TÅRNBYFORSYNING Varme A/S Dokumenttype Rapport Dato April 2018 TÅRNBYFORSYNING VARME A/S PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY
TÅRNBYFORSYNING VARME A/S PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY Revision 2 Dato 2018-04-12 Udarbejdet af AD Kontrolleret af TSR, TRHA Godkendt af AD Beskrivelse Dette projektforslag for en varmepumpe med produktion af varme fra fjernkøling og spildevand i Tårnby er udarbejdet i samarbejde med potentielle kølekunder i området omkring Scanport. Det skal behandles af Tårnby Kommune i medfør af Varmeforsyningsloven og Projektbekendtgørelsen hvad angår varmepumpen og den samfundsøkonomiske vurdering. Herunder skal det sendes til Energistyrelsen med anmodning om dispensation fra kraftvarmekravet i Projektbekendtgørelsen. Samtidig skal det behandles af Tårnby Kommune i medfør af Fjernkøleloven, hvor regler for behandlingen dog ikke er fastlagt i en bekendtgørelse. Forarbejderne til projektforslaget har desuden været en del af grundlaget for, at TÅRNBYFORSYNING A/S kan etablere et fjernkøleselskab. Forside billede: Skanska og Rambøll Ref. 1100016833 Rambøll Hannemanns Allé 53 DK-2300 København S T +45 5161 1000 F +45 5161 1001 www.ramboll.dk
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY INDHOLD 1. Resume 1 2. Indledning 5 2.1 Formål 5 2.2 Plangrundlag 6 2.3 Organisation 6 2.3.1 Kort 7 2.3.2 Bebyggelse 7 2.3.3 Arealafståelse og servitut 8 2.4 Myndigheder 8 2.4.1 Forhold til anden lovgivning 8 2.4.2 Normer og standarder 9 3. fase 1 Projektforslag 10 3.1 Udstrækning 10 3.2 Kapacitet og investeringer 10 3.2.1 Fleksibel kapacitet 11 3.2.2 Kapacitet 12 3.2.3 Investeringer i energicentral 13 3.2.4 Investeringer i fjernkølenet 14 3.2.5 Investeringer i køleinstallationer i bygninger 14 3.2.6 Investeringer i fjernvarmetilslutning 14 3.2.7 Samlede investeringer 14 3.2.8 Forsyningssikkerhed for køl 15 3.3 Energistrømme 15 3.3.1 Optimal drift af fjernkøling og varmeproduktion 16 3.4 Tekniske specifikationer 17 3.5 Økonomi for samfundet og fjernkølesystemet 17 3.5.1 Samfundsøkonomi 20 3.5.2 Selskabsøkonomi 20 3.5.3 Følsomhedsvurdering 21 3.5.4 Forbrugerøkonomi ved fjernkøling 21 3.5.5 Øvrige miljøforhold og energipolitisk prioritering 23 3.6 Tidsplan 24 3.6.1 Projektforslag iht. Varmeforsyningsloven 24 4. Fase 1+2 25 Projektforslag for spildevandsvarmepumpe og fjernkøling i Tårnby 120418
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY FIGUR- OG TABELFORTEGNELSE Figur 1-1 Resume... 4 Figur 3-1 Kølebehov for Ferring... 10 Figur 3-2 Kapaciteter og markedsudvikling i fase 1... 12 Figur 3-3 Fjernkøleproduktion i fase 1... 15 Figur 3-4 Produktion af varme fra spildevand og fjernkøling i fase 1... 16 Figur 3-5 Fjernvarmeudbygning i TK... 17 Figur 4-1 Kapacitetsopbygning for fase 1+2... 27 Figur 4-2 Overskudsvarme fra køling med fase 2... 27 Figur 4-3 Forventet varmeproduktion fra køling med fase 2... 28 Figur 4-4 Samlet produktion af varme med fase 2... 28 Figur 4-5 Oversigtskort for fjernkøling i fase 1 og 2, med fjernkølecentral... 31 Figur 4-6 Oversigtskort over energicentral og tilslutning... 32 Figur 4-7 Animeret billede af Scanport fra Skanska... 33 Figur 4-8 Foreløbige planer for hele Scanport bebyggelsen... 33 Figur 4-9 Oversigtsplan energicentral og akkumuleringstank... 34 Figur 4-10 Opstalt af energicentral og akkumuleringstank... 35 Figur 4-11 Grundplan af fjernkølecentralen... 35 Tabel 2-1 Bebyggelse og kølebehov fase 1 og 2... 7 Tabel 3-1 Kølebehov for fase 1... 10 Tabel 3-2 Anslået fordeling af kølebehov sommer og vinter for Ferring... 11 Tabel 3-3 Tilslutningstakt i fase 1... 13 Tabel 3-4 Produktionskapacitet fase 1... 13 Tabel 3-5 Investeringer i energicentral i fase 1... 13 Tabel 3-6 Fjernkølenet i fase 1... 14 Tabel 3-7 Investeringer i fjernkølekundeinstallationer... 14 Tabel 3-8 Investeringer fase 1... 15 Tabel 3-9 Oversigt over fase 1 alene... 19 Tabel 3-10 Samfundsøkonomi... 20 Tabel 3-11 CTR s variable puljepris og værdi af varmen for Tårnby Forsyning 20 Tabel 3-12 Fjernkøletarif... 22 Tabel 3-13 Brugerøkonomi som nutidsværdigevinst for fase 1 uden fase 2.... 22 Tabel 4-1 Kølebehov for fase 1+2... 25 Tabel 4-2 Investeringer i energicentral med fase 2... 26 Tabel 4-3 Samlede investeringer med fase 2... 26 Tabel 4-4 Resume af energi og økonomi inkl. fase 2... 29 Tabel 4-5 Kundernes økonomi i fase 2... 30 BILAG Bilag 1 Forsyningsområdet Bilag 2 Grundplan og opstalt af fjernkølecentral Bilag 3 Beregninger, resume Projektforslag for spildevandsvarmepumpe og fjernkøling i Tårnby 120418
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 1-37 1. RESUME TÅRNBYFORSYNING Varme A/S (TF) anmoder hermed Tårnby Kommune (TK) om at behandle og godkende dette projektforslag for en varmepumpe med varmeproduktion fra fjernkøling og spildevand i henhold til bekendtgørelse nr. 825 af 24. juni 2016 om godkendelse af projekter for kollektive varmeforsyningsanlæg (Projektbekendtgørelsen). TF anmoder desuden TK om at vurdere fjernkøledelen af projektforslaget i medfør af Lov om Fjernkøling. Da anlæggets varmekapacitet er mere end 1,0 MW anmodes TK desuden om at søge Energistyrelsen om dispensation for kraftvarmekravet iht. Projektbekendtgørelsen. Projektforslaget med en varmepumpe, der producerer varme fra spildevand og fjernkøling i området omkring Scanport, vil være et godt skridt på vejen til at leve op til anbefalingerne i Energikommissionens rapport fra 24. april 2017. Varmepumpen vil levere varme til fjernvarmen med fleksibel produktion, der optimeres ved hjælp af kølelageret i forhold til elpriserne og værdien af varmen. Anlægget vil dermed bidrage til at udnytte og integrere den fluktuerende vindenergi og optimere køleproduktionen i Tårnby. Der er fortsat en vis usikkerhed om rammebetingelserne for fjernkøling, men usikkerheden er mindsket, da projektet er indrettet, så det imødekommer anbefalingerne i energikommissionens rapport. Der er således allerede politisk enighed om, at elafgiften til produktion af varme fra store varmepumper skal nedsættes. Det er desuden fordelagtigt, at de virksomheder, som etablerer sig i området samarbejder med TF om at udnytte fælles anlæg til køling, hvorved det bliver muligt at producere varme fra kølingen til fjernvarmeproduktion. Virksomhederne skal forsynes med fjernvarme, som er den mest samfundsøkonomiske forsyningsform og godkendt af Tårnby Kommune iht. Varmeforsyningsloven. Forsyning med fjernkøling er en kommerciel aktivitet, som kan tilvejebringes af TF og tilbydes kunderne på kommercielle vilkår. TF s analyser peger på, at det vil være fordelagtigt at etablere et fjernkølenet med en køleakkumuleringstank og en varmepumpe, der kan udnytte fjernkølingen og spildevandet som varmekilde. Der kan udbygges med fjernkøling til 8 bygninger med kølebehov i området med et samlet areal på 169.000 m 2. Heraf er ca. 125.000 m 2 til ny bebyggelse. Der er imidlertid usikkerhed om, hvornår der kan udbygges med fjernkøling til alle 8 bygninger, mens der er konkrete planer for de første 3 bygninger. Det drejer sig om Ferring, Scanport hotel og en kontorbygning, i alt 53.000 m 2, som planlægges gennemført i en første fase 1. Der er en samlet økonomisk fordel ved at udbygge denne fase 1 alene uden, at resten etableres. Lednings-
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 2-37 nettet og produktionskapaciteten vil samtidig være forberedt til den fulde udbygning med fjernkøling til de resterende 5 bygninger og med ekstra produktion fra grundvandskøling. Fordelene ved at etablere varmepumpen med samproduktion af fjernkøling og fjernvarme, skyldes bl.a. følgende: Dobbelt udnyttelse af varmepumpen. Varmepumpen bruges til to formål: det ene formål vil være at udnytte fleksibelt elforbrug til at producere varme ved at nedkøle spildevandet, det andet formål vil være at levere fjernkøling til virksomhederne, samtidig med, at der produceres varme til fjernvarmen. Spildevand udnyttes både til frikøling og varmeproduktion. Forbindelsen til Tårnby Forsynings spildevandsudløb og evt. drænvand kan ligeledes udnyttes dobbelt. Det primære formål er, at varmepumpen køler spildevandet ned og derved producerer varme. Det sekundære formål er, at spildevandet kan opvarmes og bortkøle overskudsvarmen fra varmepumpen i de dage om sommeren, hvor der er overskud af varme fra affaldsforbrændingen i fjernvarmesystemet, og der samtidig er behov for fjernkøling. Spildevandsudløbet, som allerede er etableret, kan med andre ord fungere som et alternativ til et nyt anlæg til havvandskøling. Fleksibel kølekapacitet Nyt byggeri vil med fjernkøling kunne mindske risikoen for, at der overinvesteres i kølekapacitet, ligesom energicentralen ad åre vil kunne få justeret kapaciteten i op eller nedadgående retning, når forudsætningerne ændrer sig. Samtidighed Da de bygninger, som tilsluttes et fjernkølenet erfaringsmæssigt ikke har det maksimale køleeffektbehov på samme tid, vil behovet for kølekapacitet til nettet være mindre end summen af de tilsluttede køleeffektbehov. Udjævning af kapacitet over døgnet Da kapacitetsbehovet til komfortkøling varierer meget over døgnet, vil man med fjernkøling og en køleakkumuleringstank kunne udjævne kølebehovet, så der kun etableres kølekapacitet til gennemsnitsbelastningen det varmeste døgn. Tanken vil blive ladet op med koldt vand om natten, og den vil blive afladet i dagens varmeste timer. Storskalafordel for kølemaskiner Erfaringen viser, at prisen i kr./kw for kølekapacitet falder med størrelsen. Der er en storskalafordel ved at erstatte flere små individuelle kølekompressoranlæg med et tilsvarende større anlæg med samme totale kapacitet. Det gælder både investeringer og driftsudgifter. Dertil kommer, at en fælles større kølecentral kan placeres mere hensigtsmæssigt i forhold til den bymæssige bebyggelse. Sammen med fjernkølenettet kan den bedre kombineres med supplerende anlæg, som eksempelvis en køleakkumuleringstank, grundvandskøling, tilslutning til fjernvarme og spildevand mv. Med en fælles kølecentral skal der investeres i en særskilt bygning og et grundareal, men til gengæld spares plads i kundernes bygninger og på tagfladerne. Samproduktion af fjernkøling og fjernvarme Det er en god ide at producere fjernvarme og fjernkøling med en fælles varmepumpe, da samproduktionen er mere effektiv end separat produktion. Da der er overskydende affaldsvarme i perioder om sommeren, kan det dog være fordelagtigt at undlade samproduktion og bortkøle overskudsvarmen i spildevandet, ligesom det kan være fordelagtigt at producere varme alene og bortkøle kølingen, når der ikke er behov for køling. Grundvandskøling og sæsonlagring Projektforslaget er forberedt til, at varmepumpen i en senere fase 2 kan suppleres med grundvandskøling med et eller flere boringspar med en henholdsvis varm og kold boring. Det betyder, at varmepumpen fortsat udnyttes til kombineret produktion af varme og køl, men sæsonforskudt således, at fjernvarmen leveres om vinteren, når den har størst værdi. Det nedkølede grundvand leverer således fjernkøling om sommeren uden varmeproduktion.
