Fleksenergi Klokkerholm Kraft-Varmeværk Designprojekt Brønderslev Kommune Innovativt netværk for fleksibel fjernvarme
Indholdsfortegnelse Indholdsfortegnelse Indledning... 3 Projektets gennemførelse... 3 Designprojektets formål... 4 Undersøgelser for de 11 forsyninger... 4 Resultater og sammenfatning... 5 Det videre arbejde... 5 Forudsætninger og resultater... 6 Beregningsmetoder... 6 Klokkerholm varmeværk (reference)... 6 Fælles net til forsyning af nogle eller alle værker... 7 Varme fra Vattenfall... 7 Varme fra fælles halmanlæg... 8 Biogas... 9 Udvidelse til naturgasområder... 10 Geotermi... 11 Elkedel... 11 Bilag Bilag 1 - Forudsætninger afgivet af værket Bilag 2 - Generelle forudsætninger Bilag 3 - Selskabsøkonomiske beregningsresultater Bilag 4 - Transmissionsnet Plan & Projekt A/S Side 2 af 12
Indledning Indledning Denne rapport er resultatet af et designprojekt i Brønderslev Kommune, som har været en del af et større fælles nordjysk projekt, Fleksenergi. Projektets overordnede formål har været at udnytte, udbygge og videreudvikle kompetencer inden for klima- og energiområdet, specielt med henblik på at implementere lokalt baserede forsyningsløsninger og udfase fossile brændsler. Projektet har mange aktører og ud over 5 nordjyske kommuner deltager repræsentanter fra virksomheder og uddannelsesinstitutioner i andre delprojekter. Projektets gennemførelse Projektet har medført, at der har været afholdt en række temadage og konferencer med behandling af forskellige emner. De netværk, der er blevet oparbejdet i projektets forløb, har haft mulighed for at deltage og bidrage med erfaringer og problematikker til videre behandling. Der er i Brønderslev arbejdet i et innovativt netværk bestående af repræsentanter for bestyrelser og driftspersonale fra samtlige 11 varmeforsyninger i kommunen. Der har været afholdt workshops med gennemgang og diskussion af relevante emner og analyser af forskellige, fremtidige forsyningsmuligheder. Herudover har der været afholdt møder med forskellige interessenter, der kan være relevante for de fremtidige forsyninger, og der er slutteligt, i forbindelse med udarbejdelse af denne rapport, udarbejdet konklusioner på forsyningernes fremtidige indsatsområder i forhold til ændring af de nuværende forsyningsformer. Projektet har været gennemført i en række faser, der har indeholdt følgende aktiviteter. Afholdelse af møde med Brønderslev Kommune og Aalborgsamarbejdet Afholdelse af møde med en repræsentant for AAU, der præsenterede deres del af projektet Afholdelse af rådgivermøder med repræsentanter for de fem kommuner, der alle udarbejder designprojekter. Kommunerne er Brønderslev, Jammerbugt, Thisted, Morsø og Aalborg Deltagelse i konferencer Deltagelse i temamøder Plan & Projekt A/S Side 3 af 12
Indledning Afholdelse af møder med Landboord og andre repræsentanter for landbruget Afholdelse af møde med Vattenfall Afholdelse af møde med Dansk Geotermi Afholdelse af møder i samarbejdsgruppen, der er nedsat af de 11 varmeforsyninger Afholdelse af workshops for de 11 varmeforsyningers bestyrelser og driftspersonale Designprojektets formål Designprojektets formål har været, at opstille en række fremtidige muligheder for at skabe en varmeforsyning på vej væk fra fossile brændsler, til understøttelse af det lokale hvad angår brændsler og øvrige kompetencer, der findes eller kan oparbejdes i det nordjyske område. Projektet har levet op til det formål, og der er i det følgende gennemgået en række muligheder for at ændre den nuværende naturgasbaserede forsyning i fremtiden. Undersøgelser