt varmeforsyningsanlæg iht. Varmeforsyningsloven. Bebyggelsen skal derfor tilsluttes fjernvarmen og hele varmebehovet skal forsynes med fjernvarme. Projektbekendtgørelsen rummer imidlertid mulighed for, at ejeren af bebyggelsen kan fremsende et projektforslag for en anden forsyningsform til Kommunalbestyrelsen i medfør af Projektbekendtgørelsen. Et sådant eventuelt projektforslag skal sendes i høring til berørte parter. I dette tilfælde Norfors og Forsyning Helsingør, som ejer anlæg, der bliver berørt af en eventuel anden forsyning. Tilsvarende kunne Norfors udarbejde et projektforslag for området for at ændre fra fjernvarme til individuel forsyning, hvis det ville være relevant. Da der i byudviklingsplanen for området har været fremsat et forslag for en alternativ forsyning med 4 individuelle klyngevarmepumper, kan det således blive aktuelt med et projektforslag fra det selskab, som skal eje og drive disse varmepumper og tilhørende ledningsnet. I dette notat redegør Norfors for økonomien i fjernvarme fra Norfors set i forhold til et sådant alternativ. Desuden ses på tre varianter af fjernvarmen med hhv. optimeret lavtemperaturfjernvarme (OLTFV), ultra lavtemperaturfjernvarme (ULTFV) og traditionel fjernvarme. Økonomien belyses dels for samfundet med Energistyrelsens beregningsforudsætninger, dels for lokalsamfundet i Hørsholm, som er den samlede økonomi for Norfors og de nye beboere i området. Konklusionen er: At fjernvarme til de 4 klyngebebyggelser er betydelig mere fordelagtig end 4 individuelle varmepumper med jordslanger mv. for både samfundet og lokalsamfundet. At afgreningen fra eksisterende fjernvarmenet til matriklen bedst kan etableres fra en vekslerstation på en hovedledning, der grænser op til området, og at tilslutningen kan ske via en veksler med et 3-benet stik (v. ULTFV), således at bebyggelsen fortrinsvis forsynes ved at nedkøle fjernvarmens returledning (en shuntledning på returledningen. Den tredje ledning skal sikre, at der altid er tilstrækkelig høj fremløbstemperatur til bebyggelsen i de tilfælde, hvor der er lav returtemperatur i hovedledningen. Fjernvarmenettet på matriklen bliver således et lavtryksnet med lav temperatur, som kan tilsluttes direkte til alle radiatoranlæg og uden, at der bliver behov for at etablere yderligere temperatursænkninger med shunt bortset fra gulvvarmen. 2/10

3 At fjernvarmen også kan leveres direkte med måler til hver bolig, hvis anlæg og drift af de interne ledninger fra klyngetilslutning til boliger aftales mellem Norfors og bygherren. At optimeret lavtemperaturfjernvarme (OLTFV), hvor fjernvarmen leverer hele varmebehovet til opvarmning og varmt brugsvand til hver af de 254 boliger er lidt mere fordelagtigt end et alternativ med ultra lavtemperatur fjernvarme (ULTFV), hvor fjernvarmen føres frem med lavere temperatur og der etableres små varmepumper i hver bolig til at booste varmt brugsvand. 2. Reference Der er ikke detaljerede oplysninger om alternativet med varmepumper. Det fremgår dog, at bebyggelsen opdeles i 4 klynger og, at der tænkes en varmepumpe i en lille tilbygning til hver klynge (enten over eller under terræn i forbindelse med P-kælder). Det er tanken at hente varmen fra jordslanger i det grønne område. Der er ikke redegjort for, hvordan de interne ledninger skal føre varme fra varmepumpe til boliger og hvilket selskab, der skal stå for anlæg og drift. Anlægget kan eksempelvis etableres på to forskellige måder, da det kunne være aktuelt at forsyne alle boliger med gulvvarme, som kan nøjes med ca. 45 C fremløbstemperatur. De tre alternativer er: Optimeret lavtemperatur blokvarme med 60 C fremløb, så der kan etableres en understation med brugsvandsveksler og måler til hver af de 254 boliger. Fremløbstemperatur hæves gradvist fra 60 ºC ved udetemperatur på 0 C til 80 C ved udetemperatur på -12 C. Forsyning skal ske fra vekslerstation i området. Ultra lavtemperatur blokvarme, med 45 C fremløb, så der kan etableres en understation med varmepumpe til at booste temperaturen op til brugsvandsniveau og en måler til hver af de 254 boliger. Varmepumpen kan tage varmen enten fra blokvarmen eller fra ventilationsanlægget. Forsyning skal ske fra vekslerstation i området. Traditionel fjernvarme efter Norfors bestemmelser med 70 C fremløb så der kan etableres en indirekte understation med brugsvandsveksler og måler til hver af de 254 boliger. Forsyningen kan ske ved anboring på hovedledning sydvest fra pumpehus, hvor differenstrykket er tilstrækkeligt stort. 3. Fjernvarme i forhold til klyngevarmepumper Det vil således være relevant at belyse fjernvarmens økonomi i forhold til de 4 klyngevarmepumper. Når der etableres fjernvarme til hvert tilslutningspunkt, hvor der alternativt skulle etableres en varmepumpe, står begge muligheder for lokal distribution med og uden brugsvandsvarmepumper åbne. 3/10