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 3-37 Den fleksible udbygning Udbygningen med grundvandskøling kan tilpasses tilslutningen af nye kunder. Desuden kan suppleres med endnu en varmepumpeenhed til at justere behovet for produktionskapacitet, hvis det er nødvendigt. Samfundsøkonomisk fordel Projektforslagets samfundsøkonomiske gevinst er ved den fulde udbygning beregnet til 103 mio.kr, og den interne forrentning er 58%. Hvis udviklingen stopper efter fase 1, er gevinsten beregnet til 60 mio.kr, og den interne rente er 27% Den relativt store gevinst fremkommer primært, fordi varmepumpen udnyttes dobbelt, idet den leverer kølekapacitet primært om sommeren og udnytter varme fra spildevandet resten af året, når det er fordelagtigt i forhold til elpriser og varmeproduktionspriser i fjernvarmen. Økonomisk fordel for fjernkølesystemet i Tårnby Den samlede selskabsøkonomiske gevinst for fjernvarme, fjernkøling og fjernkølekunder er anslået til 60 mio.kr og den interne forrentning er 41% på lang sigt, hvis hele projektet kan realiseres, og hvis selskabsøkonomien ikke reduceres med beskatning. Der vil efterfølgende skulle fastlægges en afgrænsning mellem fjernkøledelen og fjernvarmedelen, så gevinst og risiko deles til fælles fordel. I TF s økonomiske vurdering fokuseres imidlertid kun på økonomien i fase 1, der er baseret på aftaler med de involverede parter. I denne fase er den samlede gevinst for TF og kunderne anslået til 23 mio.kr, og den interne rente er 13% Beregningerne er baseret på en forventning om, at elafgiften til opvarmning fra store varmepumper reduceres permanent med 10 øre/kwh og, at projektet ikke vil blive beskattet i nævneværdigt omfang. Desuden forudsættes, at de gældende regler for beregning af energisparepoint vil være gældende for projektets fase 1. De optjente energisparepoint, som er indregnet med en værdi af 400 kr/mwh, svarer til TF s energispareforpligtelse i 5 år. Det er dog således, at den gevinst, der akkumuleres i TF s fjernkøleselskab, skal komme selskabet til gode på længere sigt. Eksempelvis skal selskabet kunne reinvestere i produktionskapacitet, idet TF ikke vil opkræve fornyet tilslutningsbidrag, når kontraktperioden udløber. I denne fordeling sikres, at varmekunderne ikke stilles ringere. Spildevandskundernes økonomi påvirkes ikke ud over, at der modtages lejeindtægter for grundarealet. Kommunens behandling af projektforslaget Kommunen skal behandle varmepumpen i henhold til Projektbekendtgørelsen og således vurdere den samfundsøkonomiske gevinst ved hele projektet for fase 1 med en realistisk antagelse om udbygningen til fase 2. Trinvis udbygning Den efterfølgende tabel resumerer nøgletal og resultater for projektforslaget. Samtidig ses udviklingen fra fase 1 (søjle 3) til fase 2 (søjle 5). Søjle 4 repræsenterer en meget realistisk første del 2.1 af fase 2, hvor enten resten af Scanport eller det planlagte nye hotelkompleks ved SASbygningen tilsluttes og udnytter den overkapacitet, som køleakkumuleringstanken i fase 1 kan bidrage med.
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 4-37 Ved at sammenligne søjle 1,2 og 3 ses desuden, hvordan de to hovedkomponenter i projektforslaget, nemlig fjernkøling med udnyttelse af overskudsvarme samt udnyttelse af omgivelsesvarme fra spildevandet, hver for sig bidrager til en positiv økonomi. Det betyder, at projektforslaget har god økonomi, selv om fase 2 skulle udeblive. Denne sikkerhed har stor betydning for risikovurderingen og dermed muligheden for at lånefinansiere fjernkøledelen. Varmepumpe til spildevand og fjernkøling til Scanport og Ferring mv Kombinationer af komfortkøl, proceskøl og 1 2 3 4 5 overskudsvarme fra spildevand Fase 1 kun køl Fase 1 kun OV Fase 1 Fase 2.1 Fase 2 Kølebehov MWh køl 3.534 0 3.534 5.144 9.094 Heraf kølebehov i 5 vintermåneder MWh køl 837 0 837 837 1.057 Spildkøling til spildevand MWh køl 0 35.000 35.000 35.000 35.000 Potentiel varmeudnyttelse MWh varme 5.140 50.909 56.049 58.391 64.136 Varme fra grundvandskøl MWh varme 0 0 0 0 5.835 Varme fra komfortkøl + nettab MWh varme 2.213 3 2.214 3.733 3.745 Varme fra proceskøl og spildkøl MWh varme 1.012 45.959 43.247 41.245 39.894 Varmeudnyttelse i alt MWh varme 3.225 45.961 45.462 44.978 49.474 Grundvandskøl MW køl 0,0 0,0 0,0 0,0 2,0 Varmepumpe MW køl 4,3 4,3 4,3 4,3 4,6 Varmepumpe MW varme 6,3 6,3 6,3 6,3 6,7 Akkumulator m3 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 Maks udnyttelse af VP timer 516 7.348 7.269 7.191 7.338 Maks udnyttelse af VP % 6% 84% 83% 82% 84% Investeringer Bygning og grund mio.kr 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 Grundvandskøling mio.kr 0,0 0,0 0,0 0,0 8,8 Varmepumpe mio.kr 37,6 37,6 37,6 37,6 40,5 Veksler mod spildevand mio.kr 0,0 1,5 1,5 1,5 1,5 Kølelagertank mio.kr 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 Fjernkølenet mio.kr 9,1 1,0 10 11,3 13,8 Kølekundeanlæg mio.kr 2,1 0,0 2,1 3,3 5,1 Tilslutning til varme mio.kr 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Investeringer i alt mio.kr 59,4 50,6 61,8 64,2 80,2 Kunders alternative invest. mio.kr 31,8 0,0 31,8 47,7 71,2 Kundernes tilslutningsbidrag mio.kr 24,8 0,0 24,8 35,9 51,7 Samfundsøkonomisk gevinst mio.kr -30 29 60 74 103 Samfundsøkonomisk forrent. % -5% 12% 27% 42% 58% Fjernkølesystemets gevinst Fjernkøleselskab mio.kr -26-4 17,5 30 52 Fjernkølekomfortkunder mio.kr 5 0 5,5 6 8 Spildkøling til spildevand mio.kr 0 0 0,0 0 0 Fjernkølesystemet i alt mio.kr -21-4 23,0 36 60 Intern forrentning % -4% 2% 13% 25% 41% Figur 1-1 Resume Dette projektforslag fokuserer på beregning i søjle 3, Fase 1.
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 5-37 2. INDLEDNING 2.1 Formål TF fremsender hermed dette projektforslag til TK med anmodning om, at kommunen behandler projektforslaget i medfør af bekendtgørelse nr. 825 af 24. juni 2016 om godkendelse af projekter for kollektive varmeforsyningsanlæg, Projektbekendtgørelsen. Desuden anmoder TF om, at kommunen behandler projektforslaget i medfør af Fjernkøleloven og indsender ansøgning til Energistyrelsen med anmodning om dispensation for kraftvarmekravet. Projektforslaget er opdelt i to faser, der belyses særskilt: Fase 1 for samproduktion af varme og køling omfatter en energicentral med varmepumper med en samlet kapacitet på 4,3 MW køl og ca. 6,1 MW varme. I fase 1 vil varmepumpen fungere som fælles fjernkølecentral for 3 bygninger (Ferring, Scanport hotel og Scanport kontorbygning). Desuden etableres en forbindelse til spildevandsudløbet samt en køleakkumuleringstank for at øge varmeproduktionskapaciteten og fleksibiliteten. Da varmepumpen har en kapacitet over 1 MW er der behov for, at TK anmoder Energistyrelsen om dispensation fra kraftvarmekravet iht. Projektbekendtgørelsen. Desuden skal TF aftale med CTR, hvordan varmeproduktionen kan optimeres bedst muligt til fælles fordel. I projektforslaget redegøres for projektforslagets robusthed over for ændrede forudsætninger herunder, at den efterfølgende fase 2 ikke gennemføres. Denne redegørelse er vigtig for at vurdere, hvordan anlæggene kan finansieres af TF og kunderne i forening, så den fælles risiko begrænses. Fase 2 omfatter den resterende planlagte udbygning i området med fjernkøling samt supplerende fjernkøleanlæg i form af grundvandskøling. Redegørelsen for denne fase er vigtig for, at TK kan vurdere den langsigtede gevinst for samfund og fjernkølesystemet ved fjernkøling og produktion af varme med store varmepumper. Det er således i princippet kun varmepumperne og tilkoblingen til fjernvarmenettet og spildevandsledningen for projektforslagets fase 1, der skal godkendes af TK i medfør af Varmeforsyningsloven i dette projektforslag. De øvrige investeringer i fjernkøleledninger, køleakkumuleringstank og grundvandskøling har kun betydning i forbindelse med den økonomiske vurdering af projektforslaget. Supplerende varmeproduktionskapacitet, eksempelvis en ekstra varmepumpe et gunstigt sted i nettet vil dog skulle behandles i et efterfølgende projektforslag. I projektforslaget redegøres for det samlede projekt i fase 1 og 2 med hensyn til samfundsøkonomi og energieffektivitet samt synergien mellem fjernvarme, fjernkøling og spildevand, til brug for kommunalbestyrelsens vurdering i forhold til både Varmeforsyningsloven og Fjernkøleloven. Projektforslaget tjener således to hovedformål: Projektforslaget indsendes af TF til TK med anmodning om at behandle varmepumpedelen i fase 1 i medfør af Projektbekendtgørelsen. Det inkluderer, at TK skal anmode Energistyrelsen om dispensation for varmepumpen i forhold til Projektbekendtgørelsens kraftvarmekrav. Projektforslagets fase 1 og 2 redegør for de energimæssige forhold og økonomien i det samlede projekt med henvisning til kommunens behandling efter Varmeforsyningsloven og Fjernkøleloven. Det bemærkes, at bestemmelsen i Fjernkøleloven ikke er udmøntet i en bekendtgørelse, hvorfor kommunalbestyrelsen er frit stillet med hensyn til en konkret vurdering. Arbejdet med projektforslaget har desuden været beslutningsgrundlag for TF og kunderne, så de med forbehold for Energistyrelsens dispensation og TF s godkendelse har kunnet indgå aftaler om fjernkøling til fase 1 og med mulighed for udbygning til fase 2.
