1 Option: Etablering af m 2 solvarmeanlæg

Transkript

1 13. februar 2019 Notat Odsherred Forsyning Varmeforsyning af Vig Option med etablering af solvarme Projekt nr.: Dokument nr.: Version 2 Revision Udarbejdet af SAP Kontrolleret af JNIE, PDT Godkendt af PDT 1 Option: Etablering af m 2 solvarmeanlæg i Vig Som supplement til varmepumpen i Vig, som besives i fremsendte projektforslag, har det været drøftet at etablere et m 2 solvarmeanlæg. Formålet med dette notat er at påvise de selskabs- og samfundsøkonomisk konsekvenser af denne option. Ved at kombinere varmepumpen med solvarmeanlægget reduceres COP-faktoren, hvilket er en konsekvens af, at solvarmeanlægget fortrænger varmepumpen i den periode hvor den er mest effektiv (højeste COP-faktor). Dette skyldes, at COP-faktoren afhænger af temperaturen af udeluften, som naturligt er højere i sommerperioden. I det fremsendte projektforslag er varmepumpen simuleret til at have en gennemsnitlige COP-faktor henover et på 3,43. Hvis varmepumpen suppleres med et solvarmeanlæg vil denne blive reduceret til 3,33. Etableringen af solvarmeanlægget vil således ændre produktionsfordelingen ift. det fremsendte projektforslag, jf. nedenstående tabel. Tabel 1.1: Varmeproduktion, Alternativet. Varmeproduktion, Alternativ % MWh Naturgasmotorer 0% 0 Naturgaskedel 17% Varmepumpe 64% Solvarme 20% I alt 100% Solvarmeanlægget vil medføre en yderligere investering på ca , samt en investering til køb af grund på , hvilket er afspejlet i nedenstående budget: NIRAS A/S Østre Havnegade Aalborg T: D: E: sap@niras.dk CVR-nr Tilsluttet FRI 1

2 Tabel 1.2: Investeringsbudget for etablering af varmepumpe og solvarmeanlæg. Investering Kr. Ekskl. moms Varmepumpe, 1,5 MW Solvarmeanlæg, m 2, inklusive relateret rør- og smedearbejde, akkumuleringstank (1.000 m 3 ), varmeveksler, pumper, elinstallationer, bygning, tilslutning, SRO) Rør- og smedearbejde, inklusive pumper Elinstallationer Bygning Tilslutning SRO Køb af areal Lyddæmpende foranstaltninger Uforudsete, fx 10% Rådgivning, herunder ingeniør, landmåler, revisor, jurist, etc., fx 7-10% Samlet investering Salg af energibesparelser (for varmepumpe) Nettoinvestering Selskabsøkonomiske konsekvenser Forudsætninger Alle beløb der fremg af selskabsøkonomien er ekskl. moms. Disse stemmer overens med forudsætningerne, som er anvendt i projektforslaget for varmepumpen i Vig. Dog med enkelte tilføjelser oming solvarmeanlægget (investering og D&V omkostninger). Følgende forudsætningerne er anvendt til de selskabsøkonomiske beregninger: Der anvendes en varmeproduktion på MWh for Vig. Naturgasprisen eksklusiv afgifter er 173,50./MWh (inkl. tariffer). Drifts- og vedligeholdelsesomkostningerne på naturgaskedlerne er 14./MWh-varme, jf. Teknologikatalogerne, som både inkluderer både de faste og variable D&V-omkostninger, som er omregnet til./mwh. Drifts- og vedligeholdelsesomkostningerne til varmepumpen er estimeret på baggrund af Energistyrelsens Teknologikataloger, som foresiver en fast omkostning på ca / og en variabel omkostning på 25./MWh-varme. Omregnet giver dette en samlet D&V omkostning på ca. 27./MWh, hvilket er anvendt i beregningerne. Drifts- og vedligeholdelsesomkostningerne til solvarmeanlægget er fastsat til 5./MWh. Energibesparelserne er prissat til 350./MWh og er fratrukket investeringsomkostningerne. 2

