Træpiller - fremtidens varmeforsyning i større bygninger
Træpiller - fremtidens varmeforsyning i større bygninger Redaktion: Jeppe Bjerg, Anders Evald Tekst: Christian Rakos, Jeppe Bjerg, Anders Evald og Nina Jensen Layout og foto: Torben Skøtt/BioPress Tryk: CS Grafisk Oplag: 2.000 stk. ISBN: 87-90074-13-0 Publikationen kan rekvireres hos: dk-teknik ENERGI & MILJØ Gladsaxe Møllevej 15 2860 Søborg Telefon: 39 555 999 Telefax: 39 696 002 E-post: viden@dk-teknik.dk Internet: www.dk-teknik.dk www.bioheat.info 2 Træpiller
Det nye brændsel - til fremtidens varmeforsyning Udbuddet af træpiller i Danmark er stigende. Udover flere større danske producenter af træpiller importeres træpiller fra Europa og Nordamerika. Træpiller - fremtidens opvarmning Moderne opvarmning med træ er meget forskellig fra traditionel fyring med brænde i pejse og brændeovne. Effektive anlæg til træpiller og andre biobrændsler vinder frem i det ganske land. I dag findes der fuldautomatiske fyringsanlæg til træpiller, der med hensyn til komfort og sikkerhed er på højde med olie- og gasfyr - blot meget billigere i drift. Træpiller leveres over hele landet og kan pumpes ind i opbevaringsrum ligesom fyringsolie - til forskel er de dog en vedvarende energiressource med miljømæssige fordele. Træpiller er et ensartet brændsel fremstillet af rent komprimeret savsmuld og savspåner. Sammenlignet med træflis og brænde har træpiller en højere energitæthed og behøver mindre lagerplads. Moderne træpillefyr - rene, effektive og bekvemme Moderne træpillefyr henter automatisk brændslet fra opbevaringsrummet og brænder det i overensstemmelse med strenge miljøkrav. Moderne danske træpillefyr bruger op til 93% af den indeholdte energi i træet til opvarmning svarende til gode olie- og gasfyr. De nyeste modeller indeholder automatisk tænding, automatisk rensning af varmevekslere, automatisk fjernelse af aske og askekompression, så asken kun skal fjernes få gange om året. Nogle producenter tilbyder endda fjernovervågning og kontrol af anlægsdriften. Indhold Det nye brændsel - til fremtidens varmeforsyning 3 Træpiller - et kvalitetsprodukt af rene råvarer 4 En typisk løsning - træpillefyr på den europæiske teaterhøjskole 5 Køb varme - lad andre stå for investeringen 6 Miljø - sammenligning af miljøpåvirkninger 7 Økonomi - ved opvarmning med træbrændsler 8 Sådan udvikles et succesfuldt træfyringsprojekt 10 Træpiller 3
Råmaterialet til træpiller er rent, tørt træaffald fra træforarbejdende industri. Derved udnyttes en ren og vedvarende ressource til værdifuld energiproduktion. Træpiller - et kvalitetsprodukt af rene råvarer Træpiller er et standardiseret, homogent biologisk brændsel, der fremstilles ved at sammenpresse tørre spåner og smuld af rent træ fra savmøller og træforarbejdende virksomheder. Der benyttes ingen lim eller andre kemiske tilsætningsstoffer i produktionsprocessen. Alene det høje tryk og tilsætning af damp sikrer pillernes styrke og holdbarhed. I Danmark er den mest udbredte pillediameter 8 mm. I visse lande er det tilladt at tilsætte 1-3% biologiske tilsætningsstoffer, såsom rapsolie, kartoffel- eller majsmel. I Danmark er tilsætningsstoffer i træpiller begrænset af lovgivningen. I Danmark produceres hovedsageligt 8 mm træpiller ud fra resttræ fra især dansk møbel-, vindue- og dørproduktion. 4 Træpiller
Teaterhøjskolen i Rødkilde er en af mange danske institutioner, der i dag opvarmes af et træpillefyr. Skolen sparer hvert år store penge på varmeregningen penge der i stedet kan bruges til andre formål som undervisningsmateriale o.l.. Træpiller - en typisk løsning - træpillefyr på den europæiske teaterhøjskole Ved Stege Nor på Møn ligger Den europæiske teaterhøjskole - Rødkilde, der siden 1866 har været drevet efter bæredygtige principper. Et gennemgående tema for undervisningen har siden 1981 været Menneskets forhold til naturen, hvilket har været ganske naturligt idet højskolen ligger i særdeles skønne omgivelser. Højskolen skiftede i september 1996 deres oprindelige oliefyr ud med et varmeforsyningsanlæg baseret på træpiller. De oprindelige