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 6-37 2.2 Plangrundlag Området, der er omfattet af projektets fjernkøleledninger og varmepumpeanlægget er udlagt til fjernvarme, og varmepumpen kan umiddelbart tilsluttes med en fjernvarmestikledning til områdets fjernvarmedistributionsledning. Projektforslaget ændrer ikke områdeafgrænsningen mellem fjernvarme og naturgas. Den del af projektet, som omfatter produktion af varme, dvs. varmepumpen, skal som nævnt ovenfor behandles iht. Projektbekendtgørelsen, og Kommunalbestyrelsen skal søge dispensation for at etablere varmepumpen, da TK er beliggende i et centralt kraftvarmeområde. Fjernkøledelen af projektet kunne, hvis det blev forsynet med en traditionel kølekompressor, gennemføres uden, at projektet skal myndighedsbehandles i medfør af Varmeforsyningsloven, men det skal principielt vurderes i forhold til Fjernkøleloven. I den samfundsøkonomiske analyse af projektet for varmeudnyttelse kan man se på hele projektet for fjernkøling og varmeproduktion fra fjernkøling og spildevand som en helhed. 2.3 Organisation TF etablerer et fjernkøleselskab, TÅRNBYFORSYNING Køl A/S, (TF Køl), som kan etablere fjernkøleanlæg i henhold til Fjernkøleloven. Den del af projektet, som omfatter varmeudnyttelse, kan udnyttes af TF Varme. TF har indledt forhandlinger med Soundport A/S, som står for etablering af Ferring A/S nye domicil og SKANSKA, som bygger de øvrige byggegrunde på området, i projektforslagets fase 1 og parterne er med udgangspunkt i projektforslagets forudsætninger blevet enige om at etablere fjernkøling i området. Der er indledt kontraktforhandlinger mellem parterne med forbehold for, at dette projektforslag godkendes og, at der gives dispensation. TF Køl må optjene et overskud, men også påtage sig en risiko. TF Varme må ikke påføres et økonomisk tab, men må gerne få en langsigtet økonomisk gevinst ved at indgå i varmedelen af projektet og få varmen produceret lidt billigere end alternativet, idet gevinsten skal kan anvendes til at sænke varmeprisen for alle varmekunder. TK har en aftale med CTR om, at CTR leverer varme og kapacitet til distributionsnettet i TK. CTR har i samarbejde med VEKS og HOFOR ansvar for den samlede lastfordeling i fjernvarmesystemet både på kort sigt time for time og på lang sigt med udbygningsplan for ny produktionskapacitet. Heri indgår udfordringer med at få integreret store varmepumper og flere varmelagre, som gradvist skal erstatte noget af den nuværende produktionskapacitet. Varmeproduktion fra varmepumper i Tårnby skal ses i sammenhæng med øvrige muligheder for at installere varmepumper i det Storkøbenhavnske fjernvarmesystem. TF er i dialog med CTR om, hvordan varmepumpen kan indpasses optimalt i lastfordelingen. TF har således besluttet, at der etableres en køleakkumuleringstank fra starten og, at spildevandet skal kunne bortkøle overskudsvarme i de perioder, hvor CTR kan købe varme til en lavere pris end de marginale omkostninger ved at producere varme med varmepumpen. Det er forudsat, i projektforslaget, at TF ved at producere varme med varmepumpen som udgangspunkt sparer indkøb af varme fra CTR til CTR s månedlige variable puljepris. TF og CTR har desuden til hensigt at arbejde for en model, hvor driften af varmepumpen optimeres yderligere til fælles fordel. Der er 4 parter, som kan have glæde af at samarbejde om projektet: Fjernkølekunderne i området
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 7-37 Fjernvarmekunderne i Tårnby, idet TF Varme har som målsætning at levere varme til lavest mulige priser i overensstemmelse med Varmeforsyningsloven CTR, idet CTR tilsvarende har som målsætning at levere varme til lavest mulige priser til distributionsselskaber, som er tilsluttet CTR. CTR s variable puljepris er bestemmende for TF Varme s alternative pris for køb af varme. Denne pris svarer som udgangspunkt til den variable gennemsnitspris måned for måned TF s Fjernkøleafdeling, som gerne må akkumulere overskud til ejeren og til konsolideringen, så TF kan reinvestere, når der er behov for det I projektforslaget fokuseres på at maksimere gevinsten for fjernkølesystemet indenfor en tidshorisont på 20 år med indregning af scrap-værdi. Der er foreslået realistiske tariffer for fjernkøling, som giver en rimelig fordeling af gevinsten mellem kølekunder og TF i fase 1. I denne fordeling er det forudsat, at fase 2 ikke gennemføres. 2.3.1 Kort Projektforslagets fase 1 og fase 2 omfatter de områder, der er vist på bilag 1. 2.3.2 Bebyggelse Projektforslaget omfatter de bebyggelser i fase 1 og 2, der er vist på kortet og i den efterfølgende tabel. Varmepumpe og fjernkøling Antal Areal Kølebehov i gennemsnit for hvert område Omgivelsesi Tårnby kunde- iht. BBR Enhedsforbrug Energi Max timer Effekt varme Tabel 2-1 Bebyggelse og kølebehov fase 1 og 2 Fase tilslutn. m2 kwh/m2 W/m2 MWh-k timer kw-k MWh-k Spildevand 1 0 0 0 0 0 0 0 35.000 Ferring 1 1 30.000 93 103 2.789 900 3.099 0 Scanport Hotel og kontor 1 2 23.000 32 51 745 636 1.170 0 Scanport C1/C2 2 1 23.000 35 50 805 700 1.150 0 Scanport D1/D2 2 1 23.000 35 50 805 700 1.150 0 SAS bygning og hotel 2 2 50.000 35 50 1.750 700 2.500 0 Blå Planet 2 1 20.000 110 55 2.200 2.000 1.100 0 Fase 1 1 3 53.000 67 81 3.534 828 4.269 35.000 Fase 2 2 5 116.000 48 51 5.560 894 5.900 0 Fase 1+2 1+2 8 169.000 54 60 9.094 894 10.169 35.000 Projektforslaget skal ses i sammenhæng med byudviklingen og øvrige planer for varmeproduktion: Ferring har behov for køling til test af installationerne sommeren 2019 og til normalt brug ultimo 2019 Planer for første etape af Scanport, et hotel og en kontorbygning på i alt 23.000 m 2 i byggefelt B tættest ved Ferring, har kølebehov sommeren 2020 CTR deltager sammen med VEKS og HOFOR i et projekt SVAF, hvor man ser på muligheder for at etablere varmepumper, der udnytter omgivelsesvarme i havvand, spildevand og grundvandskøling (ATES). Projektforslaget vi kunne bidrage med erfaringer til dette arbejde. Ferring er, som det ses, den markant største kunde, og derfor vil fjernkølecentralen i princippet være magen til Ferrings individuelle alternativ, dog med de ekstra komponenter, der indgår i fjernkølingen med varmeproduktion. Ferring har, som alternativ til fjernkøling, set på en kompressorløsning med adgang til havvandet.
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 8-37 Varmepumpen i projektforslaget planlægges placeret på TF s spildevandsanlæg, så spildevandet kan benyttes som varmekilde for varmepumpen, når der er ledig kapacitet. Desuden vil spildevandet kunne benyttes om sommeren til bortkøling af overskudsvarme i perioder med meget lave varmeproduktionsomkostninger. Det kan også opfattes som om spildevandet benyttes til frikøling på samme måde, som Ferring havde påtænkt at benytte havvandet til frikøling. Tilkoblingen til spildevandet erstatter således det havvandsindtag, som Ferring ellers skulle etablere til frikøling. Der er desuden planer om at etablere Scanport etape C og D samt et hotel ved SAS-bygningen. Derfor er det foreslået, at der etableres en ledning til hotellet og resten af bygningerne i fase 2. 2.3.3 Arealafståelse og servitut Det påregnes, at fjernkøleledningerne som hovedregel etableres i vejarealer men, at de efter aftale med kunderne kan etableres på kundernes matrikler, når det er mere fordelagtigt. Den tracé, der er markeret på kortbilaget, er baseret på en foreløbig vurdering, og den vil blive justeret ved detailprojekteringen og kommer dermed til at tage højde for øvrige ledningsanlæg og kundernes ønske om indføring af stik. Der skal tinglyses en deklaration for alle fjernkøledistributions ledninger, der er beliggende på private matrikler. Der er principielt ikke behov for, at stikledninger deklareres, med mindre de påtænkes ført videre til nabomatrikler. 2.4 Myndigheder 2.4.1 Forhold til anden lovgivning Rensningsanlægget er omfattet af lokalplan 117, og den foreslåede placering af energicentralen er beliggende i lokalplanens delområde 3, som er udlagt til offentlige formål i form af renseanlæg for spildevand med tilhørende bebyggelse og anlæg samt parkeringsarealer. Lokalplanen giver mulighed for at bygge op til en bebyggelsesprocent på 35% og op til 8,5 m i højden i delområdet. Da energicentralen tjener andre offentlige formål end spildevandsrensning, anmoder TF om, at TK udarbejder en ny lokalplan som gør det muligt at etablere energicentralen indenfor det område, der er omfattet af lokalplan 117 og helst med følgende muligheder: Bygningshøjde for energicentral. TF anmoder om, at energicentralen kan udformes med en højde på op til 6 m i en afstand på ned til 1 m fra skel, så der er plads til beplantning mv. idet højden dermed holdes under 8,5 m, og idet bygningens facade mod vejen således vil skærme af for resten af rensningsanlægget. Bygningshøjde for tank. TF anmoder om, at der kan etableres en akkumuleringstank med en bredde på 15 m op til 15 m over terræn. Tanken vil dermed være forberedt for fase 2. Alternativt kan højden reduceres til 8,5 m, hvis den nedgraves eller, hvis der planlægges for en ekstra tank i fase 2 på spildevandsanlægget eller i forbindelse med kundernes anlæg. Det vil dog fordyre projektet. Grundvandskølingen kræver godkendelse efter anden lovgivning, men økonomien i fase 1 afhænger ikke af grundvandskølingen, og det er ikke kritisk for projektforslagets økonomi i fase 2, hvis grundvandskølingen ikke gennemføres. Projektforslagets miljømæssige konsekvenser vil blive belyst i en VVM screening.