for de 11 forsyninger I nedenstående tabel er lavet en oversigt over, hvilke muligheder der er undersøgt for de enkelte forsyninger. Brønderslev Hjallerup Dronninglund Asaa Jerslev Klokkerholm Øster Brønderslev Agersted Flauenskjold Manna-Thise Hallund Biogas X X X X X X X X X X Biogas fra Vester Hjermitslev X Varme fra Vattenfall X X X X X X X X X X X Varme fra Vattenfall - direkte X X Varme fra fælles biomasseanlæg X X X X X X X X X X X Udvidelse til naturgasområder X X X Flis X Halm individuelt X X Geotermi (særskilt notat) X X X X X X X X X X X Elkedel (særskilt notat) X X X X X X X X X X X Spildvarme fra Danraps X Plan & Projekt A/S Side 4 af 12
Resultater og sammenfatning Resultater og sammenfatning Projektet har vist en række muligheder for at reducere varmeprisen i forhold til den nuværende pris. Dette gælder uanset om man vælger en fælles eller en individuel løsning. De overordnede beregningsresultater er angivet i tabellen nedenfor. De detaljerede resultater fremgår af bilag 3. Marginal produktionspris kr./mwh Reference 337 Gennemsnitlig besparelse kr./mwh Varme fra Vattenfall 11 værker 320 17 Varme fra Vattenfall 6 værker 316 21 Fælles halmanlæg 289 48 Maksimal biogaspris kr./m 3 Biogas 10 % besparelse 303 34 2,75 Biogas hvis pris lig fælles halmanlæg 289 48 2,60 Resultaterne peger på, at en biomasse løsning, som her er regnet med halm, men som også kunne være andre biomassebrændsler, er en særdeles interessant løsning rent økonomisk. Samtidig har en fælles løsning den fordel, at den vil være meget fleksibel overfor anvendelse af forskellige brændsler, når de viser sig økonomiske. Løsningen omkring varme fra Vattenfall er ligeledes interessant som en fælles løsning. Biogasløsningen vil kunne kombineres med f.eks. biomasseløsningen, men kræver at landbruget finder en fornuftig måde at etablere anlæggene så de kan bringe prisen ned i et konkurrencedygtigt leje, og samtidig tjene penge på at etablere disse anlæg. Det mest optimale er at arbejde videre med en fælles løsning med et biomasseanlæg. Imidlertid er dette ikke p.t. lovligt Det videre arbejde Klokkerholm Kraftvarmeværk er generelt åbne overfor mulige samarbejder med de øvrige værker, for derigennem at fremtidssikre og optimere forsyningen. Plan & Projekt A/S Side 5 af 12
Forudsætninger og resultater Forudsætninger og resultater Beregningsmetoder Som sammenligningsgrundlag for alle gennemførte beregninger er anvendt forsyningens aktuelle produktioner, udgifter og indtægter for 2008. Der er indhentet tal fra forsyningen, som de fremgår af bilag 1. Herudover er anvendt en række generelle forudsætninger, der er anvendt i alle beregninger. Disse forudsætninger er dels indhentet hos relevante aktører og leverandører og dels aftalt anvendt til dette projekt i rådgivergruppen. På baggrund af disse tal er beregnet en marginal varmeproduktionspris som reference, og denne er sammenlignet med de beregnede produktionspriser for de øvrige alternative beregninger. De alternative beregninger, der er gennemført for forsyningen, er gennemgået efterfølgende. Alle beregninger er udarbejdet som 20-årige beregninger i faste priser. Herefter er alle angivne priser gennemsnitspriser for de 20 år. Alle beregningsresultater kan aflæses af bilag 3. Det skal pointeres, at alle investeringer er overslagspriser, da det ikke har ligget i projektet, at der skulle indhentes bindende priser. Gennemregningerne er derfor anvendelige til en beslutning om, hvilken retning der er mest givtig at arbejde videre i, men ikke som et endeligt beslutningsgrundlag i forbindelse med et konkret projekt. Klokkerholm varmeværk (reference) Klokkerholm Fjernvarme er en forsyning bestående af et naturgasfyret kraftvarmeværk med en Jenbacher gasmotor og tre naturgaskedler. Som udgangspunkt for alle øvrige beregninger er beregnet en marginal produktionspris for 1 MWh, set som et gennemsnit over 20 år. Prisen er beregnet til 337 kr./mwh. Denne pris er baseret på at kraftvarmeanlægget fortsat producerer som i dag, og prisen er brugt i alle efterfølgende sammenligninger. Plan & Projekt A/S Side 6 af 12