4 Fjernvarmen, der leveres til den nye bebyggelse fremkommer ved at udnytte de eksisterende affaldsforbrændingsanlæg bedre om sommeren, ved at øge produktionen på Helsingør Kraftvarmeværk og ved at øge produktionen på de eksisterende naturgaskedler. Fordelingen er anslået med 33% til hver. Nettabet i fjernvarmen påvirkes ikke af den ekstra levering til området. I den følgende tabel belyses fjernvarmen i forhold til blokvarme, der distribuerer hele behovet for varme og varmt brugsvand. Hovedalternativer Fjernvarme 4 klynge VP Investeringer Fjernvarmenet til 4 klynger 1000 kr 654 Fjernvarme kundeust. 4 stk kr Investering i 4 klynge VP 1000 kr Investering i alt 1000 kr Faktor på jord/søvarmepumper 1,15 Gevinst ved fjernvarme ift. klynge VP Samfundsøkonomisk nuværdigevinst 1000 kr Lokalsamfundet Hørsholm nuværdigevinst 1000 kr Selskabsøkonomisk gevinst, faste priser 1000 kr Der er her taget hensyn til, at varmepumpeinstallationen kræver et større bygningsareal end fjernvarmetilslutningen, svarende til omtrent 15% af anlægsinvesteringen. Det ses, at der er en samfundsøkonomisk gevinst på 9,4 mio. kr. ved at vælge fjernvarme frem for en varmepumpeløsning med 4 klynger. Den tilsvarende gevinst for lokalsamfundet er ca. 7,7 mio. kr. og den selskabsøkonomiske gevinst for Norfors er ca. 11,7 mio. kr. 4. Optimering af fjernvarmen Da ny bebyggelse ofte etableres med ultra lavtemperatur varmeanlæg i form af gulvvarme, ønsker Norfors at se på muligheden for evt. at fjernvarmen fra tilslutningspunktet frem til hver bolig også etableres med ultra lav temperatur, dvs. ca. 45 C i fremløbstemperatur og ca. 25 C i returløbstemperatur. Fordelen ved lavere fremløbstemperatur er: at der kan benyttes billigere plastikrør at varmetabet alt andet lige er lavere når temperaturen er lavere og at omkostninger til lokal varmeproduktion med en evt. varmepumpe vil være lavere 4/10

5 Ulempen er imidlertid, at rørdimensionerne bliver større som følge af lavere afkøling, hvorved anlægsinvesteringer og varmetab stiger. at varmetabet for plastikrør ved samme dimension er større at det kræver en vekslerstation til forsyning af området. Beregningerne er baseret på oplysninger, som Rambøll har modtaget fra Thermaflex den Begge lavtemperatur-fjernvarmealternativer er vurderet i forhold til en løsning med individuelle varmepumper baseret på luft, hvor en varmepumpe til en bolig at anslået til kr., mens en tilsvarende direkte fjernvarme kundeinstallation er anslået til kr. pr. bolig. I alternativet med traditionel fjernvarme er en indirekte fjernvarme kundeinstallation anslået til kr. pr. bolig. Det er antaget, at merinvesteringen i at etablere en varmepumpe til brugsvand som en integreret del af fjernvarmekundeinstallationen er kr. pr. bolig. For lavtemperaturalternativerne er der anslået kr. til opførelse af en vekslerstation som en tilbygning til eksisterende pumpehus. Det ses, at investeringen i alle fjernvarmealternativer er markant mindre end investeringen i individuelle varmepumper at man sparer ca. 40% på fjernvarme netinvesteringen ved at vælge plastikrør at denne besparelse stort set opvejes af investeringen i varmepumpe til brugsvand at varmetabet i fjernvarmenettet vokser fra 6% til 8% ved at vælge plastikrør. 5/10

