1
ANALYSER AF FREMTIDENS FJERNVARMESYSTEM I VIBORG - BEHOVSBASERET TEMPERATURSTYRING OG VARMEPUMPER BASERET PÅ OVERSKUDSVARME ELLER UDELUFT V/ Morten Abildgaard 2
EJER- OG KONCERNSTRUKTUR Viborg Fjernvarme er rent juridisk en forening Ejet af de til enhver tid tilsluttede forbrugere (ca. 9.300 tilslutningspunkter forsyner ca. 16.500 husstande) Stiftet i 1953 Årlig generalsamling vælger 7 forbrugerrepræsentanter til bestyrelsen 3
DIVERSE FAKTA Viborg Fjernvarme leverer 88,5 % af fjernvarmen i Viborg by. Et rent distributionsselskab siden 1996 Viborg Kommune leverer varmen gennem Energi Viborg Kraftvarme A/S Ca. 350 Km. ledningsnet med tilhørende pumpestationer Balance 94,6 mio. kr. / Egenkapital 25,222 mio. kr. 13 HC 4
BALANCERET FJERNVARME I VIBORG September 2018 5
RAPPORTENS KONKLUSION 6
ANBEFALING FRA NIRAS Det anbefales at forfølge scenariet luft-til-vand varmepumpe og spidslastcentraler i Viborg 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) En samlet organisation (sammenlægning af produktion og distribution) Nedlukning af kraftvarmeværket (når ny produktion er etableret) 7
4. GENERATIONS FJERNVARME 8
FORUDSÆTNINGER EL-PRISER kr./mwh 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 Historisk el-pris udvikling og samfundsøkonomiske prognoser 700 600 500 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 Benyttet til driftsøkonomiske beregninger Faktiske 400 300 200 100 0 9
kr./mwh FORUDSÆTNINGER (ENERGIFORLIG 2018?) - MULIGE AFGIFTER 1000 Elafgifter 900 800 700 600 500 400 300 200 100 Elafgiften (Afgift indtil 4000 kwh/år) Tidligere Elvarmeafgiften (Afgift på el over 4000 kwh/år) 0 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 + Mulig fast overskudsvarmeafgift (Ikke indregnet) 10
Grader, C FORUDSÆTNINGER - TEMPERATURER 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Temperatursæt Frem. (EVK forudsætning) Retur. (EVK forudsætning) Frem. (VF fremskrevet) Retur. (VF fremskrevet) Frem. (VF balanceret) Retur. (VF balanceret) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 14% Spidslast Sommerlast 11
MW FORUDSÆTNINGER - VARMEBEHOV Varighedskurve - 2020 100 90 Spidslast (vinter) 80 70 60 50 40 30 20 Lavlast (sommer) 10 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Timer 12
SCENARIER Variationer Reference Sc. 0 Sc. 1.A Sc. 2.D Sc. 3.A Sc. 3.D Sc. 4.D Sc. 5.D Naturgas Kraftvarme indtil Uændret 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 Naturgas Kedler Uændret Uændret Uændret Uændret Uændret Uændret Uændret Uændret VP anlæg ved Apple 2020 2020 2020 2020 Solvarmeanlæg og damvarmelager etableret 2020 + VP anlæg i Viborg (spidslastcentraler) etableret 2020 2020 2020 2020 Central luft/vand VP anlæg i Viborg etableret 2020 2020 2020 2020 Temperatursæt 80/40 X X Temperatursæt 60/30 X X Temperatursæt 55/30 X X X X Figur 4.1 Variationer til reference og scenarier. Årstal angiver 1. produktionsår samt 1. år for renter og afdrag på etableringsomkostningerne. 13
TEMPERATURSÆT 90 Princip fremløbstemperatur Grader 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Ref. Ngas Sc. 0 VP Apple Sc. 1.A VP Apple Ngas Boost Sc. 2.D Multi VP VP og Ngas Boost Km 14
SCENARIE 0 (TÆTTEST PÅ EVK) MW 100 90 80 70 60 Varighedskurve - Scenarie 0 (55 MW) Naturgas kedler Naturgas Kraftvarme CC-anlæg VP Apple 2020 Periode 1 Periode 2 Periode 3 Periode 4 50 40 30 20 10 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Timer Figur 4.4 Varighedskurve for Scenarie 0 ved 55 MW fra Apple 15
MW SCENARIE 3D - LUFT/VAND I VIBORG OG VP PÅ SPIDSLASTCENTRALER 100 90 80 70 60 Varighedskurve - Scenarie 3.D (55 MW) Naturgas kedler VP Apple 2020 Periode 1 Periode 2 Periode 3 Periode 4 50 40 30 20 10 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Timer Figur 4-10 Varighedskurve for Scenarie 3.D ved 55 MW fra centralt luft-tilvand varmepumpeanlæg i Viborg. 16