Forudsætninger og resultater Fælles net til forsyning af nogle eller alle værker Der har i designprojekt Brønderslev været arbejdet intensivt med en løsning, hvor alle værker kobles sammen i et fælles net. Forudsætningen har været et ønske om stor forsyningssikkerhed i fremtiden omstilling til et brændsel med mindre usikkerhed omkring prisen end den nuværende naturgas et fælles system med de fordele og besparelser det kan give og fælles for ovennævnte, at opnå en stabil og gerne billig varmepris både nu og i fremtiden Ud fra samme ønsker har der ligeledes været arbejdet med et mindre net til blot seks værker, for derigennem at optimere økonomien yderligere. Der har været arbejdet med en forsyningsmulighed til nettet, hvor varmen bliver leveret fra Vattenfall, og en mulighed hvor nettet forsynes med biomassevarme fra et stort, fælles halmvarmeværk. Ideen er, at nettet i princippet kan anvendes til, at der til stadighed leveres den til enhver tid billigste varme til nettet, så der vil ligeledes være mulighed for at levere biogasvarme eller andet til nettet. For forsyning via et fælles transmissionsnet er forudsat følgende: Transmissionsnet km. Investering mio. kr. Transmissionsnet fra Vattenfall til 11 forsyninger 84,5 234 Transmissionsnet fra Vattenfall til 6 forsyninger 39,5 125 Transmissionsnet med forsyning fra fælles halmanlæg 73,5 358 Varme fra Vattenfall Det er forudsat, at Vattenfall kan levere præcis, når de enkelte værker har behov for det, og omvendt at værkerne kan producere på egne anlæg, når elprisen er så høj, at det er mere givtigt selv at producere end at modtage varme fra Vattenfall. Der er således ingen krav om et bestemt aftag af varme fra Vattenfall, men Vattenfall er heller ikke indstillet på at tage nogen form for risiko i projektet og vil ikke være investeringspart i nogen del af ledningen eller andet anlæg, der ikke hidrører til deres eget produktionsanlæg. Der er forudsat en varmepris opgivet af Vattenfall på 290 kr./mwh. Selve prisen for overskudsvarmen udgør 79 kr./mwh, mens afgiften Plan & Projekt A/S Side 7 af 12
Forudsætninger og resultater til staten udgør resten. Den høje afgift skyldes, at overskudsvarmen fra elproduktionen er baseret på kul. Her mener Vattenfall dog, at de i løbet af en årrække vil omstille værket til at være baseret på biomassebrændsler, hvorefter afgiften vil falde, hvis det nuværende niveau for afgifter fastholdes. Med en varmeforsyning fra Vattenfall til alle 11 varmeforsyninger skal etableres 84,5 km ledninger som transmissionsnet. I beregningerne er forudsat, at hvert værk producerer på eget anlæg, når det er mest optimalt, og aftager fra Vattenfall, når det er optimalt rent økonomisk. Deles den samlede besparelse, der kan opnås i systemet med 11 forsyninger, ud på hver produceret MWh, vil den gennemsnitlige produktionspris kunne reduceres med 17 kr./mwh. Indgår følgende seks forsyninger i systemet Brønderslev Øster Brønderslev Hallund Jerslev Klokkerholm og Hjallerup vil besparelsen blive 21 kr./mwh. Varme fra fælles halmanlæg