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 9-37 2.4.2 Normer og standarder Projektet udføres efter gældende standarder. Ledningsnettet udføres i præisolerede rør med lækagealarm, som også bruges til fjernvarmen, dog med minimal isolering. Tryktrin og mindstetryk svarende til køleakkumuleringstankens højde, aftales med kunderne, så kunderne kan etablere indirekte tilslutning til fjernkølenettet, hvor det er nødvendigt. TF vil som udgangspunkt aftale en helhedsløsning med kunderne, så der ikke etableres overflødige vekslere.
Kølebehov [kwh] PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 10-37 3. FASE 1 PROJEKTFORSLAG I dette kapitel beskrives kun projektforslagets fase 1. Heri er inkluderet alle anlæg, som skal godkendes iht. Varmeforsyningsloven. Desuden har den økonomi, der er præsenteret i fase 1 dannet grundlag for, at TF har kunnet beslutte at arbejde for at gennemføre projektforslaget, idet der hermed er valgt forudsætninger for afsætning baseret på aftaler med kunder i fase 1. I det efterfølgende kapitel 4 belyses konsekvensen ved, at projektforslaget udbygges med realistiske forudsætninger i fase 2 uden yderligere projektgodkendelse. Økonomien i projektforslaget inkl. fase 2 er således også relevant for TK s og Energistyrelsens samfundsøkonomiske vurdering af projektforslaget. Desuden vises i kapitel 4 et samlet resume af den trinvise udbygning og følsomhed overfor ændrede forudsætninger 3.1 Udstrækning På bilag 1 er vist de fjernkøleforsynede områder. 3.2 Kapacitet og investeringer Kundernes teoretiske kølekapacitetsbehov er vurderet til 4,3 MW. Varmepumpe og fjernkøling Antal Areal Kølebehov i gennemsnit for hvert område Omgivelsesi Tårnby kunde- iht. BBR Enhedsforbrug Energi Max timer Effekt varme Fase tilslutn. m2 kwh/m2 W/m2 MWh-k timer kw-k MWh-k Spildevand 1 0 0 0 0 0 0 0 35.000 Ferring 1 1 30.000 93 103 2.789 900 3.099 0 Scanport Hotel og kontor 1 2 23.000 32 51 745 636 1.170 0 Fase 1 1 3 53.000 67 81 3.534 828 4.269 35.000 Tabel 3-1 Kølebehov for fase 1 Da der er tale om ny bebyggelse, er der imidlertid usikkerhed om det reelle behov. Kølebehovet til Ferring er en blanding af komfortkøling og proceskøling, og det samlede behov, der kan forsynes med frikøling fra havvand, fordeler sig som vist på figuren nedenfor. Data for kølebehovet til Ferring er leveret af Ferring. 450.000 400.000 350.000 Kølebehov Ferring 300.000 250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 0 Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Kompressor 0 0 0 18.017 162.038 329.029 408.739 416.426 224.036 123.999 75.640 0 Frikøling 121.780 122.103 172.720 187.721 142.104 52.083 0 0 0 47.758 56.775 121.072 Frikøling Kompressor Figur 3-1 Kølebehov for Ferring
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 11-37 Det ses, at behovet i store træk kan dækkes med frikøling i 5 af årets måneder, fra 1. december til 30 april, hvor havvandstemperaturen er under 10 grader. Det ekstra kølebehov, der om sommeren skal dækkes med kompressorkøling, er stort set sammenfaldende med komfortkølebehovet. Nedenfor er beregnet fordelingen af kølebehov på de 5 forskudte vintermåneder og de 7 forskudte sommermåneder, så summen for det årlige køleenergibehov og maksimale kølekapacitetsbehov passer med det opgivne i tabellen ovenfor. Ferring Areal Kølebehov Anslået fordeling af kølebehov iht. BBR Enhedsforbrug Energi Max timer Effekt 5 vintermåneder og 7 sommermåneder m2 kwh/m2 W/m2 MWh-k timer kw-k Primært komfortkøling i 7 sommermåneder 30.000 69 91 2.064 754 2.737 Primært proceskøling, 5 vintermåneder 30.000 24 12 725 2.000 363 Køling i alt 30.000 93 103 2.789 900 3.099 Tabel 3-2 Anslået fordeling af kølebehov sommer og vinter for Ferring Det samlede køleeffektbehov og køleenergibehov, som vist i tabellen, er oplyst af Ferring som grundlag for en aftale med TF. I tabellen er anslået en fordeling mellem proces og komfortkøl. Proceskølingen om vinteren udgør med denne antagelse omkring 25% af det totale køleenergibehov og kapaciteten må forventes at fluktuere mellem eksempelvis 0 og 363 kw-k i de 5 måneder og med en gennemsnitseffekt i de 5 vintermåneder på 725/5/30/24 = 200 kw-k. Ses bort fra juli og august er gennemsnitseffekten 270 kw-k. Ferring har dog oplyst, at proceskøleandelen kan udgøre op til 1.000 kw-k. Potentialet for at bortkøle energi i spildevandet er baseret på, at en årlig spildevandsmængde på 5,4 mio.m3 nedkøles til 6 grader. Ud fra målinger af udløbstemperatur, der varierer fra 12 til 20 grader over året, giver det en årlig potentiel køleenergi på 37.000 MWh-k, svarende til 4,2 MW-k i gennemsnit. Denne potentielle køleenergi er et andet udtryk for den omgivelsesvarme, som man kan tage ud af spildevandet. Ses bort fra juli og august, hvor temperaturen er højest, er gennemsnitseffekten 3,9 MW-k. Den samlede middelkapacitet, som kan bortkøles via spildevand og fjernkøling, ekskl. juli og august er således 3,9+0,3 = 4,2 MW-k. Det harmonerer godt med, at energicentralens samlede kølekapacitet er 4,3 MW-k. Der er dog en forskydning, idet både spildevandsmængder og spildevandets temperatur er lavere i januar og februar. Derfor vil der i fase 1 være sommermåneder, hvor varmen i spildevandet ikke kan udnyttes fuldt ud, og vintermåneder, hvor der vil være underskud. I fase 2, hvor varmepumpen skal køle grundvandet ned, kan denne nedkøling foregå i de måneder, hvor temperaturen i spildevandet er mindst. 3.2.1 Fleksibel kapacitet Man ser ofte, at der er installeret for meget kølekapacitet i nyt byggeri, fordi behovet overvurderes, og fordi man indregner reservekapacitet til den enkelte bygning. Men det kan også ske, at det undervurderes. Derfor kan den installerede kapacitet meget vel blive større eller mindre end ovennævnte 4,3 MW-k. En bygherre med individuelle køleanlæg risikerer altså at investere i død kapital. Når en eksisterende bygning med et centralt kølesystem skal overveje fjernkøling, har man omvendt mulighed for at måle elforbruget og køleproduktionen og således bestemme det dimensionsgivende kølebehov på den varmeste dag mere præcist. Der er imidlertid fortsat usikkerhed om behovet på længere sigt. Nye lejere, ny anvendelse af bygningen, flytning af servere til data-
MW køleeffektbehov PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 12-37 centre mv. kan ændre kølebehovet, så man efter nogle år enten mangler kapacitet eller ikke kan udnytte den installerede kapacitet. Installationer for tilslutning af fjernkøling til en bygning, dvs. stikledning (og en veksler i tilfælde af indirekte forsyning), har i modsætning til kapaciteten i et individuelt køleanlæg en meget fleksibel kapacitet. Dels er investeringen pr. MW-k mindre end for individuelle kølemaskiner, dels vil man let kunne opgradere tilslutningskapaciteten, om nødvendigt med en større veksler eller større pumpetryk. Teknisk set er der således mulighed for, at fjernkølekunder kan få opskrevet eller nedskrevet den installerede kapacitet og få reguleret betalingen efter aftalte principper. Hvis en kølekunde eksempelvis vil nedskrive kapaciteten, vil fjernkøleselskabet kunne spare ny kapacitet, når de næste kunder skal tilsluttes. Tilbagebetaling af tilslutningsafgift kan således være betinget af, at den ledige kapacitet kan overdrages til en ny kunde og, at der er tilvejebragt et passende overskud, så økonomien er sikret. Tilsvarende vil fjernkøleselskabet relativt let kunne øge kapaciteten, om nødvendigt ved at installere en mobil køleenhed indtil næste udbygning kan etableres. Det er således en fordel ved fjernkøling, hvis fjernkøleselskabet vil indarbejde en sådan fleksibilitet i aftalen. Ved fjernkøling kan man dermed efter nogle års drift bedre tage højde for kundernes faktiske behov. Den kølekapacitet, der leveres med fjernkølestik og veksler til kunden, har som nævnt en vis fleksibilitet, idet kapaciteten kan ændres indenfor visse grænser, og idet investering i en forstærkning af kundeinstallationen er relativt begrænset. 3.2.2 Kapacitet Der vil formentlig være en samtidighed med en faktor på 0,9 eller mindre i fase 2, da flere forskelligartede kunder ikke har maksimalt kølebehov på samme tid. Dog udbygges projektforslagets fase 1 efter aftale med kunderne svarende til en samtidighedsfaktor på 1,0. Derved fås følgende kapacitetsopbygning: 12 12 10 10 8 6 Kundernes samlede behov Nødvendig produktionskapacitet med samtidighed Installeret kølekapacitet (VP+ATES), ekskl. Lager 8 6 4 4 2 2 0 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 0 Figur 3-2 Kapaciteter og markedsudvikling i fase 1
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 13-37 Det er her forudsat, at kunderne tilsluttes som vist nedenfor. Prognose for tilslutning 2018 2019 2020 2021 2022 Spildevand % 0% 50% 100% 100% 100% Ferring % 0% 50% 100% 100% 100% Scanport Hotel og kontor % 0% 0% 50% 100% 100% Tabel 3-3 Tilslutningstakt i fase 1 Den samlede produktionskapacitet forudsættes tilvejebragt til fjernkøling som vist i nedenstående tabel, idet fase 1 omfatter anlæg til og med 2021. Produktionskapacitet ab akkumulator an net 2019 2020 2021 2022 Kølekompressor ny central 6,64 MW køl 4,3 4,3 4,3 4,3 Kølelagertank 1,75 MW køl 0,0 1,0 1,2 1,2 Nye anlæg i alt 2,6 MW køl 4,3 5,3 5,5 5,5 Kapacitetsbehov i alt 2,7 MW køl 1,5 3,7 4,3 4,3 Overskudskapacitet 0,28 MW køl 2,8 1,6 1,2 1,2 Heraf kompressorkapacitet. MW køl 4,3 4,3 4,3 4,3 Tabel 3-4 Produktionskapacitet fase 1 I tabellen er det forudsat, at der udbygges med produktionskapacitet, så man netop ikke kommer i underskud. Der er positiv overskudskapacitet hvert år. Det overvejes dog, om køleakkumuleringstanken skal stå klar allerede i 2019 for at øge forsyningssikkerheden og fleksibiliteten fra starten og indgå, når anlægget sættes i prøvedrift til Ferring. 3.2.3 Investeringer i energicentral De samlede investeringer i produktionskapacitet inkl. bygning til energicentral fremgår af nedenstående tabel. Investeringen er 46,6 mio.kr og nutidsværdien af investeringerne inkl. scrapværdi er 41,7 mio.kr. Energicentral i alt Køleandel sum NPV 2019 2020 2021 2022 Bygning 0% 3.500 3.382 1000 kr. 3.500 0 0 0 Varmepumpe i ny central 30% 37.599 36.327 1000 kr. 37.599 0 0 0 Grundvandskøl 1 100% 0 0 1000 kr. 0 0 0 0 Varmepumpe i slutudbygning 30% 0 0 1000 kr. 0 0 0 0 Veksler mod spildevand 30% 1.500 1.449 1000 kr. 1.500 0 0 0 Kølelagertank 100% 4.000 3.734 1000 kr. 0 4.000 0 0 I alt 46.599 44.892 1000 kr. 42.599 4.000 0 0 Scrapcærdi -3.179 1000 kr. 0 0 0 0 I alt inkl. scrapværdi 41.713 1000 kr. 42.599 4.000 0 0 Tabel 3-5 Investeringer i energicentral i fase 1 I selskabsøkonomien fordeles investeringerne mellem en køleandel og en varmeandel, som vist i tabellen. Dette er dog kun en foreløbig fordeling, som TF kan justere i afregningen mellem varme- og køleselskab for at få en bedre balance mellem økonomierne i fjernvarme og fjernkøling. Varmepumpen i den nye central, som har en kapacitet på 4,3 MW køl og 6,1 MW varme, koster 46,6 mio.kr inkl. bygning, tilslutning spildevandsudløb og kølelagertank, men ekskl. fjernkøleledninger og fjernvarmetilslutning. Varmepumpen har en kapacitet, som netop kan udnytte den gennemsnitlige potentielle kølekapacitet, der kan leveres til spildevandet og til et forventet proceskølebehov om vinteren.
