Til Frederiksberg Kommune Dokumenttype Projektforslag Dato Maj 2014 PROJEKTFORSLAG FJERNKØLING TIL CARLBERG BYEN - EN ANSØGNING OM UDVIDELSE AF FJERNKØLINGS- AKTIVITETEN
Indhold 1. Baggrund 1 2. Fjernkøling 1 2.1 Tekniske forhold 2 2.2 Produktion og kapacitet 2 2.3 Forventet produktionsfordeling og effektivitet 2 3. Mulige kunder 3 4. Energi og miljøberegning 3 4.1 Situation uden fjernkøling 3 4.2 Situation med fjernkøling i Carlsberg Byen 4 4.3 Reduceret miljøbelastning ved fjernkøling 4 5. Opbygning af kølesystem 4 6. Overordnet tidsplan 5 7. Perspektiver for fremtiden 5 8. ØVRIGE TILLADELSER 6 TABELLER Tabel 3-1: Projekterede forbrugstal for området.... 2 Tabel 3-2: Produktionsfordeling for køling... 3 Tabel 5-1: Miljødeklaration for el i 2013-2014: Kilde Energinet.dk... 3 Tabel 5-2: Emissioner i en situation uden fjernkøling... 4 Tabel 5-3: Emissioner ved fjernkøling... 4 Tabel 5-4: Reduceret miljøbelastning ved fjernkøling... 4 BILAG 1. Matrikel kort Carlsberg Byen 2. Placering af kølecentral, buffertank og tørkølere 3. Hovedfjernkølingsrør
1. BAGGRUND Hermed ansøgning om tilladelse til udvidelse af Frederiksberg fjernkølingsselskab med et anlæg som først og fremmest skal forsyne nyt byudviklingsområde ved Carlsberg kaldet Carlsberg Byen. Området som er beliggende både i Frederiksberg og Københavns Kommune bliver i øjeblikket udviklet af selskabet Carlsberg Byen P/S. Carlsberg Byen P/S bestyrelse har besluttet at området skal forsynes med fjernkøling i det omfang der er behov for komfortkøling. Det første delområde er solgt og byggeriet er igangsat med forventet leverance af fjernkøling november 2015 og med et forventet kølebehov på knap 4 MW køl. Området forventes fuldt udviklet i 2023 til et kølebehov på godt 10 MW køl. 1. Carlberg Byen P/S har besluttet at alle ny udviklede områder skal have fjernkøling. Der forventes at blive bygget ca. 550.000 m 2 fordelt på kontorer, bolig, erhverv mv, hvor køling af bygningsmassen og dennes funktioner er et forudsætning for udviklingen og brugen heraf. 2. Carlsberg Byen P/S vil som udvikler tinglyse en deklaration om, at alle fremtidige beboere/ virksomheder eller andre som vil have brug for køl alle er forpligtiget til at aftale køl fra den køleleverandør som der indgås aftale med, som der her er lagt op til skal være Frederiksberg Fjernkøl A/S. Baseret på disse 2 punkter, ansøger Frederiksberg Energi A/S om tilladelse til udvidelse af Frederiksberg fjernkølingsselskab med et produktionsanlæg nærmere beskrevet nedenfor på Carlsberg området. Det vurderes at en udvidelse af Frederiksberg Fjernkøls aktiviteter med et nyt anlæg vil få stor positiv betydning for selskabets økonomi, synergi med de aktiviteter selskabet allerede har, og samlet bidrage til en miljømæssig og energieffektiv køling af bygninger i og uden for denne bydel. I henhold til lov nr. 465 Lov om kommunal fjernkøling af d. 17. juni 2008, påkræves kommunalbestyrelsens godkendelse af projekter for etablering af nye kommunale fjernkøleanlæg. Kommunalbestyrelsen kan alene godkende et projekt såfremt det kan påvises, at projektet fremmer energieffektiv køling af bygninger. Dette dokument udgør da den nødvendige dokumentation for fjernkølingsteknologiens positive effekt på energieffektiviteten ved køling af bygninger. 