I beregningen for et fælles halmanlæg, der tilsluttes et fælles transmissionsnet i stedet for varmen fra Vattenfall, er det ligeledes forudsat, at de eksisterende kraftvarmeanlæg stadig producerer, når det er økonomisk fornuftigt. Der er i beregningen valgt et rent varmeproducerende halmanlæg, men i praksis vil der sandsynligvis blive tale om et anlæg, der kan fyre med forskellige biobrændsler. Det skal også i denne sammenhæng nævnes, at det ikke p.t. er muligt at omlægge naturgasfyret kraftvarmeproduktion til varmeproducerende biomasseproduktion, men muligheden er alligevel ønsket skitseret, da flere politiske signaler indikerer, at det kan blive en mulighed i nær fremtid. Der etableres et halmanlæg (biomasseanlæg) på 40 MW, svarende til cirka 60 % af den samlede, maksimale varmeeffekt, eller et anlæg der kan producere cirka 90-95 % af det samlede varmebehov. Anlægget er estimeret til en pris på 165 mio. kr. Plan & Projekt A/S Side 8 af 12
Forudsætninger og resultater Det fælles transmissionsanlæg bliver cirka 11 km kortere, da ledningen fra Hjallerup til Vattenfall ikke bliver nødvendig. Transmissionsanlægget udgør en samlet investering på 193 mio. kr. Halmprisen er sat til 600 kr. pr. ton halm, og beregningen medfører en samlet besparelse for alle 11 værker svarende til 48 kr./mwh. Et mindre halmanlæg vil øge udgiften i den fælles løsning. Biogas Der er mange politiske ønsker om at etablere flere biogasanlæg, og der bliver også i øjeblikket gjort tiltag for at bedre eksempelvis finansieringssituationen for landbruget. Blandt andet er der vedtaget en tilskudspulje til fremtidige biogasanlæg, og der er diskussioner om, hvorvidt elprisen for el produceret på biogas skal øges igen. Blandt de involverede fjernvarmeforsyninger er der ligeledes bred interesse for at aftage biogas eller varme fra et biogasanlæg, så længe det er en økonomisk fornuftig forretning. Det samme gælder for landbruget, der også nødvendigvis skal have et fornuftigt resultat, hvis de skal etablere biogasanlæg. Efter en række temadage om biogas, samt møder med repræsentanter for Landboord og forskellige landmænd i området, må det dog konkluderes, at det er vanskeligt for landbruget at skaffe penge til at bygge biogasanlæg i øjeblikket. Som følge heraf er det også vanskeligt for landbruget at spille ud med en konkret pris for den biogas, der måtte blive produceret på et sådant anlæg, men det ligger rimeligt klart, at landbruget primært er interesseret i at bygge nye anlæg af en vis størrelse. Det er blevet nævnt, at et sådant anlæg mindst skal kunne levere 5 mio. m 3 biogas årligt. Det betyder, at et sådant anlæg vil være for stort til kun at levere til et enkelt værk, og derfor skal værket etableres med gasledninger ud til flere værker. Da placering i forhold til fjernvarmeforsyningerne ikke har været diskuteret på nuværende tidspunkt, er det i beregningerne forudsat, at biogasproducenterne leverer biogassen på fjernvarmeværket, og at fjernvarmeværket selv sørger for motoranlægget til at brænde biogassen af. I beregningen er forudsat, at den eksisterende Jenbacher motor ombygges til at kunne brænde både biogas og naturgas af. Ud fra dette er beregnet den pris, det er muligt for varmeforsyningen at betale for en m 3 biogas, hvis der skal opnås en besparelse på 10 % i Plan & Projekt A/S Side 9 af 12