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 14-37 3.2.4 Investeringer i fjernkølenet Projektets fjernkøleledninger og investeringer i fjernkølenet fremgår af tabellen nedenfor. Dimension Enhedspris Distribution Stik Distribution Stik Investering DN kr/m m m 1.000 kr 1.000 kr 1.000 kr DN150 5.413 0 0 0 0 0 DN200 7.618 120 0 914 0 914 DN250 9.981 211 0 2.106 0 2.106 DN300 12.044 0 0 0 0 0 DN350 14.047 597 0 8.386 0 8.386 DN400 15.304 80 0 1.224 0 1.224 Køleprojekt normal 1.008 0 12.630 0 12.630 Fradrag for gunstig beliggenhed 2.526 Køleprojekt i alt efter fradrag for gunstig beliggenhed Fase 1 10.104 Tabel 3-6 Fjernkølenet i fase 1 Den største ledning i DN400 er tilslutningen til spildevandsudløbet, der er større end de øvrige på grund af lavere temperaturdifference mellem frem- og returløb. 3.2.5 Investeringer i køleinstallationer i bygninger I den efterfølgende tabel er vist de forudsatte standard investeringer i fjernkøle kundeinstallationer med tryk- og temperaturregulering, hvor fjernkølevandet afleverer kølingen til bygningens interne kølenet. Kølekapacitet Fjernkøle understation Fjernkøle understation MWh/år kw kr kr/mw 575 500 380.474 761 1.149 1.000 541.776 542 2.298 2.000 771.463 386 3.447 3.000 948.646 316 5.745 5.000 1.230.906 246 Tabel 3-7 Investeringer i fjernkølekundeinstallationer Investeringerne i de alternative individuelle køleanlæg er vurderet ud fra kundernes alternative investeringer, som kan variere alt afhængig af det valgte kølesystem. Der er dog ikke taget fuld højde for værdien af de arealer, som de individuelle køleanlæg beslaglægger, ligesom værdien af miljøgevinster, herunder værdien af ikke at have tørkølere på taget, ikke er medtaget. Derved er projektforslagets beregning af brugernes fordele undervurderet. 3.2.6 Investeringer i fjernvarmetilslutning Varmekapaciteten på 6,1 MW varme kan tilsluttes fjernvarmenettet med en kort stikledning til nærmeste ledning for en investering på 3 mio.kr., som vist på kortet. 3.2.7 Samlede investeringer Med disse forudsætninger fås et samlet investeringsbehov på 62 mio.kr Fase 1 er forberedt til, at resten af områdets kunder kan tilsluttes og udnytte den kapacitet, der er indbygget i køleakkumuleringstanken, ligesom det forventes, at der kan regnes med en vis samtidighedsfaktor.
2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 15-37 Investeringer i alt Projektforslag Individuel køling Investering i byggemodning og bygning 1000 kr 3.500 Investering i fjernkølestik, maksimal udbygning 1000 kr 0 Investering i gade- og hovednet inklusive alle større stikledninger 1000 kr 10.104 Tekniske anlæg i energicentral til køleproduktion samt lagertank 1000 kr 43.099 Investering i fjernkøling med varmeudnyttelse ekskl. kundeinstallation i alt 1000 kr 56.703 Investering i fjernkølebrugerinstallation realiseret 1000 kr 2.138 Investering i alt i fjernkøling med varmeudnyttelse realiseret 1000 kr 58.841 Investeringer i tilslutning til fjernvarmenet, lille/stor 2.500 3.000 1000 kr 3.000 Investeringer i fjernvarmeanlæg i alt 1000 kr 3.000 Investeringer i varme- og køleprojekt med varmeudnyttelse 1000 kr 61.841 Heraf investeringer i energicentral til varme og køl i alt 1000 kr 46.599 Forudsatte alternative investeringer i individuel køling Ferring 1000 kr 22.028 Scanport Hotel og kontor 1000 kr 9.754 Investering i individuel køling maksimal 1000 kr 31.783 Tabel 3-8 Investeringer fase 1 3.2.8 Forsyningssikkerhed for køl Området forsynes med rimelig god forsyningssikkerhed, da kølecentralen tænkes etableret med 4 køleenheder med to-trins opvarmning fra køletemperatur op til ca. 75 grader og, da der etableres en køleakkumuleringstank. Desuden vil fjernkølenettet blive udformet, så der et gunstigt sted i systemet kan tilkobles en mobil køleenhed til nødforsyning og til spidslast, hvis en udbygning forsinkes eller, hvis en kunde har undervurderet sit kølebehov og ønsker at få opskrevet den abonnerede kapacitet med kort varsel. Ferring har vitale funktioner, der skal have back-up for elforsyningen og en del af køleforsyningen. Hvis der er behov for det, kan der etableres en nødgenerator i fjernkølecentralen, så den kan levere den ønskede strøm til pumper og nødkøleeffekten, selv om resten af Tårnby er ramt af black-out. Denne ekstra forsyningssikkerhed kan indarbejdes uden ekstra projektgodkendelse iht. Varmeforsyningsloven, men med et pristillæg efter aftale. 3.3 Energistrømme Nedenfor ses energistrømmene for fjernkøl og produktion af varme fra fjernkølingen med den forudsatte produktionskapacitet. Fjernkølingen leveres stort set kun om sommeren. 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Køleoverskudsvarme Køleoverskudsvarme, som bortkøles MWh Grundvandskøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh Komfortkøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh Proceskøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh Figur 3-3 Fjernkøleproduktion i fase 1
2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 16-37 Det er her forudsat, at 75 % af varmepotentialet fra fjernkølingen i de 7 sommermåneder udnyttes til varme, mens resten bortkøles med spildevandet, da der i perioder i juli og august er overskydende affaldsvarme til rådighed for CTR og, da der kan være perioder med høje elpriser. I resten af året udnyttes varmepumpen maksimalt til at producere varme fra fjernkølingen og fra spildevandet, svarende til, at den køling, som ikke kan sælges, leveres som spildkøl til spildevandet. Den forventede produktion, som afhænger af elprisen og den alternative varmeproduktionspris, fremgår af figuren nedenfor. 50.000 45.000 40.000 35.000 30.000 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0 Forventet produktion af varme fra køling og spildkøl Spildkøling, der udnyttes til overskudsvarme MWh Grundvandskøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh Komfortkøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh Proceskøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh Figur 3-4 Produktion af varme fra spildevand og fjernkøling i fase 1 3.3.1 Optimal drift af fjernkøling og varmeproduktion Køleakkumulatoren i fjernkølingen benyttes som nævnt ovenfor de varmeste dage til at udjævne kølebelastningen. De øvrige dage, vil køleakkumulatoren kunne benyttes til at optimere elforbruget til køling. Det betyder, at køleproduktionsomkostningen reduceres for fjernkølingen i forhold til de individuelle løsninger. Det betyder samtidig, at der alt andet lige vil være en større andel vedvarende energi i elforbruget ved fjernkøling. Varighedskurven i Figur 3-5 viser varmeproduktionen til fjernvarmenettet i Tårnby. Den nederste sorte kurve viser varmeproduktionen i dag. Den røde er inklusive det projektforslag for CPH Vest og ny bebyggelse, som TF har under udarbejdelse. Den blå kurve er inklusive udbygning iht. TF s udbygningsplan fra 2013, som afventer højere gaspriser. Den grønne kurve er en mulig langsigtet udbygning, primært til resterende bebyggelse nord for motorvejen. Det ses, at varmepumpens forventede varmeproduktion på 45.000 MWh kun udgør 60% af det potentiale for en optimal udvidelse af varmemarkedet på 75.000 MWh, som TF redegjorde for i udbygningsplan 2013. TF har målt varmeproduktionen til nettet i juli og august til 28.100 GJ svarende til en gennemsnitskapacitet på 5,2 MW. Sommerlasten er således lidt lavere, end det fremgår af standardvarighedskurven, og hele produktionen på 6 MW vil ikke helt kunne afsættes i fase 1 samtidig med, at varmepumpen, der leverer kombineret varme og køl i Københavns Lufthavne, er i drift. Varmeproduktionens kapacitet på 6,1 MW er indtegnet på varighedskurven. Den samlede maksimale produktion udgør ca. 20 % af den nuværende varmeproduktion. Hydrauliske analyser viser, at varmepumpens kapacitet kan afsættes i fjernvarmenettet.
