Klimavarmeplan Klimavarmeplan 2010 er den strategiske plan for udviklingen af fjernvarmen i Aarhus frem mod 2030:

Transkript

1 Klimavarmeplan 2010 Klimavarmeplan 2010 er den strategiske plan for udviklingen af fjernvarmen i Aarhus frem mod 2030: Byrådet i Aarhus ønsker at tilgodese: Forsyningssikkerhed Mindre CO 2 Energieffektivitet Mindre brændsel Vedvarende energi Også biomasse Integration med el (samt biomassekonvertering, affald og transport)

2 VE i varmeforsyningen Aarhus fjernvarme på 100% sol et tankeeksperiment Forudsætning: Nuværende varmebehov dækket 100% med solvarme Tab i sæsonlager på 20% (erfaring fra eksisterende anlæg) Fremløbstemperaturen sænkes til 75 C (i stedet for 105 C) Nøgletal: Nødvendigt solfangerareal 8.5 km 2 grundareal ca 20 km 2 (2500 fodboldbaner) Nødvendigt varmelager 37 mio m 3 grundareal ca 4 km 2 Anslået pris 15 mia kr (ny blok på Studstrupværket ca 5 mia kr)

3 VE i varmeforsyningen Tankeeksperimentet illustrerer, at 100% solvarme er en mulighed, men arealbehovet er en barriere. Samarbejde med omegnskommuner og andre fjernvarmeorganisationer i regionen nødvendigt/ønskeligt Ved at sænke solvarmeandelen til 50% og supplere med andre teknologier (feks varmepumper) kan arealbehovet reduceres væsentligt. Solvarme kan introduceres gradvist demonstrationsprojekter under forberedelse Blå: Solfanger, Rød: Varmelager Naturlig størrelse

4 Hvad gør vi i dag Studstrup Kul og biomasse 72% Fossile brændsler Biomasse Bæredygtig energi Harlev, Sabro og Solbjerg Biomasse 8% Lisbjerg og Reno Syd Affald 19% Oliefyr ved spidsbelastning 1%

5 Hvad har vi besluttet at gøre i 2017 I dag Studstrup Biomasse 52% Fossile brændsler Biomasse Bæredygtig energi Lisbjerg og Reno Syd Affald 19% Harlev, Sabro og Solbjerg Biomasse 8% Lisbjerg Biomasse 18% Bæredygtig energi fra biogas og overskudsvarme 3% Oliefyr ved Spidsbelastning 0%

6 Vores mål i 2030 Fossile brændsler Biomasse Bæredygtig energi I dag 2017 Bæredygtig energi fra mange energikilder 54% Lisbjerg og Reno Syd Affald 19% Harlev, Sabro og Solbjerg Biomasse 8% Lisbjerg Biomasse 19% Studstrup Kul og biomasse 0% Oliefyr ved Spidsbelastning 0%

7 Varmeplan Aarhus efter 2016 MW Produktionsplan 2016 Efter biomassekonvertering og etablering af nyt halmfyret kraftvarmeværk Årets timer Oliekedler Studstrupværket Skanderborg Flis Halmfyret kfrafvarme Renosyd AVA AffaldsCenter Overskudsvarme Rådighed oliekedler Rådighed Studstrupværket Rådighed andre anlæg

8 Vedvarende Energikilder

9 Fjernvarmen får en vigtig rolle i udnyttelsen af el fra vind

10 Bæredygtig energi fra mange kilder: Overvejende kendte teknologier men uafprøvede Potentielle forsøgs- og demoanlæg: Store varmepumper (havvand/spildevand) Solfangere (høj/lav temperatur) Varmelagre (grundvand, dam) Industriel overskudsvarme / Biokonvertering (Aarhus Havn er center for agro-virksomheder) Geotermi Fjernkøling (synergi med fjernvarmeområdet)

11 Bæredygtig energi fra mange kilder: Overvejende kendte teknologier men uafprøvede Potentielle forsøgs- og demoanlæg: Store varmepumper (havvand/spildevand) Solfangere (høj/lav temperatur) Varmelagre (grundvand, dam) Industriel overskudsvarme / Biokonvertering (Aarhus Havn er center for agro-virksomheder) Geotermi Fjernkøling (synergi med fjernvarmeområdet)

12 Kompressionsvarmepumpens virkemåde Effektfaktor = 7kW / 2kW = 3,5 2 kw (Tilført el-energi) Jordslanger Kompressor. Trykket øges og dermed også temperaturen Kølemidlet fordamper Varmeanlæg + 2 grader 50 grader 5 kw -1 grader Kølemidlet kondenseres 7 kw 40 grader Lavt tryk Drøvleventil Højt tryk

13 Varmepumpers effektivitet Varmepumpningseffektivitet (ideel Carnot): n Carnot (%) = 100/(1-T kold /T varm ). T skal indsættes i Kelvin Med eksemplet fra Kompressionsvarmepumpens virkemåde: n Carnot (%) = 100/(1-275/313) = 823 % Eksemplet viser en COP på 3,5 og ikke 8,23? Det skyldes, at kompressionsvarmepumpen ikke er en ideel Carnot maskine, men har en virkningsgrad - i dette eksempel på 42 %

14 Solfangereffektivitet...og afgangstemperaturen er 80 C Hvis fjernvarmetemperaturen til solfangeren er 40 C (som i et traditionelt fjernvarmesystem) så vil solfangeren fange 66 % af energien i den sol, der rammer den.

15 Solfangereffektivitet og afgangstemperaturen er 45 C Hvis fjernvarmetemperaturen til solfangeren er 25 C (som i et lavtemperatur fjernvarmesystem så vil solfangeren fange 77 % af energien i den sol, der rammer den.