Forudsætninger og resultater forhold til den nuværende situation. Biogasprisen kan derfor højst andrage 2,75 kr./m 3 biogas an Brønderslev kraftvarmeværk. Skal biogasprisen give samme besparelse som den fælles halmløsning kan biogasprisen højst udgøre 2,60 kr./m 3. Udvidelse til naturgasområder I det følgende er lavet en vurdering af mulighederne for at konvertere boligforbrugere fra naturgas til fjernvarme. Om det er en god ide for den enkelte forbruger at skifte til fjernvarme afhænger af to ting, nemlig dels tilslutningsafgiften til fjernvarme og dels den årlige omkostning til varme og drift af anlægget. Samtidig er det interessant, om det kan betale sig for fjernvarmeforsyningen at lave ledninger til disse forbrugere. I tabellen efterfølgende er både forholdene for forbrugeren og forsyningen vurderet og sammenlignet med en naturgasforsyning. Sammenligningerne er lavet for en naturgasforbruger, der skal skifte sin gaskedel ud, da det ellers ikke vil være interessant at overveje fjernvarme, rent økonomisk. Der er ligeledes set på to fjernvarmesituationer. En hvor forbrugeren betaler tilslutningsafgift og stikledning, og en hvor forbrugeren får gratis tilslutning, men stadig selv betaler sin fjernvarmeunit. aturgas Fjernvarme Fjernvarme uden tilslutningsafgift Brændselspriser 8,275 kr./m 3 725 kr./mwh 725 kr./mwh Forbrugsafgift for 150 m 2 bolig med varmebehov på 18 MWh 14.718 kr. 18.488 kr. 18.488 kr. Årlig drift 1.000 kr. 250 kr. 250 kr. Samlet årlig forbrugsudgift 15.718 kr. 18.738 kr. 18.738 kr. Kedel / unit + tilslutningsafgift 35.000 kr. 32.500 kr. 15.000 kr. Finansiering af investering 2.800 kr. 2.600 kr. 1.200 kr. Samlet omkostning forbruger 18.518 kr. 21.338 kr. 19.938 kr. Investering i stik - tilslutningsbidrag 1.000 kr. 15.000 kr. Finansieringsomkostning 80 kr. 1.200 kr. Produktionsomkostninger 6.740 kr. 6.740 kr. Indtægter 14.790 kr. 14.790 kr. Marginalt dækningsbidrag 7.970 kr. 6.850 kr. Mulig investering for dækningsbidrag 99.625 kr. 85.625 kr. Plan & Projekt A/S Side 10 af 12
Forudsætninger og resultater Selv når forbrugeren ikke betaler tilslutningsafgift, kan forsyningen ikke konkurrere med en naturgasforsyning. Står forbrugeren ikke overfor at skifte sit naturgasfyr er det slet ikke interessant for ham at vurdere fjernvarme. Det fremgår til gengæld, at der for forsyningen er en relativ stor gevinst at hente ved at forsyne nye forbrugere. Gevinsten på 6-8.000 kr. årligt kan finansiere mellem 85.000 og 100.000 kr. til for eksempel ledningsnet, eller yderligere rabat til forbrugeren i form af en unit eller andet. Geotermi Geotermi er et emne, der tidligere er behandlet i Brønderslev, og hver gang med et resultat der viste, at det ikke var økonomisk rentabelt. Da emnet samtidig er en del af designprojekterne i både Jammerbugt Kommune og Thisted Kommune, er det besluttet at bruge resultater og konklusioner herfra. En overordnet konklusion fra Jammerbugt Kommunes beregninger ligger i særskilt notat. Elkedel I projektforløbet har det været diskuteret, hvorvidt det vil være en fordel at etablere større og mindre elkedler på de respektive kraftvarmeværker. Da emnet falder lidt uden for selve projektet, er det valgt at behandle dette emne i et særskilt notat. Plan & Projekt A/S Side 11 af 12
Bilag 1 Forudsætninger afgivet af værket
Bilag 1 Klokkerholm Kraft-Varmeværk Kraftvarmeværket Motorer Kedler Øvrigt Antal Indfyret effekt Varmeeffekt Eleffekt Virkningsgrad varme Virkningsgrad el Akkumuleringstank Varmeproduktion 1 Jenbacher 612 F 4.151 kw 2.063 kw 1.816 kw 1 veksler 420 kw 1 veksler 784 kw 200 m 3 230 m 3 8.700 MWh Elproduktion Min. sommer effekt 8.700 MWh * 2,5 % / 30 dage / 24 timer = 0,3 MW Maks. vinter effekt 8.700 MWh * 15 % / 31 dage / 24 timer *120 % = 2,1 MW Oliekedler Antal 1 Sempar fra 1973 1 Danstoker fra 1980 1 Danstoker fra 1987 2.000 Mcal 1.600 Mcal 2.900 Mcal 1 economiser 355 kw 1 economiser 436 kw Varmeeffekt Virkningsgrad 104 % Varmeproduktion Andet Hovedledninger Stikledninger 7 km. 4 km. Ledningstab 30 % 2.610 Forbrugere / målere 330 Varmesalg 6.090 Kontaktperson E-mail Lars Valentin Jensen / Erik Østergaard Erikklokkerholm@mail.tele.dk Side 1