tre oliecentraler brugte tilsammen 80.000 liter gasolie per år. De to mindste af oliefyrene er erstattet af et pillefyr med en kapacitet på 350 kw, svarende til at der afbrændes godt 70 kg piller i timen. Der er en lagerkapacitet på 40-50 m 3,en udmadningsmekanisme bestående af et hydraulisk skrabegulv og en tværsnegl der leder pillerne til en doseringsbeholder. Herfra ledes pillerne via en skråsnegl til en gastæt cellesluse ned i en stokersnegl, der indfyrer pillerne i kedlen. I forbindelse med konverteringen er der etableret et nyt distributionsnet. Der er lagt fjernvarmeledninger til forbindelse af den tilbageblevne oliecentral, den nye pillefyrscentral og et fælleshus, der ved samme lejlighed blev konverteret fra elvarme til det nye vandbaserede distributionssystem. Driftsmæssigt har udskiftningen af oliefyrene resulteret i en række nye vedligeholdelsesopgaver. Den generelle pasning og vedligeholdelse af kedlen begrænser sig til en enkelt gang om måneden, hvor kedlen skal renses, det bruger pedellen en arbejdsdag på. Derudover holdes der opsyn med anlægget, hvilket tidsmæssigt udgør ca. ½ time per dag. Udover vedligeholdelsen af kedlen skal der tømmes aske fra cyklonen og fra bunden af kedlen. Forbruget på Højskolen er ca. et vognlæs piller på 25 ton leveret hver anden til tredje måned. Afbrændingen af 25 ton piller resulterer i ½ trillebør aske fra cyklonen og godt 2 trillebøre aske fra bunden af kedlen. Konverteringen har medført at højskolen har reduceret CO 2 -emissionerne med godt 150 ton, samtidig med at brændselsudgifterne er reduceret ca. 50 procent. Træpillefyret kører fuldautomatisk. Pedellen tilser fyret dagligt, men rensning af kedlen begrænser sig til en gang om måneden. Træpiller 5
Det store Exporama udstillingscenter i Oslo har overladt investering, drift og vedligehold af træpillefyret til Statoil og køber blot den producerede varme. Køb varme - lad andre stå for investering og drift Varmemesteren på Exporama står ved gasfyret, der kun tjener som reservefyr og til at dække spidslasten på de koldeste dage. Træpillefyret (nærmest) dækker langt størstedelen af varmebehovet. I takt med at teknologien og markedet har udviklet sig tilbyder flere energiselskaber nu kontrakter for levering af varme fra træpiller. Konceptet går ud på at planlægge, designe, bygge, eje og styre energisystemet, som forsyner kundernes bygninger med varme. Yderligere tilbydes kunderne fjernovervågning samt energi- og miljørapportering. De modtager en regning for deres totale energiforbrug, hvor investering, løbende udgifter og vedligeholdelse er inkluderet i kwh-priserne. Energileveringen er baseret på langtidskontrakter (10-15 år) og på priser, der er konkurrencedygtige med den billigste konventionelle løsning. Typiske kunder er skoler, plejehjem eller andre store bygninger, som indrettes eller ombygges fra olie- eller elektricitetsopvarmning til træpilleopvarmning. Ydelsen blev introduceret i Danmark i 1999. Den er succesfuld og ekspanderer meget hurtigt i lande som Norge og Sverige. Et af de største eksempler på konceptet er det viste Exporama udstillingscenter uden for Oslo. For at dække varmebehovet i den 6000 m 2 store udstillingshal har Statoil installeret et 895 kw træpillefyr sammen med et gasfyr. Træpillefyret dækker størstedelen af varmebehovet på gennemsnitlige vinterdage. Gasfyret dækker spidsbelastninger i meget kolde perioder og yder sikkerhedsbackup. Da gasfyret også kan køre med fyringsolie er systemet meget fleksibelt med hensyn til altid at kunne vælge den billigste energikilde. Der er også plads til et tredje pillefyr til at dække øget energibehov, hvis udstillingscentret skal udvides. Statoil investerede ca. 3 millioner norske kroner i energisystemet. Det gennemsnitlige varmeforbrug er ca. 1,2 GWh om året. Foruden varme forsyner Statoil også Exporama med elektricitet. 6 Træpiller