6 Optimering af fjernvarmekoncept OLTFV ULTFV Traditionel fjv. Fjernvarmerør Enhed Twinrør Thermaflex Twinrør Faktor på net investering 1,40 1,00 1,45 Faktor på varmetab 1,00 1,38 1,18 VP brugsvandproduktion MWh Fjernvarme kundeinstallation kr Tillæg for brugsvands VP kr Affaldsvarme % 33% 23% 33% Biomasse KV % 33% 23% 33% Gaskedel % 34% 34% 34% Brugsvandsvarmepumpe % 0% 21% 0% I alt % 100% 100% 100% Samlet varmeproduktion MWh Nettab 6% 8% 7% Investering i referencen, individuelle VP 1000 kr Investering i fjernvarmenet 1000 kr Investering i fjv. kundeinstallationer 1000 kr Investering i vekslerstation 1000 kr Fjernvarmeinvesteringer i alt 1000 kr Gevinst ved fjernvarme ift. individuelle VP Enhed OLTFV ULTFV Traditionel fjv. Samfundsøkonomisk nuværdigevinst 1000 kr Lokalsamfundet Hørsholm nuværdigevinst 1000 kr Selskabsøkonomisk gevinst, faste priser 1000 kr Samlet set er der er større gevinst samfundsøkonomisk set ved at vælge optimeret lavtemperaturfjernvarme (OLTFV) med twinrør frem for ultra lavtemperaturfjernvarme med brugsvandsvarmepumper (ULTFV). Det ses desuden også, at traditionel fjernvarme med indirekte fjernvarme kundeinstallationer og direkte tilslutning via anboring på hovedledningen, har en lavere samfundsøkonomisk gevinst, da de samlede fjernvarmeinvesteringer er højere, hovedsageligt grundet indirekte kundeinstallationer, selvom vekslerstationen her kan undlades. Selskabsøkonomisk set, er det traditionel fjernvarme, der har den største gevinst for Norfors. 6/10

7 5. Forudsætninger 5.1 Varmegrundlag Det specifikke nettovarmebehov inkl. brugsvand og brugervariation, er sat til 50 kwh/m2/år. På baggrund af data fra byudviklingsplanen, giver dette et nettovarmebehov på MWh/år. Klyngenr/boligtype Antal boligenheder Etageareal (m2) Opt- LT FJV akk. effekt (kw) Ultra LT FJV akk. effekt (kw) Nettovarmebehov (MWh) Etageboliger Rækkehus Tårnhusboliger Etageboliger Rækkehus Tårnhusboliger Etageboliger Rækkehus Tårnhusboliger Etageboliger Rækkehus Tårnhusboliger I alt /10

8 5.2 Forudsætninger til design af fjernvarmenet Ultra lavtemperatur fjernvarme (ULTFV): Effektbehov rumvarme: 30 W/m² Samtidighed på rumvarme: 0,8 (S = 0,8 + 0,2/n) Brugsvand: I designsituation medtages brugsvand ikke. Temperatursæt: Tf/Tr = 45/25 ºC (året rundt) Rørtype: Thermaflex Spidslasteffekt an net: 700 kw Max flow an net: 30,3 m³/h Resultat af dimensionering for thermaflexrør ved Ultra lavtemperatur fjernvarme (ULTFV): 8/10

9 Optimeret lavtemperatur fjernvarme (OLTFV) Effektbehov rumvarme: 30 W/m² Brugsvand: Flowbegrænser på 86 l/h på VVB svarende til 5 kw ved DT på 50 ºC Samtidighed: S = (q rv + q bv *n -1 ) / q tot, Temperatursæt design: Tf/Tr = 80/30 ºC Temperatursæt i drift: Udetemperatur > 0: Tf/Tr = 60/30 ºC (85% af året) Udetemperatur < 0: Tf/Tr = 80/30 ºC (15% af året) I virkeligheden vil fremløbstemperaturen gradvist øges fra 60 ºC ved 0 ºC ude til 80 ºC ved -12 ºC ude. Rørtype: Aluflex twin (Udevendig diameter 16, mm, 20 mm og 26 mm) Præisolerede stålrør twin (ø33,7 mm til ø88,9 mm) Spidslasteffekt an net: 882 kw Max flow an net: 15,5 m³/h Resultat af dimensionering for traditionelle alupex og stålrør ved Optimeret lavtemperatur fjernvarme (OLTFV): 9/10

10 Traditionel fjernvarme Effektbehov rumvarme: 30 W/m² Brugsvand: Flowbegrænser på 86 l/h på VVB svarende til 5 kw ved DT på 50 ºC Samtidighed: S = (q rv + q bv *n -1 ) / q tot, Temperatursæt design: Tf/Tr = 80/35 ºC Temperatursæt i drift: Udetemperatur > 0: Tf/Tr = 70/35 ºC (85% af året) Udetemperatur < 0: Tf/Tr = 80/35 ºC (15% af året) Rørtype: Aluflex twin (Udevendig diameter 16, mm, 20 mm og 26 mm) Præisolerede stålrør twin (ø33,7 mm til ø88,9 mm) Spidslasteffekt an net: 882 kw Max flow an net: 18,1 m³/h Resultat af dimensionering for traditionelle alupex og stålrør ved traditionel fjernvarme: 10/10