2. FJERNKØLING Fjernkøling er på mange måder at sammenligne med fjernvarme, men hvor der i stedet for varme leveres koldt vand gennem et underjordisk rørsystem til forsyning af kunder. Fjernkølingen erstatter decentral køling som har en væsentlig mindre energieffektivitet. Energieffektivitet opnås, da konvertering til centralt lageret køling muliggør en løbende optimering af køleproduktionen med elsystemet, således at i timer, hvor elsystemet typisk er hårdt belastet eksempelvis i morgentimerne og hvor den fossile andel af elproduktionen er højere, kan kølingen leveres fra lageret. Lageret kan fyldes om natten, hvor den fossile andel af elproduktionen er mindst, samt at en større andel af kølingen kan produceres ved frikøl eller andre miljørigtige og energieffektive løsninger i forbindelse med produktionen. Fjernkøling medfører betydelige fordele både for brugere og for samfund. Brugerne oplever bl.a. en fast afregning af kølingen med væsentlig færre tekniske og økonomiske risici, ingen håndtering af kemikalier, bedre udnyttelse af pladsforhold mv. Samfundsmæssigt reduceres energifor- 1
bruget og dermed CO 2 udledningen ved fjernkøling. For yderligere baggrundsmateriale om fjernkøling henvises til ansøgning om etablering af Frederiksberg Fjernkøl indleveret 3.maj 2012. 2.1 Tekniske forhold Energiøkonomisk er det fordelagtigt med så høj en fremløbstemperatur og returtemperatur som muligt. Det har været muligt at fastlægge en relativt høj temperatur for fremløbet og returen i Carlsberg området fordi området bliver by udviklet og der således ikke er gamle bygninger med gamle installationer at tage hensyn til. Fremløbstemperaturen i Carlsbergs Byens fjernkøleanlæg er bestemt til 9 C i den varmeste periode. Det er planen at hæve temperaturen yderligere i de kolde måneder. Kølingen produceres ud fra en kombination frikøling ved udeluft samt kompressorkøling i spidslastperioder. Evt. andre og mere miljørigtige løsninger vil tages i spil om muligt over tid. For bl.a. at reducere omkostningerne til kølekompressorer indrettes køleproduktionen med et betydeligt lager for koldt vand. Lageret giver endvidere en række fordele som bl.a.: Produktion af køling til lageret kan ske på tidspunkter på døgnet, der er optimale i relation til elsystemet (lave priser og grøn energi som ellers ikke kan afsættes). Lageret giver øgede muligheder for frikøling 1, eftersom der kan frikøles om natten med lavere temperaturer. Der opnås bedre effektivitet for kølemaskinen, når den kan producere i fuldlast frem for dellast. Hermed skabes maksimal køl pr investeret drift time og leveret mængde strøm. Ud over køleproduktion fra eldrevne kølekompressorer vil der også blive arbejdet med at få inkorporeret tekniske løsninger som udnytter spildvarme således at synergien med fjernvarme udnyttes optimalt. 2.2 Produktion og kapacitet Det forventede årsforbrug til køling for Carlsberg Byen er baseret på et studie udført af Rambøll for Carlsberg Byen. Da Carlsberg Byen først skal by udvikles, og der dermed skal findes kunder til de enkelte byggefelter før der kan siges noget endeligt om det samlede kølebehov, har Carlsberg Byen P/S indvilget i at garantere et årligt kølebehov, således at Frederiksberg Fjernkøling får dækket sine omkostninger hvis Carlsberg Byen ikke får solgt byggeprojekterne i den takt de har forudsagt. Der er lagt op til en aftale om et anlæg der i første fase dækker ca. 75% af det kølebehov som studiet fra Rambøll forudsiger at der kommer fra området. Anlægget vil blive projekteret således at det kan udvides til at dække det