3 Investeringen er opgjort til 27,4 mio.. for luft/vand varmepumpen og solvarmeanlæg inkl. bygninger, varmeakkumuleringstank, installation og diverse tilslutninger. N dette fraregnes salget af energibesparelser og tilskud fra Energistyrelsen, giver det en nettoinvestering på ca. 25,2 millioner., jf. budgettet. Investeringen finansieres med et annuitetslån over 20 med 2,5% i rente. Elpris er 344./MWh (jævnfør gennemsnitlig el-spotpris fra Nordpool DK2-Østdanmark 2018). Grundbeløbet er ikke medregnet, da dette er bortfaldet og ikke påvirkes af projektet. PSO en er medregnet i det første beregnings, men udfases gradvist frem mod 2022, og er derfor ikke medtaget i dette beregnings. I den nyligt vedtagne Energiaftale er det blevet besluttet at elvarmeafgiften skal reduceres gradvist. Nedenstående tabel viser satserne for elvarmeafgiften i de kommende. Tabel 1.3: Reduktion af elafgiften. Elvarmeafgift og frem Kr./MWh De selskabsøkonomiske beregninger fremg af Bilag Selskabsøkonomiske resultater I forbindelse med projektforslaget er der udarbejdet en marginal selskabsøkonomisk beregning for Vig Kraftvarmeværk ved etablering af en luft/vand varmepumpe og et solvarmeanlæg. Den selskabsøkonomiske beregning viser, at der det første er et driftsøkonomisk overskud på ca. 2,24 millioner. (ekskl. forrentning af investeringen). Det skal dog bemærkes, at denne besparelse vil øges efterhånden som PSO en udfases og elafgiften reduceres, hvilket bevirker, at der i 2022, hvor dette er slået igennem, vil være en besparelse på ca. 2,49 millioner.. Herunder illustreres varmeprisen for hhv og 2022 med og uden omkostninger til finansiering af investeringen. Figur 1.1: Sammenligning af varmeproduktionspriser for hhv og 2022 forudsætninger Varmeproduktionspriser [./MWh] Reference Alternativ, inkl invest Alternativ 3

4 1.2 Samfundsøkonomiske konsekvenser Forudsætninger De samfundsøkonomiske beregninger er foretaget for alternativet sammenlignet med referencen over en 20-ig periode med fuld drift i perioden fra Alle beløb er regnet i Den samfundsøkonomiske konsekvens ved valget af energiforsyning, opgøres i henhold til de af Energistyrelsen vedtagne samfundsøkonomiske forudsætninger, herunder centralt beregnede brændsels-, el- og emissionspriser, jf. Vejledning i samfundsøkonomiske analyser på energiområdet, udgivet af Energistyrelsen juli Som udgangspunkt for den samfundsøkonomiske vurdering i forbindelse med projektforslaget, er der anvendt de seneste opdateringer af Samfundsøkonomiske beregningsforudsætninger, udgivet af Energistyrelsen november 2018 og benyttet som grundlag til HMN s samfundsøkonomiske beregningsark version 2.02 af november Der er i de samfundsøkonomiske beregninger anvendt en elpriskorrektion for varmepumpens elforbrug, da dette vil være fleksibelt ift. elpriserne. Denne korrektion er bestemt ud fra varmepumpens driftstimer, som baseres på en selskabsøkonomisk optimering. Som vist i Tabel 10.2 forventes varmepumpen at producere ca. 64% af varmen i Vig og have ca fuldlaststimer. Det anslås at solvarmeanlægget vil dække hele varmebehovet i ca timer om et. Elprisintervallet beregnes som: Da der ikke er billigere produktionsenheder, som producerer alt varmen i Vig, vil elprisintervallet kunne udregnet som: /( ) x 100% = 79% og fastsættes derfor til 75-80%. Drifts- og vedligeholdelsesomkostningerne følger de selskabsøkonomiske omkostninger. 4

5 1.2.2 Samfundsøkonomiske resultater Som det fremg af nedenstående resultat, er den alternative situation samfundsøkonomisk fordelagtig. Tabel 1.4: Samfundsøkonomiske resultater. Nutidsværdi (2019- prisniveau ) (vers. 2.02) Resultat - Etablering af luft/vand varmepumpe i Vig Fortsat naturgasdrift Luft/vand varmepumpe Projektfordel Forskel i pct. Brændselskøb netto , , ,7 46,1% Investeringer 0, , ,3 - Driftsomkostninger 6.781, , ,0-44,1% CO2/CH4/N2O-omkostninger , , ,8 84,0% SO2-omkostninger 11,1 72,6-61,6-555,6% NOx-omkostninger 629,7 254,3 375,5 59,6% PM2,5-omkostninger 6,1 3,9 2,3 36,9% Afgiftsforvridningseffekt , , ,7 62,9% Scrapværdi 0, , ,6 - I alt , , ,2 24,3% Samfundsøkonomisk betyder gennemførelse af projektet en besparelse over en 20-s periode på 34,9 mio.. ekskl. moms svarende til en projektfordel på 24,3% i forhold til referencen. 1.3 Sammenligning af resultater med og uden solvarme Nedenstående Tabel 1.4 viser de selskabs- og samfundsøkonomiske beregninger for Vig Kraftvarmeværk eksklusive og inklusive etablering af et solvarmeanlæg. Tabel 1.5: Sammenligning af hhv. selskabs- og samfundsøkonomiske resultater for etablering af varmepumpen med og uden optionen om solvarme. Besparelse ift. reference (inkl. finansiering) Selskabsøkonomi [.] Varmepumpe Varmepumpe + solvarme Meromkostning ved etablering af solvarme Samfundsøkonomi (over 20 ) Projektfordel Kr. over 20 Varmepumpe ,2 22,9% Varmepumpe + solvarme ,2 24,3% Merbesparelse ved etablering af solvarme 2.033,0 1,4% 5