16 Damvarmelager

17 Vi vender op og ned på fjernvarmelogikken Det traditionelle fjernvarmesystem som vi kender det i dag 125 Udslip af CO Varmeveksler

18 Vi vender op og ned på fjernvarmelogikken Fjernvarmesystemet med brug af centrale varmepumper Mindre CO Varmepumpe Varmepumpe

19 Vi vender op og ned på fjernvarmelogikken Fjernvarmesystemet med brug af centrale varmepumper og med varmepumper i nye bygninger Mindre CO Varmepumpe Varmepumpe

20 Vi vender op og ned på fjernvarmelogikken Et koldt energifordelingssystem bryder helt med en traditionel opbygning af varmeforsyningen. Systemet baser sig på: 1. Mediet er C vand 2. Overskudsvarme fra boliger og virksomheder der lettere og billigere kan benyttes i systemet. 4. Varmepumpeenhed i alle bygninger hvor energien hentes fra mediet 5. Varmebeholder i udvalgte bygninger for regulering og udnyttelse af lavpris tidsrum 3. Hele systemet inklusive varmepumper og varmebeholder samt elforbrug hertil, kan opfattes som fjernvarmesystemet og opereres og reguleres af AVA Varmepumpe Varmepumpe

21 Vi vender OGSÅ op og ned på fjernvarmenettet Distributionsledning, fremløb C mod nu C Distributionsledning, fremløb 40 C mod nu C Transmissionsledning, fremløb 40 C mod nu C Varmepumpe Varmepumpe

22 Varmeforsyning Aarhus Ø

23 Varmeforsyning Aarhus Ø

24 Varmepumpemodul for Aarhus Ø Principskitse Vandvarmepumpe Ammoniakvarmepumpe Isgenerator H2O kompressor Kondensator NH3 kompressor Kondensator Fra havet 2 C T1 = 28,7 C T2 = C T3 = C Til havet -1 C T1 = Kondenseringstemperatur vandkredsen T2 = Kondenseringstemperatur ammoniakkredsen T3 = Fjernvarme retur temperatur

25 1 Geding

26 Dias nummer 25 1 Mogens Gårdsmann;

27 Microbooster

28 Microbooster station Akkumulerings beholder Vand varmer Radiator kreds

29 Østjydsk Halmvarme (a.m.b.a) Solbjerg Harlev Sabro

30 Energieffektiv varmeforsyning af Harlev Forslag til 50% solvarmedækning: Solvarmeanlæg: m2 (evt delvis CSP) Sæsonvarmelager: m2 Ny hedtvandshalmkedel Absorptionsvarmepumpe

31 Damvarmelager (Dronninglund 50% af behov i Harlev) Vandindhold m3 Energiindhold MWh tab 10-20%/år Temperatur 90 / 10 C

32 Systemkobling med varmelager og varmepumpe Diagram: Dronninglund Fjernvarme

33 Harlev - 50% solvarme

34 Energieffektiv Varmeforsyning af Harlev

35 Solfangerdemo i Sabro

36 Solfangerdemo i Sabro

37 Solfangerdemo i Sabro

38 Solfangerdemo i Sabro

39 Fjernkøling Fjernkøling er kommerciel - ikke teknik Jagten på synergier: Er der et fjernkølemarked Er der mulighed for varmesalg Samtidighed/lagring Stordriftsfordele Regulatoriske hindringer

40 Geotermi Geotermi og Biogas

41 Varmeplan Århus Biogas Gylle m.m. Biogasanlæg Elspidslastanlæg Opgraderingsanlæg Biogaslager Kraftvarmeanlæg Akkumulator Biometan Naturgas. Spidslastkedel

42 Klimavarmeplan Varmeplan Århus Studstrupværket Affaldsforbrænding

43 Klimavarmeplan Varmeplan Århus Studstrupværket med varmeakkumulator

44 Klimavarmeplan Varmeplan Århus Studstrupværket Tilsatsfyring med halm

45 Klimavarmeplan Varmeplan Århus Studstrupværket Besluttet træpillefyring

46 Klimavarmeplan Varmeplan Århus Mere vind og solstrøm Elkedel

47 Klimavarmeplan Varmeplan Århus Halmfyret kraftvarmeværk

48 Klimavarmeplan Varmeplan Århus Solvarme

49 Klimavarmeplan Varmeplan Århus Transport på el incl. akkumulering/smartgrid?

50 Klimavarmeplan Varmeplan Århus Varmelager i forbindelse med solvarme

51 Klimavarmeplan Varmeplan Århus Varmepumpe i forbindelse med solvarmelager

52 Klimavarmeplan Varmeplan Århus Store elektriskdrevne varmepumper

53 Klimavarmeplan Varmeplan Århus Bioraffinering/syntesefuel

54 Varmeplan 2030Århus Museum /Musikhus Nord

55 Varmeplan Klimavarmeplan Århus Udviklingen - baseret på Klimavarmeplan medfører et langt mere komplekst energisystem i 2030

56 Fremtidens kompetencer skal støtte: Risikovurdering Købmandsskab (salg, markedskendskab) Strategisk Planlægning Udbuds-/kontraktjura Modellering / Data Warehousing El-/brændsels-/commodities handel Teknologi (teknik, vedligeholdelse?) varmeplanaarhus.dk

57 Backup slides

58 Varmeforsyning Aarhus Ø

59 Varmepumpers effektivitet Skulle der foretages et løft til 90 vil varmepumpens elforbrug stige, fordi der her løftes 40 Derfor udløser et løft fra det samme elforbrug som fra , fordi der i begge tilfælde løftes 30 Elforbruget i varmepumper afhænger af hvor mange grader varmen skal løftes

60 Varmeforsyning Aarhus Ø