MW PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 17-37 I fase 2, hvor der er etableret grundvandskøling, vil den gennemsnitlige varmeenergi, der skal afsættes i nettet om sommeren reduceres væsentligt. Foreløbige vurderinger viser, at det vil være tilstrækkeligt, hvis varmepumpen vil kunne levere varme op til ca. 75 grader, da kunderne kan nøjes med denne temperatur i sommerhalvåret og, da det relativt kolde vand fra varmepumpen opblandes med en meget større vandmængder med en højere temperatur fra CTR s veksler. 120 Skematisk Varighedskurve for Tårnby Forsyning Fjernvarme 190000 MWh TF eksisterende 100 80 210000 MWh + projektforslag CPH vest mv. 2017 265000 MWh + yderligere tilslutning udbygningsplan 2013 320000 MWh mulig langsigtet udbygning 60 40 Heraf, 3 MW i 2.000 timer = 6.000 MWh fra grundvandskøling, kun i fase 2 I alt ca. 6 MW i 7.500 timer = 45.000 MWh, afkobles ved høje elpriser 20 Hvis der er overskud af affaldsvarme: fase 1: bortkøling af varme fase 2: delvis grundvandskøling delvis bortkøling af varme 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 Timer Figur 3-5 Fjernvarmeudbygning i TK 3.4 Tekniske specifikationer Det forudsættes, at anlægget etableres med et præisoleret ledningsnet for at sikre korrosionsbeskyttelse og god vandkvalitet og for at gøre det muligt at forsyne kundernes anlæg uden veksler. Desuden kan benyttes stålakkumuleringstanke, da vandet er iltfrit. De nye bebyggelser kan nøjes med 10 grader i fremløbstemperatur. Fjernkøleanlægget designes dog med en fremløbstemperatur på ca. 8 grader, der kan forsyne både den ny bebyggelse og eksisterende bebyggelser. Det skal overvejes, om varmepumpen skal kunne drives med 4 grader for at kunne hente mere varme fra spildevandet og for at kunne underafkøle grundvandet, når der senere er etableret grundvandskøling. 3.5 Økonomi for samfundet og fjernkølesystemet Projektforslagets økonomi er belyst for følgende alternativer: hvor der kun etableres fjernkøling i fase 1 med varmeudnyttelse, og uden spildevand hvor der kun produceres varme fra spildevandsvarmepumpen samt hvor der som i projektforslaget både udnyttes fjernkøling med overskudsvarme og spildevandsvarme Forudsætninger for kapaciteter og energimængder samt resultater er resumeret i tabellen nedenfor.
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 18-37 Det ses, at fase 1 har en positiv samfundsøkonomi på 60 mio.kr og en gevinst til fjernkøleselskabet og fjernkølekunderne på hhv. 17,5 og 5,5 mio.kr svarende til en gevinst for alle parter i Tårnby på 23 mio.kr. Dertil kommer, at man vil kunne opnå en gevinst, hvis varmepumpen drives optimalt, så den stopper i de timer om sommeren, hvor der er overskud af affaldsvarme, og producerer maksimalt resten af året. Det skyldes, at den i flere vintermåneder erstatter naturgasfyrede fjernvarmecentraler, som producerer den marginalt dyreste varme i disse måneder. Det bemærkes, at de alternative investeringer i kundernes anlæg bl.a. er baseret på et alternativt teknisk koncept for Scanport, hvor køleanlæg etableres på en ekstra tagetage og ikke helt kan sammenlignes med den samfundsmæssige fordel, der ville være ved at etablere et køleanlæg, som er sammenligneligt med fjernkøling. I en mere ligeværdig sammenligning vil kundernes alternative investering skulle øges med ca. 10 mio.kr, og den samfundsøkonomiske gevinst ville være ca. 14 mio.kr større i beregningspriser. Det ses af tabellen, at fase 1 (søjle 3) er selskabsøkonomisk fordelagtig, fordi varmepumpen udnyttes dobbelt, dels til fjernkøling med varmeudnyttelse, dels til at udnytte varme fra spildevand, når der er ledig kapacitet. I det efterfølgende kapitel vises, at projektet har et potentiale for endnu bedre økonomi i takt med, at fjernkølemarkedet udbygges i fase 2, hvor de sidste kunder i området tilsluttes, og der suppleres med grundvandskøling. Beregningen af den samlede samfundsøkonomiske gevinst på 60 mio.kr og den samlede gevinst for TF på 17,5 mio.kr er baseret på de angivne forudsætninger, herunder aftaler med kunderne og en forudsætning om, at værdien af varmen sættes til CTR s variable puljepris. Da det ikke er endeligt aftalt, hvordan investeringerne deles og der afregnes internt i TF mellem varme og køl, er beregningerne i bilaget vist med en foreløbig regneteknisk opdeling af omkostninger og indtægter mellem varme og køl. Desuden er den mulige skattebetaling i fjernkøleselskabet ikke beregnet, da den afhænger af den endelige fordeling samt af den endelige fordeling af kundernes aftalte faste betalinger. Da det som udgangspunkt er en forudsætning, at varmekundernes varmepris ikke påvirkes af projektet, er TF s selskabsøkonomi lig med økonomien i fjernkøleselskabet.
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 19-37 Kombinationer af komfortkøl, proceskøl og 1 2 3 overskudsvarme fra spildevand Fase 1 fjernk. Fase 1 spildev. Fase 1 Kølebehov MWh køl 3.534 0 3.534 Heraf kølebehov i 5 vintermåneder MWh køl 837 0 837 Spildkøling til spildevand MWh køl 0 35.000 35.000 Potentiel varmeudnyttelse MWh varme 5.140 50.909 56.049 Varme fra grundvandskøl MWh varme 0 0 0 Varme fra komfortkøl + nettab MWh varme 2.213 3 2.214 Varme fra proceskøl og spildkøl MWh varme 1.012 45.959 43.247 Varmeudnyttelse i alt MWh varme 3.225 45.961 45.462 Grundvandskøl MW køl 0,0 0,0 0,0 Varmepumpe MW køl 4,3 4,3 4,3 Varmepumpe MW varme 6,3 6,3 6,3 Akkumulator m3 2.000 2.000 2.000 Maks udnyttelse af VP timer 516 7.348 7.269 Maks udnyttelse af VP % 6% 84% 83% Investeringer Bygning og grund mio.kr 3,5 3,5 3,5 Grundvandskøling mio.kr 0,0 0,0 0,0 Varmepumpe mio.kr 37,6 37,6 37,6 Veksler mod spildevand mio.kr 0,0 1,5 1,5 Kølelagertank mio.kr 4,0 4,0 4,0 Fjernkølenet mio.kr 9,1 1,0 10 Kølekundeanlæg mio.kr 2,1 0,0 2,1 Tilslutning til varme mio.kr 3,0 3,0 3,0 Investeringer i alt mio.kr 59,4 50,6 61,8 Kunders alternative invest. mio.kr 31,8 0,0 31,8 Kundernes tilslutningsbidrag mio.kr 24,8 0,0 24,8 Samfundsøkonomisk gevinst mio.kr -30 29 60 Samfundsøkonomisk forrent. % -5% 12% 27% Fjernkølesystemets gevinst Fjernkøleselskab mio.kr -26-4 17,5 Fjernkølekomfortkunder mio.kr 5 0 5,5 Spildkøling til spildevand mio.kr 0 0 0,0 Fjernkølesystemet i alt mio.kr -21-4 23,0 Intern forrentning % -4% 2% 13% Tabel 3-9 Oversigt over fase 1 alene I de efterfølgende afsnit redegøres nærmere for samfundsøkonomi og selskabsøkonomi.
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 20-37 3.5.1 Samfundsøkonomi Samfundsøkonomien er i beregningspriser beregnet ud fra Energistyrelsens beregningsforudsætninger, og med marginale varmeproduktionspriser i beregningspriser fordelt på årets måneder iht. notat om samfundsøkonomiske priser på månedsbasis fra VEKS hjemmeside. Den selskabsøkonomiske værdi af energisparepoint er inkluderet samfundsøkonomien. Samfundsøkonomiske beregningspriser excl afgifter Varme/køl Reference Samfundsøkonomiske omkostninger ved varmeproduktion 179.249 239.612 Samfundsøkonomisk gevinst ved varmeudnyttelse ift. Varmereference 1000 kr 60.364 Samfundsøkonomisk forrentning % 27% Tabel 3-10 Samfundsøkonomi 3.5.2 Selskabsøkonomi Det ses, at nutidsværdigevinsten for TF er anslået til 17,5 mio.kr for fase 1. Den er baseret på de efterfølgende tariffer for køl og CTR s variable puljepris. Med de nuværende aftaler er værdien af varmen fra varmepumpen for TF lig med CTR s variable puljepris på månedsbasis. Den fremgår af tabellen nedenfor, idet den samtidig er opdelt på 3 intervaller, der svarer til de forskellige driftsformer for fjernkølecentralen. Værdi af overskudsvarme fra køl Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec CTR's variable puljepris 2018 kr./mwh 264 279 255 246 201 147 146 146 170 202 236 262 Værdi af varme fra komfortkøl kr./mwh 146 146 146 Værdi af varm fra grundvandskøl kr./mwh 268 268 268 Værdi af varme i overgangsperioder kr./mwh 218 218 218 218 218 218 Tabel 3-11 CTR s variable puljepris og værdi af varmen for Tårnby Forsyning Den variable pris om vinteren svarer til den gennemsnitlige produktionspris for hver vintermåned. I lastfordelingen er der imidlertid mange timer, hvor den ekstra varmeproduktion fra fjernkølingen vil erstatte gaskedler med en marginal pris på i størrelsesordenen 400 kr./mwh. Ved at maksimere produktionen af varme om vinteren med grundvandskøling, vil CTR således også opnå en besparelse. Hvis Varmelast (CTR, VEKS og HOFOR s lastfordeler) inddrages, vil det være muligt at optimere varmepumpen endnu bedre time for time i forhold til den marginale produktionsomkostning i varmesystemet og markedsprisen på el. Bedre optimering giver alt andet lige større fordel, som kan deles mellem CTR, Tårnby Forsyning, Varmekunderne og fjernkølekunderne. Det er her antaget, at værdien af overskudsvarmen for TF i gennemsnit vil være 250 kr/mwh for overskudsvarmen fra spildevandet og 146 kr/mwh for varmen fra komfortkølingen, der udnyttes 75 %. Det er på den sikre side antaget, at reduktionen i elafgift efter 2020 kun bliver det beløb på 100 kr/mwh, og ikke det beløb på 250 kr/mwh, der var politisk interesse for. Konsekvensen belyses i følsomhedsberegningen. Til gengæld tages i regning, at projektet kan generere energisparepoint til TF efter de regler, som er gældende i dag. I de senere år har TF haft en energispareforpligtelse på 5.900 MWh/år. Projektet vil med de nuværende regler for store varmepumper til fjernvarme og den forudsatte udnyttelse generere 33.000 MWh energisparepoint. Det svarer således til at dække TF s behov i de kommende 6 år til en samlet værdi af ca. 13 mio.kr. Det bemærkes, at økonomien i TF s spildevandsforsyning ikke påvirkes af projektforslaget. Spildevandsforsyningen skal ikke tjene penge på, at spildevandet nedkøles eller risikere ekstraomkostninger, idet alle omkostninger, der er forbundet med at køle spildevandet ned, er inkluderet i projektet. Dog inkluderes lejeudgift for grundarealet.