SCENARIE 4D - APPLE KOMBI UDELUFT MW Varighedskurve - Scenarie 4.D (55 MW) 100 90 80 70 Naturgas kedler VP Apple 2020 Periode 1 Periode 2 Periode 3 Periode 4 60 50 40 30 20 10 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Timer Figur 4-10 Varighedskurve for Scenarie 4.D ved 55 MW fra dels VP anlæg ved Apple og dels centralt luft/vand varmepumpeanlæg i Viborg. 17
MWh SCENARIE 5D - 45 % SOLVARME 50.000 45.000 40.000 35.000 30.000 Damvarmelager Direkte prod. Varmebehov 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0 Jan Feb Mar Apr Maj Juni Juli Aug Sep Okt Nov Dec Figur 4-9 Principskitse for scenarie 5.D Hvor: Solvarmeanlægget med damvarmelageret leverer ca. 45% af varmebehovet. 18
FJERNVARMENETTET- BALANCERING Figur 5.4 Sektionering af Viborg Fjernvarmes distributionsnet. 19
SCENARIE 3D VP-SET-UP 20
SPIDSLASTCENTRALER - BEHOVSSTYRET INTEGRATION Figur 5.6 Principskitse for fjernvarmenet ved overskudsvarme fra Apple, balanceret temperatursæt og varmepumper placeret på spidslastcentraler. 21
UDSKIFTNING AF FJERNVARMEUNITS Figur 5.13 Placering af forbrugere med returtemperatur over 35 C. 22
VÆRDIKÆDEN 23
2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044 kr./mwh VARMEPRISER 800 Varmeprod. pris - 55 MW 700 80/40 Ngas 600 80/40 VP ved Apple 60/30 VP ved Apple 55/30 VP Apple & multi VP Viborg 500 60/30 Luft-til-vand VP 55/30 Luft-til-vand VP & multi VP Viborg 400 55/30 halv VP Apple, halv VP Viborg & multi VP Viborg 55/30 45% Sol, halv VP Viborg & multi VP Viborg 300 200 Figur 8.1 Varmeproduktionspris i reference og scenarier ved 55 MW. 24
kr. FORBRUGERPRISER 20.000 Gns. forbrugerpriser - standard hus (inkl. moms) 18.000 16.000 14.000 12.000 10.000 EVK ved varmepris 450 kr. kr. 14.828,00 Kollektiv naturgas kr. 14.600,00 Individuel VP kr. 13.383,00 8.000 6.000 4.000 2.000 0 Ngas VP ved Apple VP ved Apple VP Apple & multi VP Viborg Luft-tilvand VP Luft-tilvand VP & multi VP Viborg halv VP Apple, halv VP Viborg & multi VP Viborg 45% Sol, halv VP Viborg & multi VP Viborg 80/40 80/40 60/30 55/30 60/30 55/30 55/30 55/30 55 MW 18925 11164 10438 9877 11560 10920 10469 11457 Figur 9.2 Gennemsnitlig forbrugerpriser for standard hus inklusiv moms. 25
kr./mwh KORRIGERET FOR APPLE 55 MW SENERE END 2022-2024 Gennemsnitlig prod. pris (25 år) - Fuld kapacitet fra Apple VP 2022-2024 350 300 2D 3D 4D 2D 3D 4D 250 200 150 100 50 0 VP Apple & multi VP Viborg Godk. Elafgift Luft-til-vand VP & multi VP Viborg Godk. Elafgift halv VP Apple, halv VP Viborg & multi VP Viborg Godk. Elafgift VP Apple & multi VP Viborg Perma-nent sænket elafgift Luft-til-vand VP & multi VP Viborg Perma-nent sænket elafgift halv VP Apple, halv VP Viborg & multi VP Viborg Perma-nent sænket elafgift 2022 277 286 302 269 264 289 2023 290 286 313 283 264 302 2024 304 286 326 298 264 317 Figur 10.5 Gennemsnitlige produktionspriser med godkendt el-afgift og med permanent sænket el-afgift. 26
Mio. tco2 SAMFUNDSØKONOMI OG CO2 Nutidsværdi 2020-3039 (20 år) [2017-prisniveau - mia. kr] Sc. 1.A Sc. 2.D Sc. 3.D Samfundsøkonomisk overskud ift. referencen 3,1 3,1 2,9 Figur 11.1 Samfundsøkonomisk projektfordel. Heraf ses, at den største samfundsøkonomiske fordel findes i scenarie 2.D sammenlignet med referencen, baseret på at Apple varmepumpeanlæg kan levere 55 MW i 2020. 4 3 CO2 udledning over 25 år (fra naturgasforbruget) 3 2 2 1 1 0-65/40 60/30 50/26 - - 50/26 50/26 Ngas VP ved Apple VP ved Apple VP Apple & multi VP Viborg luft/vand VP & multi VP Viborg luft/vand VP & multi VP Viborg halv VP Apple, luft/vand VP & multi VP Viborg 45% Sol, luft/vand VP & multi VP Viborg 80/40 80/40 60/30 55/30 60/30 55/30 55/30 55/30 Ref. VP Sc. 1.A Sc. 2.D Sc. 3.A Sc. 3.D Sc. 4.D Sc. 5.D 55 MW 3,13 0,17 0,09 0,04 0,09 0,04 0,04 0,04 27
KILDETEMPERATUR VERSUS AFSTAND -KOMBINERET MED HVOR MEGET, HVORNÅR OG HVOR LÆNGE!!! Kildetemperatur/COP værdi Prispunkt Fornuftigt at udnytte Overskudsvarme ved 30 grader For dyrt at udnytte Udeluft 10 km. Afstand fra kilde til forbruger 28
SPØRGSMÅL??? Tak fordi I lyttede ;O) 29