BÆREDYGTIG VARMEFORSYNING AF LAVENERGIBYGGERI -SPÆNDINGSFELTET MELLEM KOLLEKTIV OG LOKAL FORSYNING V. Magnus Foged, Planchef, Københavns Energi, TRANSFORM, Energisporet d. 21. november 2012
DISPOSITION Case: Bæredygtig varmeforsyning af Nordhavn Samspil mellem kollektiv og lokal forsyning Store decentrale varmeteknologier Solfangere og solceller
NORDHAVN FREMTIDENS BÆREDYGTIGE BYDEL Københavns Kommune har en målsætning om at skabe en bæredygtig bydel med bl.a. 100% Lavenergibyggeri (BR2020) Laboratorium for grøn energiforsyning
Ø-FORSYNING ELLER SYSTEMSYNERGI Som alternativ til kollektiv fjernvarme undersøges forskellige ø-løsninger både på områdeniveau og på bygningsniveau I Varmeplan Hovedstaden 3 undersøges både og scenarier med bl.a. store varmepumper og geotermi, der f.eks. kunne placeres i Nordhavn. Byens forsyning Forsyning i Nordhavn Nordhavns forsyning Byens forsyning
SCENARIER FOR VARMEFORSYNING Kollektiv fjernvarme Lokal fjernvarme Alternative scenarier til kollektiv fjernvarme i Nordhavn: Stor decentral varmepumpe (havvand) + elpatron til spids/reserve Individuelle varmepumper pr. bygning (jord/luft luftvarmepumper??) Beregninger: samfunds, bruger selskabsøkonomi, CO2 I begge scenarier: Lavtemperaturfjernvarme, varmeforbrug: BR2015/BR2020
FORBRUGSFORUDSÆTNINGER Udgangspunkt i bygningsreglementets lavenergiklasser 2015 og 2020 - Københavns Kommunes krav til alt nybyggeri. Få erfaringer med lavenergibyggeri (især etagebyggeri) Rumvarmeforbruget skal elimineres helt, hvis 2020 standarden skal overholdes. Brugsvandsbehov vurderes at fylde hele energirammen Nødvendigt at fratrække VE produktion i BR2020 rammen for at nå i mål. Energiforbrug fordelt på energiramme BR2015 kwh/m2/år Boliger Erhverv Energiforbrug fordelt på energiramme BR2020 kwh/m2/år Boliger Erhverv - Brugsvand (inkl. tab) 20 7,5 - Brugsvand (inkl. tab) 20 * 0,6 7,5 * 0,6 - Rumvarme (inkl. adfærdstillæg) 15 20 -Rumvarme 0 0 - El 3 * 2½ 13 * 2½ -El 3 * 1,8 13 * 1,8 Varme og el i alt 42,5 60 Energiramme BR 2015 30 41 Varme og el i alt 17, 4 27,9 Energiramme BR 2020 20 25
ENERGISTYRELSENS FORUDSÆTNINGER FOR SAMFUNDSØKONOMI Energistyrelsens samfundsøkonomiske forudsætninger 5 % kalkulationsrente 25-årig beregningsperiode, reinvesteringer medtages. Anlægsaktiver hvis levetid går ud over 25 år medregnes som scrapværdi for den resterende levetid. Der regnes i faste priser. CO2 prissættes. Nettoafgiftsfaktor 1,17 tillægges investeringer (skal opveje for at afgifter ikke medtages i samfundsøkonomi, men i praksis vil påvirke betalingsvilligheden i samfundet)
BEREGNING AF SAMFUNDSØKONOMISK FJERNVARMEPRIS Baseret på produktionsmiks for fjernvarmeproduktionen (fra VPH 2 CO2 neutral scenarium) Det antages at produktionsmiks til de nye byområder er som gennemsnittet af fjernvarme i øvrigt (dvs. gennemsnitsbetragtning). Biomasse forudsat som værende træpiller. For affald er anvendt en substitutionspris på 30 kr./gj varme ekskl. Afgifter Foruden brændselsudgifter samt miljøomkostninger er inkluderet dækningsbidrag til reinvesteringer i fjernvarmeproduktionssystemet på 23,80 kr./gj svarende til KE's afskrivninger på AMV1 Der er desuden indregnet variable D&V omkostninger til produktion Der er ikke medtaget D&V omkostninger for fjernvarmenettet (vurderet som marginale) Fjernvarmeprisen er opgjort som en nettovarmeproduktionsomkostning, dvs. totale faktiske omkostninger til el- og varmeproduktion minus værdien af den producerede el.
