Energieffektiviseringens roll i utveckling av kemiklustret i Stenungsund

Transkript

1 Heat and Power Technology Dept of Energy and Environment Energieffektiviseringens roll i utveckling av kemiklustret i Stenungsund Simon Harvey Professor i industriella energisystem Institutionen för energi och miljö, Chalmers Profilledare Biobaserad samhällsekonomi SO Energis kvällsföreläsning

2 Heat and Power Technology Dept of Energy and Environment Sammanfattning Kemiklustret i Stenungsund utvecklas mot nya produkter samt ökad användning av förnybara råvaror och förnybar energi. Högeffektiv energianvändning spelar också en nyckelroll! Denna föreläsning kommer att belysa energisituationen i Stenungsund och visa hur effektiv kaskadanvändning av energi teoretiskt kan minska klustrets bränsleanvändning med upp till 122 MW. SO Energis kvällsföreläsning

3 Heat and Power Technology Dept of Energy and Environment Innehåll Presentation av det kemiska klustret i Stenungsund Klustrets vision: Hållbart kemi 2030 Energieffektiviserings roll i implementering av visionen Upplägg Inledande presentation (ca 45 min) Frågestund (15 30 min) SO Energis kvällsföreläsning

4 Kemiföretagen i Stenungsund Borealis Världsledande på polyeten till högspänningskabel och rör Levererar spillvärme till fjärrvärmenätet AkzoNobel Specialkemikalier som används i så vitt skilda saker som rengöring, läkemedel, färg och asfalt Ineos Polyvinylklorid främst till byggsektorn och hälsovården Lut till svensk skogsindustri Aga Ledande europeisk leverantör av industrigaser Perstorp Specialkemiprodukter som ger unika egenskaper till bland annat bygg-, biloch konstruktionsprodukter RME Biodiesel Levererar spillvärme till fjärrvärmenätet

5 Stenungsundskluster: Produktion och utsläpp 2011 Heat and Power Technology Dept of Energy and Environment 105 kton CO 2 41 kton 531 kton 43,6 GWh 390 kton CO 2 54 kton 206 kton 113 kton 1230 kton CO kton CO 2 56 kton 84 kton (??) 590 kton 11 kton 636 kton 115 kton 110 kton 111 kton 47,4 GWh CO kton TOTAL utsläpp av CO 2 ca 900 kton/år SO Energis kvällsföreläsning

6 Heat and Power Technology Dept of Energy and Environment Utveckling av kemiindustrin: många utmaningar Minska miljöpåverkande utsläpp Skapa nya produkter Öka energieff ektivitet Locka nya smarta medarbetare Ta fram produkter som är lätta att återvinna Öka andel förnyelsebara råvaror Öka andel förnyelsebar energi Omvandla överskottsvärme till värdefulla energiprodukter (el, fjärrvärme) Bygga och vårda tillitsfulla relationer med det omgivande samhället SO Energis kvällsföreläsning

7

8 Fem företag med en gemensam vision för framtiden 2030 är Stenungsund navet för tillverkning av hållbara produkter inom kemiindustrin. Vår verksamhet är baserad på förnybara råvaror och energi och bidrar till ett hållbart samhälle.

9 Stora gemensamma utmaningar Världens befolkning växer från dagens drygt 7 miljarder till över 9 miljarder människor 2050 Jobb, mobiltelefoner och förskoleplatser också år 2030? Klimatet förändras Vi använder våra natur resurser 1,4 gånger snabbare än de kan återskapas Hur går vi från fossilt till förnybart?

10 Gemensamma ambitioner Morgondagens kemiindustri i Stenungsund Vision Engagemang Samarbete Stora möjligheter Framtidens produkter Klimat och hållbarhet Jobb, välstånd och välfärd Ambition År 2030 ska Stenungsund vara motorn i Västsveriges ekonomi

11 Ett integrerat kluster med stor potential

12 Hållbar Kemi 2030 Förnybara råvaror Dagens och framtidens produkter Återvinning

13 Hållbara råvaror Gräs/Strå Plast: Polyeten PVC Träråvara Avfall Jäsning Förgasning Bioeten Biogas Syntesgas Kemiprodukter Fordonsbränslen Alger Fjärrvärme Vegetabiliska oljor Krackning Sockerrör

14 Goda förutsättningar i Sverige och i Stenungsund Kemiföretagen i Stenungsund: - 50 år av kompetens, kunskap, erfarenhet och samarbete - Existerande anläggningar med omsättning på 20 Miljarder SEK - Ca 2500 anställda (indirekt ytterligare 2500) Bra infrastruktur med stor och modern industrihamn Mark avsatt som riksintresse för kemiindustri Utbildning: - Samarbete med Chalmers m.fl. - Yrkeshögskola driftstekniker - Teknik College - gymnasieutbildning - Molekylverkstan Science Centre

15 Vision: Hållbar Kemi 2030 Våra produkter har en framskjuten plats i ett hållbart samhälle Produkterna tillverkas från förnybara råvaror och koldioxidneutral el Transporter sker med förnybara drivmedel Försumbar lokal risk- och miljöpåverkan Stenungsund ska vara motorn i Västsveriges ekonomi år 2030

16 Vision: Hållbar Kemi 2030 Transport av biomassa till Stenungsund för vidare förädling Biogas och bioeten framställs från biomassa och avfall Utbyggd integrering och effektivisering av energianvändningen Gemensam energianläggning baserad på biomassa och avfall Återvinningsanläggning för plast Utbyggda leveranser av fjärrvärme och fjärrkyla, ansluten till ett nätverk i Västsverige