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 21-37 Det bemærkes desuden, at projektets fase 1 inkluderer betydelige investeringer, som umiddelbart kan nyttiggøres i fase 1, herunder især, når den sidste fase i Scanport etableres og tilsluttes fjernkølingen. 3.5.3 Følsomhedsvurdering Selskabsøkonomisk elpris: hvis prisen ændres med +/- 10 øre/kwh ændres den selskabsøkonomiske nutidsværdi med -/+ 19 mio.kr. Selskabsøkonomien er således relativt meget følsom overfor ændringer i elpriser. Hvis værdien af varmeproduktionen ændres med +/-50 kr/mwh, ændres den selskabsøkonomiske nutidsværdi med +/- 30 mio.kr. Selskabsøkonomien er således også meget følsom over for ændrede varmepriser. Hvis den mulige varmeproduktion falder med 6.000 MWh svarende til ca. 15 %, falder den selskabsøkonomiske nutidsværdi med 5 mio.kr. Denne følsomhed er således ikke så afgørende. 3.5.4 Forbrugerøkonomi ved fjernkøling I projektforslaget er ikke taget endelig stilling til fordeling af gevinst og risiko mellem fjernkølekunder, fjernkøleselskab og varmekunder bortset fra, at varmekunderne ikke må tage en risiko, men gerne få varme billigere. Af hensyn til analysen er derfor foreslået en arbitrær tarif, som så vidt mulig afspejler kølekundernes alternative omkostninger med en vis rabat, således at projektet er realistisk for fjernkøleselskabet og fjernkøleselskabet for fase 1 alene. Det betyder, at gevinsten ved at forsætte projektet til fase 2 også kan komme kunderne i fase 1 til gode. I det efterfølgende afsnit om fase 2 er vist økonomien, som den forventes, hvis etape 2 realiseres med samme priser til alle kunder, som i fase 1. Der er i projektforslaget foreslået følgende betaling for fjernkøling: Ved tilslutning At fjernkøleselskabet etablerer stikledning, måler og stophaner At kunden selv etablerer kundeinstallationen med eller uden veksler samt driver denne installation med filter og reguleringsudstyr. Det må tilstræbes, at der ikke etableres vekslere, som man ikke ville have etableret, hvis kunden selv havde etableret en kølecentral, da der teknisk set ikke er nogen forskel. At der indgås en aftale over 20 år At fjernkøleselskabet opkræver en tilslutningsafgift. TF vil dog tilbyde kunderne, at en del af tilslutningsafgiften kan konverteres til en årlig fast betaling, som svarer til amortisering af et lån med samme provenu. At der ikke opkræves en ny kapacitetsbetaling af samme størrelse efter 20 år. Det overskud, som akkumuleres i fjernkøledelen af TF kan således bruges til nødvendige reinvesteringer. Hvert år At der opkræves en fast årlig kapacitetsbetaling i forhold til abonneret kølekapacitet i kw og en variabel afgift, svarende til målt kølebehov i MWh, som følger, ekskl. moms i prisniveau 2018:
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 22-37 Årlig Fjernkøletarif Fast kølepris 0-200 kw Fast kølepris 200-400 kw Fast kølepris 400-800 kw Fast kølepris 800-99000 kw Forbrugsafgift salg af fjernkøling, 7 sommermåneder forbrugsafgift salg af fjernkøling, 5 vintermåneder 200,00 kr./kw/år 150,00 kr./kw/år 75,00 kr./kw/år 35,00 kr./kw/år 280,00 kr./mwh 30,00 kr./mwh Tabel 3-12 Fjernkøletarif Tariffen er justeret, så den svarer så godt som muligt til kundens alternative omkostningsstruktur og de omkostninger, der er forbundet med at forsyne hhv. små og store kunder. Prisen pr MWh skal således være større for små kunder, da det koster relativt mere at forsyne små kunder og, da de små kunders alternative omkostninger er tilsvarende større. Prisen for fjernkøling gælder for køling aftaget i sommerhalvåret. For eventuel proceskøl, der aftages i vinterhalvåret ydes en stor rabat set i lyset af, at kølingen alternativt går til spilde i spildevandet og fordi kunderne alternativt kan benytte frikøling. Deling af risiko og overskud Der er i analysen ikke taget højde for, hvordan fjernkøleselskabet vil udnytte overskuddet, ligesom der heller ikke er udarbejdet et skatteregnskab, med antagelser om, hvor meget af overskuddet, der vil blive beskattet i fjernkøleforretningen. Det akkumulerede overskud kan fordeles mellem TF s fjernkøleafdeling/fjernkøleselskab TF s fjernkølekunder og TF s fjernvarmekunder Derfor vil det overskud, som forventes oparbejdet, blive i selskabet til at finansiere den fortsatte udbygning og reinvesteringer. I bedste fald vil overskuddet kunne finansiere reinvesteringer således, at der ikke skal opkræves fornyet tilslutningsbidrag efter 20 år. Den efterfølgende tabel viser gevinsten for kunderne som nutidsværdi over 20 år. 5.000 4.500 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 0 Nutidsværdi af gevinst for fjernkølekunder 1000 kr Tabel 3-13 Brugerøkonomi som nutidsværdigevinst for fase 1 uden fase 2. Det ses i tabel 3-14, at spildevandsselskabets økonomi er neutral i forhold til projektet.
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 23-37 3.5.5 Øvrige miljøforhold og energipolitisk prioritering I 2012 indgik et bredt politisk flertal en aftale om, at Danmark skal være uafhængig af fossile brændsler senest i 2050 samt, hvordan vi i de førstkommende år skal arbejde for denne langsigtede målsætning. Energikommissionen offentliggjorde den 24. april 2017 en rapport med anbefalinger til, hvordan vi kan nå målsætningen for de lavest mulige omkostninger for samfundet. Det fremgår, at vindenergi bør være den primære vedvarende energikilde og, at der skal arbejdes for at bruge meget mere el, men vel at mærke sådan at elforbruget i videst muligt omfang følger vindens fluktuationer. Vi skal ifølge rapporten bruges meget mere el og fremme elforbrug til store regulerbare varmepumper, der kan øges, når elprisen er lav (fordi det blæser meget) og afkobles, når elprisen er høj (fordi det er vindstille). Rapporten bekræfter, at fjernvarmen (og dermed også fjernkølingen) med fleksibel produktion og termiske lagre vil få en stor rolle med at reagere på elprisen og dermed integrere den fluktuerende vindenergi. Det anbefales specifikt, at overskudsvarme, herunder overskudsvarme fra fjernkøling bør udnyttes. Endelig anbefales det at rydde forhindringer for en sådan udvikling af vejen eksempelvis ved, at afgifter og tariffer indrettes, så de fremme sådanne løsninger. Da projektet i høj grad lever op til disse anbefalinger set i forhold til individuelle kølemaskiner og set i forhold til fjernvarme, der alene er baseret på kraftvarme og gaskedler, er der stor sandsynlighed for, at rammebetingelserne vil udvikle sig i fremtiden til gunst for fjernkølingen med varmeudnyttelse. De første skridt er allerede taget: 1) PSO afgiften på el er fjernet 2) I den politiske aftale om ERHVERVS- OG IVÆRKSÆTTERINITIATIVER af 12. november 2017 indgår, at elafgiften til opvarmning skal sænkes gradvist og, at den skal sænkes med 25 øre/kwh fra og med 2021 i forhold til 2017. Denne elprisreduktion er senest den 2. februar 2018 blevet bekræftet og fulgt op i en bred energipolitisk aftale. Denne reduktion på 25 øre/kwh, som gør det mere fordelagtigt at udnytte varmen fra spildevandet, er imidlertid kun indregnet med 10 øre/kwh i projektforslaget i overensstemmelse med lovforslag herom fra SKAT. 3) Selve tariffen for køb af el på markedet er på timebasis i fremtiden og vil gøre det særlig fordelagtigt at producere varme med store varmepumper, der kan afbrydes i timer med meget høje elpriser. Dette er indregnet i den gennemsnitlige elpris. RADIUS har indført en fast tidsafhængig distributionsafgift, som gør det muligt at sænke bidraget til eldistributionsafgiften ved at optimere driften med akkumuleringstanken og reducere eller afbryde varmeproduktion i spidslasttimer. Selv om projektet umiddelbart lever op til de langsigtede målsætninger, vil Fjernkøleprojektet med varmeudnyttelse skulle behandles af Tårnby Kommune og vurderes ud fra de øjeblikkelige samfundsøkonomiske kriterier. De væsentligste miljømæssige forhold, herunder de samfundsøkonomiske omkostninger ved CO 2 emissionen er indeholdt i de samfundsøkonomiske omkostninger. Disse forudsætninger tager dog ikke hensyn til, at der opnås lokale fordele, ved fjernkølingen, herunder, at man undgår decentralt placerede tørkølere på tagene og, at der sker en synergi mellem fjernvarmen, fjernkølingen og spildevandsbehandlingen.
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 24-37 3.6 Tidsplan 3.6.1 Projektforslag iht. Varmeforsyningsloven Tidsplanen for fase 1 anslås til følgende: April 2018 Maj 2018 April 2018 April 2018 Maj 2018 August 2018 August 2018 Oktober 2018 November 2018 Juni 2019 November 2019 Projektforslag sendes til Tårnby Kommune Projektforslag behandles og sendes i høring Lokalplanlægning påbegyndes Skitseprojektering påbegyndes Projektforslag behandles og sendes i høring Projektforslag behandles Datagrundlag og aftaler opdateres Skitseprojekt og detailprojekt Udbud og anlæg Indkøring af anlæg med mobilkølecentral Fjernkøling er klar Fase 2 forventes at starte omkring 2021
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 25-37 4. FASE 1+2 I dette kapitel belyses projektforslaget ved maksimal udbygning med fase 2. Det bemærkes, at der i fase 2 ikke indgår anlægskomponenter, som kræver godkendelse efter Varmeforsyningsloven. Fase 2 medtages alene af hensyn til at skabe et bedre grundlag for at vurdere projektforslaget. Fase 2 opdeles i to stort set ens del-etaper, som med hensyn til de planlagte ledningsanlæg kan gennemføres uafhængigt af hinanden: Etape 2.1 hvor resten af Scanport antages tilsluttet, idet Skanska har tilkendegivet, at der er interesse for fjernkøling af de næste etaper af Scanport Etape 2.2, samt det planlagte hotel vest for Scanport samt SAS-bygningen og den Blå Planet forudsættes tilsluttet. Planerne for de kommende byggerier kan meget vel ændre på rækkefølgen af de to deletaper, idet planerne for det nye hotelkompleks vest for SAS-bygningen er ved at blive konkrete. Hvis hele fase 2 gennemføres, stiger komfortkøleenergibehovet fra 3,5 GWh-k til 9,1 GWh-k, jf. opgørelsen nedenfor. Varmepumpe og fjernkøling Antal Areal Kølebehov i gennemsnit for hvert område Omgivelsesi Tårnby kunde- iht. BBR Enhedsforbrug Energi Max timer Effekt varme Fase tilslutn. m2 kwh/m2 W/m2 MWh-k timer kw-k MWh-k Spildevand 1 0 0 0 0 0 0 0 35.000 Ferring 1 1 30.000 93 103 2.789 900 3.099 0 Scanport Hotel og kontor 1 2 23.000 32 51 745 636 1.170 0 Scanport C1/C2 2.1 1 23.000 35 50 805 700 1.150 0 Scanport D1/D2 2.1 1 23.000 35 50 805 700 1.150 0 SAS bygning og hotel 2.2 2 50.000 35 50 1.750 700 2.500 0 Blå Planet 2.2 1 20.000 110 55 2.200 2.000 1.100 0 Fase 1 1 3 53.000 67 81 3.534 828 4.269 35.000 Fase 2 2 5 116.000 48 51 5.560 894 5.900 0 Fase 1+2 1+2 8 169.000 54 60 9.094 894 10.169 35.000 Tabel 4-1 Kølebehov for fase 1+2 Idet der forudsættes en samtidighedsfaktor på 0,9, øges kapacitetsbehovet kun fra 4,3 MW-k i fase 1 til ca. 9,2 MW-k inkl. fase 2. Den samlede kapacitet på 9,2 MW-k foreslås tilvejebragt ved følgende kapaciteter: 4,3 MW-k fra varmepumpen 2,5 MW-k fra akkumuleringstanken, der udjævner døgnbelastningen 2,0 MW-k fra grundvandskøling ved boringer på arealet langs spildevandsanlægget 0,3 MW-k fra en ekstra varmepumpe eller kompressor til spidslast Tanken på 2.000 m3 kan for eksempel udformes med en diameter på 15 m og en højde på 15 m, inkl. isolering og beklædning. Det giver nedenstående investering for energicentralen på i alt 58,3 mio.kr, svarende til en nutidsværdi på 49,5 mio.kr.