Ved at anvende træpiller til opvarmning i stedet for olie formindskes vores udslip af CO 2 til atmosfæren. Desuden reduceres udslippet af svovl- og kvælstofilter, som forårsager syreregn. Miljø - sammenligning af miljøpåvirkninger Træpiller er et CO 2 neutralt brændsel. Ved afbrænding af træpiller udledes kun den mængde CO 2 der blev optaget under træernes vækst - denne CO 2 ville under alle omstændigheder være frigivet ved naturlig nedbrydning af træet. Ved erstatning af olie til opvarmning reduceres vores udledning af skadelige drivhusgasser derfor. Når det drejer sig om, hvad der kommer ud af skorstenen, er det almindeligt kendt, at bål af træ danner en masse røg. Dette gælder ikke for træpiller, som brændes i moderne kedler. Tabellen sammenligner emissionerne fra moderne kedler målt under drift på en række folkeskoler i Østrig. Ifølge disse målinger har trækedlerne lavere eller samme SO 2 -emissioner, lidt højere NO x -ogcoemissioner, og højere, men stadig acceptable, støvemissioner sammenlignet med de olie- og gasfyrede kedler. Emissioner fra driften af kedlerne er dog ikke de eneste miljøpåvirkninger, som skal tages i betragtning. Produktion og transport af brændslet tilføjer betragtelige mængder af forurening, som det i en omfattende miljøbalance ville være nødvendigt at gøre rede for. Der er foretaget studier af emissionerne forårsaget af tilvejebringelsen af både fossile brændsler og biobrændsler. De viser, at forureningen forårsaget af produktion og transport af biobrændsler er langt mindre end for frembringelse af fossile brændsler som olie og naturgas. Desuden udgør forureningen fra produktion og transport af brændslerne typisk 3-5 % af den samlede forurening vugge til grav. Emissioner Enhed Fyringsgasolie Naturgas Træpiller/træflis CO mg/kwh 10 150 250 SO 2 mg/kwh 350 20 20 NO x mg/kwh 350 150 350 Støv mg/kwh 20 0 150 NMVOC mg/kwh 5 2 10 Tabel 2. Sammenligning af emissionerne fra moderne kedler målt under drift på en række folkeskoler i Østrig. Træpiller 7
Økonomi - ved opvarmning med træbrændsler Som det ses i tabellen nedenfor er investering i et træpillefyr økonomisk fordelagtig til trods for at investeringen er lidt større end for et sammenligneligt oliefyr. Tallene baserer sig på danske priser i foråret 2002 og gælder for et anlæg på 120 kw med en årlig varmeproduktion på 384.000 kwh. Den højere investering i træpillefyrede anlæg kan tjenes som regel hurtigt ind på grund af den lave brændselspris. Det ses af Figur 1, at træpilleprisen ligger langt under olieprisen regnet per energienhed, og at den desuden er mere stabil. I sidste halvdel af 2001 har der været stigninger i træpilleprisen, men træpiller er fortsat væsentlig billigere end olie. Prisrelation mellem forskellige brændsler Opvarmning med træbrændsler kan være økonomisk konkurrencedygtigt, da træbrændsler er betydeligt billigere end de fossile brændsler. Figur 2 viser prisrelationen mellem en række brændsler til opvarmningsformål. Prisforskellen oppebæres af en bred politisk vilje til at afgiftsbelægge de fossile energikilder. Træpiller er i dag en international handelsvare, der bl.a. importeres fra Skandinavien og Baltikum. Tabel 1. Sammenligning af økonomiske nøgletal for træpille- og oliefyr. Anlægget er baseret på en bygning med et årligt varmebehov svarende til et olieforbrug på 45.000 liter. En sådan bygning kan forsynes af et 120 kw træpilleanlæg med et årlig forbrug af træpiller på 100 tons. Kilde: dk-teknik ENERGI & MILJØ. Omkostninger Enhed Træpiller Fyringsgasolie Kedelanlæg (kr) 360.000 150.000 Installation (kr) 50.250 20.250 Bygningsarbejder (kr) 75.000 50.250 Samlet investering (kr) 485.250 220.500 Kapitalomkostninger (kr/år) 40.500 18.000 Brændselsomkostning (kr/år) 131.100 244.100 Elektricitet (kr/år) 4.100 2.000 Brændselsomkostning (kr/år) 135.250 246.150 Vedligehold (kr/år) 4.500 1.950 Personaleomkostninger (kr/år) 15.600 6.350 Skorstensfejning (kr/år) 1.900 1.500 Drift og vedligehold (kr/år) 21.950 9.800 Samlede årlige omkostninger (kr) 197.700 273.950 Samlede omkostninger (kr/mwh) 515 713 8 Træpiller