kølebehov forudsagt i Rambøll s rapport. Tabel 2-1: Projekterede forbrugstal for området. Potentielt kølebehov for Carlsberg Byen, baseret på Rambøll rapport Kølebehov garanteret af Carlsberg Byen over for Frederiksberg Fjernkøl Årsforbrug (MWh/år) Effektbehov (kw) Benyttelsestid (timer/år) 11.120 13.900 800 8.320 10.400 800 2.3 Forventet produktionsfordeling og effektivitet Den fremtidige køling forventes produceret ud fra følgende fordeling mellem produktionsformerne: 1 Frikøling er i princippet gratis energi, hvor man anvender eksempelvis udeluft, grundvand eller havvand til køleformål 2
Tabel 2-2: Produktionsfordeling for køling Produktionsform Produktionsfordeling Forventet COP 2 Frikøling, luft 10 % 40 Effektiv kompressorkøl 50 % 8,0 Almindelig kompressorkøl 40 % 4,8 TOTAL / Vægtet 3 100 % 6,5 Samlet set forventes en effektivitet (anført ved COP værdi) på 6,5 vægtet over året. Anlægget vil løbende blive evalueret mht. nye teknologier som kunne forbedre virkningsgraden yderligere (COP værdien). Det kunne være køling fra grundvand eller køling med varmepumper hvor varmen afsættes til et fjernvarmesystem. 3. MULIGE KUNDER Der er som indledningsvist beskrevet lagt op til en aftale med udviklingsselskabet Carlsberg Byen som vil garantere et kølebehov for det området som de udvikler samt de matrikler som Carlsberg A/S ejer. I de områder som Carlsberg Byen udvikler vil der være pligt til at tilslutte sig til fjernkølenettet. Derudover vurderes det meget sandsynligt, at de matrikler som Carlsberg A/S ejer også vil tilslutte sig i det omfang de har behov for køling. I aftalen med Carlsberg Byen er der mulighed for at sælge køling fra den nye kølecentral på området til kunder udenfor området. Det er pt. ikke regnet med at der tilsluttes kunder, da kundegrundlaget inden for området vurderes at være stort nok til at bære et nyt fjernkøleanlæg af denne art. 4. ENERGI OG MILJØBEREGNING Nærværende projektforslag skal eftervise, at der er en betydeligt miljømæssigt gevinst, for ovenævnte kunder, ved at etablere fjernkøling frem for at fortsætte med traditionel køling. Dette gøres i dette afsnit. 4.1 Situation uden fjernkøling Såfremt der ikke etableres fjernkøling i Carlsberg Byen, skal kunderne investere i deres egne decentrale køleanlæg. Effektiviteten (COP) for en ny kølemaskine vil ligge i gennemsnit på 4,8 som vægtet gennemsnit over året inkl. frikøling i de kolde måneder. Forbruget af el giver anledning til en marginal merproduktion af el i det samlede elsystem. I henhold til Energinet.dk s miljødeklaration for el for 2013-2014, giver forbrug af 1 kwh el i gennemsnit anledning til følgende emissioner ud fra den såkaldte 200 % metode 4 : Tabel 4-1: Miljødeklaration for el i 2013-2014: Kilde Energinet.dk Klimaparameter CO 2 401 kg/mwh 2 Coefficient of performance. Virkningsgrad for kølemaskiner der beregnes som forholdet mellem leveret køleenergi og tilført energimængde. 3 Vægtet COP medregner elforbrug til pumper for distribution af kølevand. 4 Metoden medfører, at fordeling af brændsel til hhv. el- og varmeproduktion fordeles ud fra en varmevirkningsgrad på 200 % 3