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 26-37 Energicentral i alt Køleandel sum NPV 2019 2020 2021 2022 Bygning 0% 3.500 3.382 1000 kr. 3.500 0 0 0 Varmepumpe i ny central 30% 37.599 36.327 1000 kr. 37.599 0 0 0 Grundvandskøl 1 100% 4.400 3.969 1000 kr. 0 0 4.400 0 Grundvandskøl 2 100% 4.400 3.969 1000 kr. 0 0 4.400 0 Varmepumpe i slutudbygning 30% 2.932 2.644 1000 kr. 0 0 2.932 0 Veksler mod spildevand 30% 1.500 1.449 1000 kr. 1.500 0 0 0 Kølelagertank 100% 4.000 3.734 1000 kr. 0 4.000 0 0 I alt 58.330 55.473 1000 kr. 42.599 4.000 11.732 0 Scrapcærdi -5.943 1000 kr. 0 0 0 0 I alt inkl. scrapværdi 49.531 1000 kr. 42.599 4.000 11.732 0 Tabel 4-2 Investeringer i energicentral med fase 2 De samlede investeringer i fjernkølingen inkl. fase 2 udgør 80 mio.kr, som skal ses i forhold til alternative investeringer på 71 mio.kr i referencen. For at gennemføre fase 2 skal der i forhold til fase 1 kun investeres yderligere 80 62 = 18 mio.kr. Investeringer i alt Projektforslag Individuel køling Investering i byggemodning og bygning 1000 kr 3.500 Investering i fjernkølestik, maksimal udbygning 1000 kr 0 Investering i gade- og hovednet inklusive alle større stikledninger 1000 kr 13.779 Tekniske anlæg i energicentral til køleproduktion samt lagertank 1000 kr 54.830 Investering i fjernkøling med varmeudnyttelse ekskl. kundeinstallation i alt 1000 kr 72.109 Investering i fjernkølebrugerinstallation realiseret 1000 kr 5.085 Investering i alt i fjernkøling med varmeudnyttelse realiseret 1000 kr 77.194 Investeringer i tilslutning til fjernvarmenet, lille/stor 2.500 3.000 1000 kr 3.000 Investeringer i fjernvarmeanlæg i alt 1000 kr 3.000 Investeringer i varme- og køleprojekt med varmeudnyttelse 1000 kr 80.194 Heraf investeringer i energicentral til varme og køl i alt 1000 kr 58.330 Forudsatte alternative investeringer i individuel køling Ferring 1000 kr 22.028 Scanport C1/C2 1000 kr 7.962 Scanport D1/D2 1000 kr 7.962 Scanport Hotel og kontor 1000 kr 9.754 SAS bygning og hotel 1000 kr 16.786 Blå Planet 1000 kr 6.736 Investering i individuel køling maksimal 1000 kr 71.229 Tabel 4-3 Samlede investeringer med fase 2 Det bemærkes, at investeringen i en ekstra varmepumpe eller kølekompressor til spidslast i fase 2, meget vel kan undværes: hvis samtidighedsfaktoren viser sig at være mindre end 0,9 hvis kølebehovet er mindre end forudsat eller hvis kølebehovets svingninger er så store, at køleakkumuleringstanken kan udjævne mere kapacitet Figuren nedenfor viser kapacitetsopbygningen og udbygningstakten forudsat en samtidighedsfaktor på 0,9.
2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 MW køleeffektbehov PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 27-37 12 12 10 10 8 8 6 6 4 2 Kundernes samlede behov Nødvendig produktionskapacitet med samtidighed Installeret kølekapacitet (VP+ATES), ekskl. Lager 4 2 0 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 0 Figur 4-1 Kapacitetsopbygning for fase 1+2 I de efterfølgende tabeller ses overskudsvarmen fra kølingen, varmeproduktion fra kølingen samt den samlede varmeproduktion inkl. varme fra spildevandet. 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Køleoverskudsvarme Køleoverskudsvarme, som bortkøles MWh Grundvandskøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh Komfortkøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh Proceskøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh Figur 4-2 Overskudsvarme fra køling med fase 2
2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 28-37 12.000 Forventet produktion af varme fra køling 10.000 8.000 6.000 4.000 2.000 Grundvandskøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh Komfortkøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh Proceskøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh 0 Figur 4-3 Forventet varmeproduktion fra køling med fase 2 60.000 50.000 40.000 30.000 Forventet produktion af varme fra køling og spildkøl Spildkøling, der udnyttes til overskudsvarme MWh Grundvandskøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh 20.000 10.000 Komfortkøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh 0 Proceskøl, der udnyttes til overskudsvarme MWh Figur 4-4 Samlet produktion af varme med fase 2 I den efterfølgende tabel vises den samlede økonomi inkl. fase 2 samt den trinvise udbygning fra fase 1. Heraf ses, at økonomien forbedret markant i takt med, at der kobles flere kunder på i fase 2.1 og videre til fase 2.2. Det skyldes, at de anlæg med varmepumpe og akkumuleringstank, der etableres i fase 1 for at kunne udnytte overskudsvarme fra spildevandet og levere den samlede kapacitet til de første 3 kunder rummer et stort potentiale for at levere kapacitet til flere kunder. Dels som følge af samtidighedsforhold og lastudjævning med akkumuleringstank, dels som følge af mulighederne for grundvandskøling.
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 29-37 Varmepumpe til spildevand og fjernkøling til Scanport og Ferring mv Kombinationer af komfortkøl, proceskøl og 1 2 3 4 5 overskudsvarme fra spildevand Fase 1 fjernk. Fase 1 spildev. Fase 1 Fase 2.1 Fase 2 Kølebehov MWh køl 3.534 0 3.534 5.144 9.094 Heraf kølebehov i 5 vintermåneder MWh køl 837 0 837 837 1.057 Spildkøling til spildevand MWh køl 0 35.000 35.000 35.000 35.000 Potentiel varmeudnyttelse MWh varme 5.140 50.909 56.049 58.391 64.136 Varme fra grundvandskøl MWh varme 0 0 0 0 5.835 Varme fra komfortkøl + nettab MWh varme 2.213 3 2.214 3.733 3.745 Varme fra proceskøl og spildkøl MWh varme 1.012 45.959 43.247 41.245 39.894 Varmeudnyttelse i alt MWh varme 3.225 45.961 45.462 44.978 49.474 Grundvandskøl MW køl 0,0 0,0 0,0 0,0 2,0 Varmepumpe MW køl 4,3 4,3 4,3 4,3 4,6 Varmepumpe MW varme 6,3 6,3 6,3 6,3 6,7 Akkumulator m3 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 Maks udnyttelse af VP timer 516 7.348 7.269 7.191 7.338 Maks udnyttelse af VP % 6% 84% 83% 82% 84% Investeringer Bygning og grund mio.kr 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 Grundvandskøling mio.kr 0,0 0,0 0,0 0,0 8,8 Varmepumpe mio.kr 37,6 37,6 37,6 37,6 40,5 Veksler mod spildevand mio.kr 0,0 1,5 1,5 1,5 1,5 Kølelagertank mio.kr 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 Fjernkølenet mio.kr 9,1 1,0 10 11,3 13,8 Kølekundeanlæg mio.kr 2,1 0,0 2,1 3,3 5,1 Tilslutning til varme mio.kr 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 Investeringer i alt mio.kr 59,4 50,6 61,8 64,2 80,2 Kunders alternative invest. mio.kr 31,8 0,0 31,8 47,7 71,2 Kundernes tilslutningsbidrag mio.kr 24,8 0,0 24,8 35,9 51,7 Samfundsøkonomisk gevinst mio.kr -30 29 60 74 103 Samfundsøkonomisk forrent. % -5% 12% 27% 42% 58% Fjernkølesystemets gevinst Fjernkøleselskab mio.kr -26-4 17,5 30 52 Fjernkølekomfortkunder mio.kr 5 0 5,5 6 8 Spildkøling til spildevand mio.kr 0 0 0,0 0 0 Fjernkølesystemet i alt mio.kr -21-4 23,0 36 60 Intern forrentning % -4% 2% 13% 25% 41% Tabel 4-4 Resume af energi og økonomi inkl. fase 2 I den efterfølgende tabel vises, hvordan den beregnede gevinst på 8 mio.kr for kunderne er fordelt i fase 2 baseret på tariffen ved projektets start. Det bemærkes, at der her ikke er taget stilling til, hvordan fjernkøleselskabets gevinst på 52 mio.kr. skal fordeles mellem parterne og herunder komme fjernkølekunderne til gode.
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 30-37 4.500 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 0 Nutidsværdi af gevinst for fjernkølekunder SpildevandSpildevandSpildevand fase 2.1 fase 2.1 Ferring Scanport C1/C2 Scanport D1/D2 Scanport Hotel og kontor SAS bygning og hotel Blå Planet 1000 kr Tabel 4-5 Kundernes økonomi i fase 2
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 31-37 BILAG 1 FORSYNINGSOMRÅDET Kortskitserne nedenfor viser hele forsyningsområdet i fase 1 og 2 med placeringsforslag for energicentralen og de tilhørende ledningsanlæg for fjernkøling, fjernvarme og spildevand. Figur 4-5 Oversigtskort for fjernkøling i fase 1 og 2, med fjernkølecentral
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 32-37 Det efterfølgende kort viser mere detaljeret placeringen i tilknytning til spildevandsanlægget. Figur 4-6 Oversigtskort over energicentral og tilslutning
PROJEKTFORSLAG FOR VARMEPUMPE OG FJERNKØLING I TÅRNBY 33-37 Figur 4-7 Animeret billede af Scanport fra Skanska På kortet nedenfor vises et animeret billede af energicentralen, indsat i et billede af den kommende bebyggelse i Scanport, som den er vist på Scanport s hjemmeside. Der er ikke taget stilling til om centralen skal placeres parallel med vejen eller om den skal flugte med spildevandsanlægget. Figur 4-8 Foreløbige planer for hele Scanport bebyggelsen