RESULTATER Kollektiv fjernvarme er økonomisk og CO2 mæssigt den bedste løsning også til lavenergibyggeri. Grundanalyse (BR2015) Det skyldes: Stordriftsfordele ved fjernvarme baseret på kraftvarmeproduktion Billigere at tilslutte kunder tæt på fjernvarmenettet end at investere i nye lokale produktionsanlæg. Forsyningssikkerhed fordyrer individuel løsning. Følsomhed (BR2020) Grundanalyse (BR2015)
RESULTATER (FORTSAT) El vil mange år frem have en højere CO2 emission end fjernvarme, fordi når vinden ikke blæser vil en del af elforsyningen være baseret på kulkondensproduktion. Marginal opgørelsesmetode anvendt, fordi det mest korrekt afspejler sammenhæng mellem el og fjernvarmeproduktionen. Negativ CO2 for fjernvarmen skyldes at el fra biomassebaseret kraftvarme fortrænger ren elproduktion på kul Energistyrelsen har skiftet fra marginal til gennemsnitlig beregningsmetode sandsynligvis fordi den gennemsnitlige metode er enklere at beregne. En gennemsnitlig beregningsmetode er hensigtsmæssig til historiske CO2 opgørelser, mens den marginale metode er relevant til CO2 prognoser.
FJERNVARME DECENTRALE PROJEKTER I STOR SKALA SOM ANALYSERES NU Lavtemperaturfjernvarme (70 C fremløb) Varmelager (300.000 m3, 200 MW) Geotermi (75 MW) Stor eldrevet varmepumpe (ca. 10 MW) (Muligvis til geotermi, køling/varme) SMART styring af decentrale teknologier i forhold til optimering af Kraftvarme produktion og vindoverløb fjernvarmesystemet som lager.
VE - SOLENERGI VE varme fra solfangere Varmeplan Hovedstaden viser at store solvarmeanlæg, bedre kan betale sig end mindre solvarmeanlæg placeret på tage (50% besparelse). Det skyldes stordriftsfordele færre vekslere, pumper mv. til store anlæg. Solvarmeanlæg leverer især om sommeren, hvor fjernvarmesystemer med meget affaldsvarme har varme nok. Derfor vurderes solvarme først relevant for fjernvarmeområder som København på sigt, når affald til forbrænding er reduceret. I ydersæsonerne (forår/efterår) risikerer solvarme at fortrænge biomassekraftvarme. VE el fra Solceller Ved etablering af solcelleanlæg, er der ikke forskel på etablering af markanlæg i forhold til tagintegrerede anlæg Ud fra en systembetragtning har solceller en mindre CO2-fordel, fordi det fortrænger noget elproduktion baseret på kul. I ydersæsonen risi bedre kan betale sig til tage end solvarme
EKSTRA MATERIALE OM FORUDSÆTNINGER
FORUDSÆTNINGER FOR SAMFUNDSØKONOMI OG CO2 Anlægsinvesteringer lægges i første år. Driftsomkostninger følger gennemsnitlig udbygningstakt over perioden (ca. 60.000 m2/år). Fremskrivning af CO2 emissioner for el baseret på marginale CO2 emissionsfaktorer baseret på Varmeplan hovedstaden 2, CO2 neutralt scenarium. Emission for varme beregnet på basis af samlet lastfordeling for el og varme fratrukket elforsyningens CO2 andel. Selv om Energistyrelsen i 2011 udskiftede opgørelse af marginale emissionsfaktorer for el med gennemsnitlige faktorer anvendes marginal metode som i Varmeplan Hovedstaden vurderes fortsat at være mest korrekt.
BRUGERØKONOMI (OMKOSTNINGER) OG SELSKABSØKONOMI (CASHFLOW) Kalkulationsrente på 3%, 25 årig afskrivningsperiode + reinvesteringer og scrapværdi Inkl. afgifter og tilskud (ENS) KEs takster 2011 anvendt til vurdering af selskabsøkonomi (cash flow) fremskrevet med stigning i ENS brændselspriser.