SO 2 0,07 kg/mwh NO X 0,29 kg/mwh Med et årligt kølebehov på 8.320 MWh for Carlsberg Byen (garanteret forbrug) en vægtet COP faktor på 4,8 er det årlige forbrug af el ca. 1.730 MWh. Herefter kan emissionerne i situationen uden fjernkøling beregnes til: Tabel 4-2: Emissioner i en situation uden fjernkøling Klimaparameter CO 2 695 ton/år SO 2 121 kg/år NO X 500 kg/år 4.2 Situation med fjernkøling i Carlsberg Byen I situationen med fjernkøling på Frederiksberg øges den vægtede COP faktor fra 4,8 til ca. 6,5. Elforbruget reduceres således fra ca. 1.730 MWh/år til ca. 1.280 MWh/år. Konsekvensen heraf er vist i følgende tabel: Tabel 4-3: Emissioner ved fjernkøling Klimaparameter Værdi CO 2 513 ton/år SO 2 90 kg/år NO X 371 kg/år 4.3 Reduceret miljøbelastning ved fjernkøling Ved at etablere fjernkøling i Carlsberg Byen opnås således en stor miljømæssig gevinst der kan ses af nedenstående tabel: Tabel 4-4: Reduceret miljøbelastning ved fjernkøling Klimaparameter Værdi Enhed CO 2 182 ton/år SO 2 31 kg/år NO X 129 kg/år Reduktion af miljøbelastningen er således på ca. 23 % ved fjernkøling frem for traditionel køling. Der er derudover lagt op til i aftalen med Carlsberg Byen P/S at al el skal være fra vedvarende energi kilder og derved vil reduktionen i miljøbelastningen fra fjernkøleanlæg ift. Decentrale køleanlæg blive endnu større. 5. OPBYGNING AF KØLESYSTEM Produktion af fjernkøling vil ske på Carlsberg Byens område i kælderlokaler som er aftalt med Carlsberg Byen. Hovedkomponenterne vil være: 4
Kølekompressorer. 1. fase installeres 2,7 MW køleeffekt som udvides i 2019 med ca. 1,6 MW køleeffekt. Tørkølere og frikøle vekslere Lagertanke for koldt vand. Der regnes med negravede beton tanke med samlet kapacitet på 4.000 m 3. Anlægget vil blive forberedt på tilslutning til fjernvarmesystemet via en varmepumpe. Komponenterne placeres i en eksisterende kælder bygning, og lagertanken placeres under en vej umiddelbart ved siden af. Tørkølere placeres på midlertidigt areal i nærheden. Carlsberg Byen har påtaget sig at ved projektering af en ny bygning i nærheden at afsætte nyt tag areal til tørkølerene som så flyttes dertil. Fra produktionsanlægget fremføres ledninger for koldt vand til en vekslerinstallation placeret hos kunderne. Til forsyning af kunderne i Carlsberg Byen forventes nedgravet ca. 1.800 meter dobbelte køleledninger med maksimal rørdimension på 450 mm. 6. OVERORDNET TIDSPLAN Hovedtidsplanen for fjernkøleprojekt forventes at følge følgende hovedtidsplan: Opgave Periode Aftaleforhold med Carlsberg Byen Sommer 2014 Fastlæggelse af kølekoncept Sommer 2014 Kontrahering med leverandører af hovedkomponenter Efterår 2014 Levering, montage hovedkomponenter Forår, sommer 2015 Afprøvning, idriftsættelse Efterår 2015 Levering af køling November 2015 7. PERSPEKTIVER FOR FREMTIDEN Baseret på udarbejdet analyse af Rambøll vurderes det at kølebehovet i Carlsberg området er oplagt til en fjernkøleløsning. Dette baseres på at det er nybyggeri, at det er inden for en relativt begrænset område samt, at de der skal udvikle området vil garantere køleforbrug overfor Frederiksberg Fjernkøl A/S. Håndtering af kemikalier Den decentrale håndtering af kemikalier hos kunderne erstattes nu af en professionel central håndtering af Frederiksberg Forsyning. Færre støjkilder i byen De decentrale støjkilder hos kunderne ved aldrende tørkølere erstattes nu af nye centralt placerede tørkølere med betydeligt mindre årlig driftstid samt forventeligt lavere støjniveau. Miljøbelastning vurderes reduceret jf. 5.3 5
8. ØVRIGE TILLADELSER Vi er opmærksomme på, at der på sigt vil opstå behov for yderligere tilladelser. Disse vil blive fremsendt separat når disse bliver aktuelle for projektets parter. 6