Kroner/GJ 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 Fyringsgasolie Træpiller 1998 1999 2000 2001 2002 Figur 1: Priserne på fyringsgasolie og træpiller som de har udviklet sig fra 1989-2002. Kilde: DFF og dk-teknik ENERGI & MILJØ, 2002. Kroner/GJ 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Fyringsgasolie Naturgas Træpiller Træflis Figur 2. Prisrelationen mellem en række brændsler til opvarmningsformål. Kilde: dk-teknik ENERGI & MILJØ, 2002. Træpiller laves kun af rene råvarer i Danmark. Enkelte producenter fremstiller endda piller af friske træstammer. Træpiller 9
Sådan udvikles et succesfuldt 1. Er I klar til at gøre det? Støtter ledelsen nyskabende og grønne projekter? Støtter det tekniske personale valget af et træpilleanlæg? 2. Er der et fornuftigt udgangspunkt for et træpilleprojekt? I står over for udskiftning eller omlægning af den eksisterende varmeforsyning, og der er plads til et træpillefyr med brændselslager I planlægger nybyggeri med egen varmeforsyning, hvor bygningerne kan tilpasses et træpilleanlæg Ejendommen har ikke adgang til fjernvarme eller naturgas Det er en fordel at ejendommen ligger i en by med aktiv interesse (f.eks. Lokale Agenda 21 byer), som måske kan tilbyde speciel lokal støtte Er opvarmning med for os? træpiller noget 3. Findes der kvalificerede leverandører af udstyr og serviceydelser Kvalificerede leverandører og rådgivere har altid gode referencer - tjek dem Anlægsleverandører der tilbyder godkendte og testede kvalitetsanlæg Kvalificerede rådgivere til hjælp ved planlægning og etablering af anlægget Energiselskaber som tilbyder varme fra vedvarende energi Se på www.bioheat.info 4. Findes der en pålidelig leverandør af træpiller Findes der en træpilleproducent, som kan levere piller med kvalitetsgaranti? Se på www.bioheat.info 10 Træpiller
træfyringsprojekt 1. Godt træpillefyr 2. God planlægning Effektivitet højere end 85% Stor driftssikkerhed bekræftet af erfaringer fra lignende projekter Godkendt på Prøvestationen for Mindre Biobrændselsanlæg Automatisk rensning af varmevekslere og automatisk Brændselslageret tæt ved fyret Nem adgang for køretøjer, der leverer brændsel Lagerplads til mindst 2 måneders forbrug Lagersiloer er billigere end nedgravede lagerkuler, men kræver køretøjer, der kan blæse det leverede brændsel ind fjernelse af aske er en fordel men koster Fyrrum ca. 20 m og 2,5 m høj 2 mere Fornuftig drift af træpillefyret sikres blandt andet ved at vælge en af de godkendte installatører, Dørene til fyrrummet bør være 120 cm bredt for at fyret kan leveres Vær opmærksom på brandsikringsregler der er certificeret til installation af biobrændselsanlæg For download af brochure med tekniske detaljer, se www.bioheat.info vellykket projekt: 21 gode til et Nøglen råd 3. Beboere og lokale myndigheder skal være velunderrettede Giv ejendommens brugere en kort beskrivelse af træpilleanlæggets funktioner samt de økonomiske og miljømæssige fordele Kontakt myndighederne tidligt i processen for at undgå forsinkelse af projektet, og giv myndighederne information om referenceprojekter Kig efter referencemateriale på www.bioheat.info eller www.dk-teknik.dk 4. Velforberedt driftsfase Den ansvarlige person for anlægsdriften skal være fundet på forhånd (f.eks. pedel, skorstensfejer) Ordentlig oplæring af denne person foretaget af producenten Bortskaffelse af aske skal være præciseret: træaske er ikke farligt Brændslet skal leveres på tidspunkter, så ejendommens brugere og naboer ikke generes Vær forberedt på opmærksomhed fra naboer, presse m.fl. Træpiller 11
Brændsler, der fornys ved naturens tilvækst - biobrændsler - er blevet meget populære de senere år. Dels byder de ofte på væsentlig lavere omkostninger til opvarmning, dels bidrager de til den grønne profil og dels er de en del af den politiske dagsorden i Danmark, i EU, ja i hele verden. Denne folder - der er udgivet af dk-teknik ENERGI & MILJØ - giver en kort introduktion til mulighederne for at opvarme større bygninger med træpiller. Udgivelsen af folderen er støttet af Energistyrelsen gennem programmet til Udvikling af Vedvarende Energi, EU Kommisionens ALTENER program (kontrakt nr. 4.1030/C/00-163/2000) og dk-teknik ENERGI & MILJØ. En elektronisk version af dokumentet kan hentes på adressen: www.bioheat.info eller www.dk-teknik.dk