6 Som det fremg af ovenstående tabel, vil investeringen i solvarmeanlægget give en forringet selskabsøkonomi, set i forhold til etableringen af varmepumpen alene. Dette skyldes, at merbesparelsen på driftsøkonomien ikke er tilstrækkelig til at dække finansieringsomkostningerne. Efterhånden som rammebetingelserne for varmepumpen forbedres, vil det selskabsøkonomiske incitament til etablering af solvarmeanlægget forringes, da varmeproduktionsprisen som solvarmen fortrænger, reduceres. Dette vil give en forringet selskabsøkonomi ift. hvad der er skitseret i dette notat. Samfundsøkonomisk giver etableringen af solvarmeanlægget en mindre merbesparelse på 1,4% ift. etablering af varmepumpen alene. 6

7 Appendix 1: Selskabsøkonomiske beregninger Beregning af marginal varmeproduktionspris: Naturgaskedel Beregning Varmeproduktionspris Effektivitet 101 % Naturgaspris 173,45./MWh 173,45/101 % 171,74 Kr./MWh Energiafgift 1 166,70 Kr./MWh - 166,70 Kr./MWh CO2 afgift 35,55 Kr./MWh 35,55/101 % 35,20 Kr./MWh NOx afgift 0,75 Kr./MWh 0,75/101 % 0,74 Kr./MWh Samlet brændselspris (inkl. afgifter) D&V 374,38 Kr./MWh 14,00 Kr./MWh 388,38 Kr./MWh Varmepumpe 2020 Beregning Varmepumpe COP: 3,33 Elpris: Samlet Varmeproduktionspris Varmeproduktionspris - Spotpris 344./MWhel 344/3,33 103,30 Elafgift 207./MWhel 207,00/3,33 62,16 PSO 39./MWhel 39,00/3,33 11,71 Net- og systemtarif (transmissionstarif) 83./MWhel 83,00/3,33 24,92 Distributionstarif (CERIUS) 116,9./MWhel 116,90/3,33 35,11 Samlet elpris 789,9./MWhel 789,9 /3,33 237,21 D&V 27,00 264,21 Varmepumpe 2022 Beregning Varmepumpe COP: 3,33 Elpris Samlet Varmeproduktionspris varmeproduktionspris Spotpris 344./MWhel 344/3,33 103,30 Elafgift 155./MWhel 155/3,33 46,55 PSO - - Net- og systemtarif (transmissionstarif) 83./MWhel 83/3,33 24,92 Distributionstarif (CERIUS) 116,9./MWhel 116,90/3,33 35,11 Samlet elpris 698,9./MWhel 698,90/3,33 209,88 D&V 27,00 Samlet Varmeproduktionspris 236,88 1 Den forudsættes at denne opgøres efter elpatronordningen, som bevirker at det er fjernvarmeproduktionen der pålægges afgiften (og ikke brændslet), hvorfor kedlens virkningsgrad ikke har indflydelse på denne. 7

8 Beregning af driftsøkonomi 2020 Driftsøkonomi, Reference Gaskedel, I alt Driftsøkonomi, Alternativ Varmepumpe Solvarme 5./MWh Gaskedel, I alt Besparelse for standardforbruger Besparelse ved alternativ , Besparelse, inkl finansiering , Driftsøkonomi, Reference Gaskedel, I alt Driftsøkonomi, Alternativ Varmepumpe Solvarme 5./MWh Gaskedel, I alt Besparelse for standardforbruger Besparelse ved alternativ , Besparelse, inkl finansiering , Beregning af Varmeproduktionspris Beregnes som samlet driftsøkonomi delt med samlet varmeproduktion og afspejler derfor den samlede varmeproduktionspris for systemet. Reference Alternativ Alternativ, inkl. finansiering