Klokkerholm Kraft-Varmeværk aturgasforbrug (gerne fordelt på kedler og motorer hvis muligt) Kedler, m 3 18.073 Motorer, m 3 1.336.880 aturgasforbrug (nettoomkostning gas m.v. fratrukket afgiftsrefusion) Samlet 5.240.016 Kedler, kr. Motorer, kr. Serviceudgifter på motorer, kr./mwh el Serviceudgifter på motorer, kr. samlet 228.148 Udgift til smøreolie, kr. Inklusive i service Driftsudgift på kedler, kr. 108.665 Elforbrug Kedler, kwh Samlet 93.107 Eludgift Elproduktion Motorer, kwh Elpris, kr./kwh Samlet eludgift kr. Spidslast, MWh Højlast, MWh Lavlast, MWh 0,3345 ren el 1,6181 inklusive afgifter 95.608 eksklusive afgifter Samlet, MWh 6.005 Elindtægt (denne indtægt må gerne deles op, så det fremgår hvad der kommer fra den rene elpris, hvad der kommer fra eventuel rådighedsbetaling m.v.) Spidslast, kr. Højlast, kr. Lavlast, kr. Grundbeløb: 1.034.135 Samlet, kr. 3.446.894 Eksisterende afskrivninger på værket, så længe der er nogen, i kr. 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 871.615 kr. x 12 år Side 2
Bilag 2 Generelle forudsætninger
Bilag 2 Generelle forudsætninger Alle beløb i beregninger er eksklusive moms. Som referencetal er anvendt forsyningernes tal fra 2008 Alt er regnet i faste priser Afskrivningsperiode ledningsanlæg Afskrivningsperiode maskinanlæg Der er anvendt fastforrentede annuitetslån med løbetid lig afskrivningsperiode 20 år 15 år 5 % rente Gaspriser, elpriser og elindtægter er i beregningerne som for det enkelte værk i 2008 Halmpris Flispris Varme fra Vattenfall Biogasprisen (som udgangspunkt) Det er efterfølgende beregnet, hvor meget den enkelte forsyning kan betale under forskellige forudsætninger Ombygning af Jenbacher motor til biogas Etablering af ny biogasmotor Omstilling af Bergen motor Halmanlæg 40 MW Halmanlæg 30 MW Halmanlæg 2 MW Flisanlæg 1 MW 600 kr./ton 45 kr./gj 290 kr./mwh 2,20 kr./m 3 1 mio. kr. 11,5 mio. kr. 9,55 mio. kr. 165 mio. kr. 125 mio. kr. 23,5 mio. kr. 13,2 mio. kr. Transmissionsnet D450 D400 D350 D300 D150 D100 3.700 kr./m 3.400 kr./m 3.000 kr./m 2.700 kr./m 2.400 kr./m 2.200 kr./m Side 1
Bilag 3 Selskabsøkonomiske beregningsresultater
Bilag 4 Transmissionsnet
Sønder Saltum Ryå Vester Hjermitslev Manna Thise Hjortnæs Plantage Ryå Stenum Øster Hjermitslev Tolstrup komponistskoven Brændskov Ryå Serritslev BRØDERSLEV Kraghede Øster Brønderslev Hvilshøj Klæstrup Hollensted Jerslev Ravnstrup Sterup Hallund Ryå Lunken Plantage Ørum Mylund Kirkholt Hellum Pajhede skov Grønskov Stagsted Skov Allerup Holtegård Plantage Geraa Thorup Try Dronninglund Storskov Rørholt Dorf K Dorf Ø Melholtgård Skov Voergård Ørsø Melholt Gl. Agersted Geraa Sørå Kældergrøft Thise Ma_Skoleby Manna Stenum 10 km Ø. Hjermitsl Brønderslev Serritslev 2 km Ø.Brslev 7,5 km Jerslev Sterup Hallund 6 km Ørum Hjallerup Klavsholm Å 11 km 6 km Lyngdrup Bæk Hellum Klokkerholm 7 km 9 km Try JYSKE ÅS Dr.lund 11 km Flauenskjold JYSKE ÅS Pulsbæk Voers Å Ørsø 7 km 6 km Agersted Løbæk Asaa Geraa V.Melholt Gerå Smalby BRØDERSLEV FORSYIG A/S VIRKSOMHEDSVEJ 20-9700 BRØDERSLEV TLF. 98 80 15 89 FAX 98 80 19 59 Brønderslev Forsyning, Brønderslev Kommune & KortCenter.dk Udskrevet den 10.03.2010 GV
Udarbejdet af Plan & Projekt A/S Marts 2010 Plan & Projekt