9 Appendix 2: Samfundsøkonomiske beregninger Beregningsforudsætninger - basisoplysninger Betegnelse Kommune Dato: Udarbejdet af: Generelle forudsætninger Brændværdienhed GJ/MWh Kalkulationsrente (real) % Forvridningsfaktor % Nettoafgiftsfaktor % Prisniveau Periodestart Tidshorisont (ved beregning af NPV) CO₂-kvotepris Se liste Emissionsomkostning NOx/SO2/PM2,5 Se liste Energibesparelsesprocent % Følsomhedskoefficienter Brændselspris % Elsalgspris (kun aftvarme) % Etablering af luft/vand varmepumpe i Vig Odsherred Kommune SAP GJ 4,0% 10,0% 32,5% Middel Bymæssig bebyggelse 0,00% 100,0% 100,0% Områder Varmebehov Vig Antal ejendomme ialt stk Nettovarmebehov pr. ejendom MWh Introduktions Starttilslutning % 100,0% Sluttilslutning % 100,0% Opbygningsperiode Investeringer/driftsomk. pr. område Varmebehov Fortsat naturgasdrift Vig Rækkehuse Forbruger - basisinvestering Basisinvestering Forbruger - investering pr. ejendom Investering Forsyningsselskab - basisinvestering Basisinvestering Forsyningsselskab - investering pr. ejendom Investering Driftsomkostninger Faste driftsomk. (pr. ). Variable driftsomk. (pr. anlæg pr. ). 1. s ekstra omkostning. Luft/vand Varmepumpe Varmebehov Vig Rækkehuse Forbruger - basisinvestering Basisinvestering Forbruger - investering pr. ejendom Investering Forsyningsselskab - basisinvestering Basisinvestering Forsyningsselskab - investering pr. ejendom Investering Driftsomkostninger Faste driftsomk. (pr. ). Variable driftsomk. (pr. anlæg pr. ). 1. s ekstra omkostning. Brændselsfordeling Fortsat naturgasdrift Naturgaskedel Varmeværk/ Type naturgas Forbrugsinterval (udfyldes altid for Naturgas) 0,8-10 mio. m³ Varmevirkningsgrad % 101,0% Elvirkningsgrad (kun aftvarme) % Varmeandel % 100,0% Ledningstab % 45,0% Konstant energitab GJ CO2-kvoteomfattet ja/nej Nej Suppl. elproduktion fra solceller GJ Elpriskorrektionstype Elprisinterval % Elprisinterval - udgangspunkt % Investering/driftsomk. Anlægsinvestering Anlægs stal Faste driftsomk. (pr. ) Variable driftsomk. (varme) /GJ varme 3,89 Variable driftsomk. (el) /GJ el Luft/vand Varmepumpe Luft/vand VarmepumNatuargaskedel Solvarme Varmeværk/ Varmeværk/ Type Varmeværk/ elvarme naturgas særbrændsel Forbrugsinterval (udfyldes altid for Naturgas) m³

10 Beregningsresultater Antal ejendomme pr. område Varmebehov Vig Energiforbrug pr. ejendom Varmebehov Vig Samlet energiforbrug Bruttoenergibehov - reference - naturgaskedel Energibehov - reference i alt - elproduktion Nettoenergibehov - reference i alt Bruttoenergibehov -projekt - luft/vand varmepumpe - natuargaskedel - solvarme Energibehov - projekt i alt - elproduktion Nettoenergibehov - projekt i alt Fortsat naturgasdrift - CO 2 - CH 4 - N 2O CO2- ækv. i alt - fradrag elproduktion Netto - CO 2-emission - SO 2 - fradrag elproduktion Netto - SO 2-emission - NO x - fradrag elproduktion Netto - NO x-emission - PM 2,5 - fradrag elproduktion Netto - PM 2,5-emission Luft/vand Varmepumpe - CO 2 - CH 4 - N 2O CO2- ækv. i alt - fradrag elproduktion Netto - CO 2-emission - SO 2 - fradrag elproduktion Netto - SO 2-emission - NOx - fradrag elproduktion Netto - NOx-emission - PM 2,5 - fradrag elproduktion Netto - PM 2,5-emission Afgifter - Fortsat naturgasdrift Afgifter - Luft/vand Varmepumpe Fortsat naturgasdrift Brændselskøb - brutto Indtægter fra elproduktion Brændselskøb - netto Forbruger - investering Forsyningsselskab - ledningsnet Forsyningsselskab - produktionsanlæg Investeringer i alt Områder - faste driftsomk Områder - variable driftsomk Produktionsanlæg - faste driftsomk Produktionsanlæg - variable driftsomk Driftsomkostninger - i alt CO 2/CH4/N2O-omkostninger SO 2-omkostninger - netto NOx-omkostninger - netto PM2,5-omkostninger - netto Udgifter i alt - reference Luft/vand Varmepumpe Brændselskøb - brutto Indtægter fra elproduktion Brændselskøb - netto Forbruger - investering Forsyningsselskab - ledningsnet Forsyningsselskab - produktionsanlæg Investeringer i alt Faste driftsomkostninger Variable driftsomkostninger Faste driftsomk. - produktionsanlæg Variable driftsomk. - produktionsanlæg Driftsomkostninger - i alt CO 2/CH4/N2O-omkostninger SO 2-omkostninger - netto NOx-omkostninger - netto PM2,5-omkostninger - netto Udgifter i alt - projekt antal antal antal GJ GJ GJ GJ GJ GJ GJ GJ GJ GJ GJ GJ GJ GJ Emissionsmængder Ton 4.795, , , , , , , , , , , , , , ,8 4.1 Kg 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 Kg 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 94,0 Ton 4.825, , , , , , , , , , , , , , ,2 4.1 Ton Ton 4.825, , , , , , , , , , , , , , ,2 4.1 Kg 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 Kg 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 40,4 Kg 3.074, , , , , , , , , , , , , , ,3 3.0 Kg 3.074, , , , , , , , , , , , , , ,3 3.0 Kg 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 Kg 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 9,4 Ton 767,2 762,3 757,2 751,8 746,2 740,2 733,9 727,2 720,2 712,9 705,1 696,9 688,3 679,2 669,6 6 Kg 597,8 519,0 484,8 454,1 431,2 395,4 356,5 322,9 296,0 267,4 255,2 228,6 212,0 199,9 181,6 1 Kg 35,2 33,4 32,7 32,2 32,0 31,2 30,2 29,3 28,5 27,5 25,5 24,8 24,4 24,1 23,6 Ton 792,6 785,3 779,1 772,8 766,5 759,4 751,8 744,0 736,1 727,7 719,0 710,0 700,8 691,3 681,1 6 Ton Ton 792,6 785,3 779,1 772,8 766,5 759,4 751,8 744,0 736,1 727,7 719,0 710,0 700,8 691,3 681,1 6 Kg 422,7 379,2 371,5 343,1 342,0 327,2 309,4 291,9 275,9 256,3 189,9 178,1 171,3 165,8 157,7 1 Kg 422,7 379,2 371,5 343,1 342,0 327,2 309,4 291,9 275,9 256,3 189,9 178,1 171,3 165,8 157,7 1 Kg 1.629, , , , , , , , , , , , , ,1 975,6 9 Kg 1.629, , , , , , , , , , , , , ,1 975,6 9 Kg 7,9 7,4 7,3 7,2 7,2 7,0 6,7 6,4 6,1 5,8 5,4 5,3 5,1 5,0 4,8 Kg 7,9 7,4 7,3 7,2 7,2 7,0 6,7 6,4 6,1 5,8 5,4 5,3 5,1 5,0 4,8 Afgiftsberegning 6.225, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,2 2.2 Samfundsøkonomi 6.689, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489, ,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489,3 489, , , , , , , , , , , , , , , , ,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 45,4 45,4 45,4 45,4 45,4 45,4 45,4 45,4 45,4 45,4 45,4 45,4 45,4 45,4 45,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 Afgiftsforvridningseffekt -202,3-202,5-203,1-201,7-201,2-201,2-201,5-201,2-200,8-200,8-200,9-200,8-200,7-200,7-200, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0, ,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 32,5 672,4 672,4 672,4 672,4 672,4 672,4 672,4 672,4 672,4 672,4 672,4 672,4 672,4 672,4 672, ,9 704,9 704,9 704,9 704,9 704,9 704,9 704,9 704,9 704,9 704,9 704,9 704,9 704,9 704, ,9 226,6 233,3 240,9 249,2 258,2 267,9 278,3 289,4 301,2 313,6 310,0 306,2 302,1 297,9 2 8,4 7,5 7,3 6,8 6,8 6,5 6,1 5,8 5,5 5,1 3,8 3,5 3,4 3,3 3,1 24,1 22,7 22,4 22,1 21,8 21,0 20,0 19,2 18,5 17,6 16,1 15,6 15,2 14,9 14,4 0,4 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,2 0,2 0,2 0,2 Afgiftsforvridningseffekt -75,1-75,0-75,4-74,7-74,7-74,5-74,8-74,5-74,5-74,4-74,6-74,4-74,5-74,3-74, , , , , , , , , , , , , , , ,