17 Stenungsund i visionen Centrum för tillverkning av förnybara produkter Flera nya företagsetableringar som stärker klustret Forsknings- och utvecklingscentrum finns i Stenungsund Stenungsund är en växande ort som lockar människor Fordon drivs bl.a. av RME, vätgas och biogas som tillverkas lokalt till ett Skandinaviskt nätverk av tankstationer

18 Kemiindustriklustret Samverkan med andra aktörer inom regionen

19 Fokus på tre områden: Förnybara råvaror till kemi- och materialprodukter samt fordonsbränslen Resurs- och energieffektivitet inkl. återvinning Kompetensutveckling och kompetensförsörjning Hållbar Kemi 2030 Följeforskning Regional fjärrvärme R Samverkan för hållbar kemi Plaståtervinning

20 Heat and Power Technology Dept of Energy and Environment Potentialer för ökat energieffektivitet i Stenungsund Klustret bygger på utbyte av materialflödena. Hur är det med energiflödena? Total processuppvärmningsbehov: 442 MW varav 320 MW täcks redan av intern värmeåtervinning Uppvärmningsbehov som täcks av ångpannor o d : 122 MW Andel uppvärmningsbehov som täcks av pannor kan teoretiskt minskas till 0 MW genom ökad värmeåtervinning! Hur kan detta uppnås: Intern varmvattensystem C Harmonisering av ångnivåer för att möjligöra utbyte av processånga mellan anläggningar Användning av ånga vid så låg temperatur som möjligt Process restgaser eldas på rätt ställe! SO Energis kvällsföreläsning

21 Heat and Power Technology Dept of Energy and Environment Hur kan effektiviseringspotentialer uppskattas? Vad kan uppnås i en individuell anläggning Kracker NUVARANDE VÄRMEFÖRBRUKNING: 122 MW Polyeten PINCHANALYS! Vad kan uppnås genom energisamarbete mellan anläggningarna? SO Energis kvällsföreläsning

22 Heat and Power Technology Dept of Energy and Environment Pinchanalys Värme T Värme Process Pinch Beror på val av ΔT min 160 Teoretiskt minsta värmebehov Råvaror P r o c e s s Produkter El Värmebalanser Grafisk T ( C) Varma strömmar Kalla strömmar 20 Kylning Q Teoretiskt minsta kylbehov Kylning Maximal intern värmeåtervinning Procesströmmar Energianalys SO Energis kvällsföreläsning

23 Heat and Power Technology Dept of Energy and Environment SUMMA AV DE INDIVIDUELLA VÄRMEBESPARINGSPOTENTIALER Kracker 77 MW Polyeten KOMBINERAD BESPARINGSPOTENTIAL = ca 45 MW SO Energis kvällsföreläsning

24 Heat and Power Technology Dept of Energy and Environment Vad händer om vi accepterar varje anläggnings utformning och försöker istället värmeväxla mellan anläggningar Ethylene Air Import terminal Oxygen Nitrogen Ethylene Fuel gas Fuel gas Polyethylene plant Polyethylene Polyvinyl chloride Hydrogen gas Fuel gas Hydro Polymers Naphtha Ethane Fuel gas Ethylene Amines Tensides Propane Butane Cracker plant Electricity Water Hydrogen gas Propylene Perstorp Oxo AB Chemical intermediates Natural gas SO Energis kvällsföreläsning

25 Heat and Power Technology Dept of Energy and Environment Kracker TEORETISK VÄRMEBEHOV 0 MW Polyeten KOMBINERAD BESPARINGSPOTENTIAL = ca 122 MW DVS NÄSTAN 3*STÖRRE!! SO Energis kvällsföreläsning

26 Estimated PBP [yr] Heat and Power Technology Dept of Energy and Environment Några förslag på hur detta kan uppnås i praktik System By-product fuel redistribution from Perstorp to Cracker System 30 Steam demand at Pertorp is met Amount of heat recovery [MW] System 54 System 40 System Steam demand at Pertorp and INEOS is met Total fixed capital [MSEK] De olika tillgängliga värmesänkor och värmekällor begränsar vad som kan uppnås med rimlig lönsamhet SO Energis kvällsföreläsning

27 Heat and Power Technology Dept of Energy and Environment System 20 Perstorp Current LP steam demand: 25.7 MW HW1 (79/55 C) 20.7 MW E Borealis PE E Heat sources 22.8 MW Heat sinks E Borealis Cracker Total investering: 199 MSEK Total värmebesparing: 20.7 MW 20.7 MW E-1608 E-1845 Steam pipe Hot water pipe Hot water pump Återbetalningstid: ca 3.2 år Losses: 2.1 MW Nya VVX: 5 System 20 kan förberedas för ytterligare värmeåtervinning (extrakostnad 19 MSEK) SO Energis kvällsföreläsning

28 Heat and Power Technology Dept of Energy and Environment Total investering: 598 MSEK (199) Total värmebesparing: 50,8 MW (20.7) Återbetalningstid: ca 3.9 år (3.2) Nya VVX: 32 (5) System 50 HW1 (79/55 C) Current LP steam demand: 25.7 MW Potential 40.3 MW 81,77,57,15, 9x 72,50,31,2,13 demand: 40.3 MW 56 Condensor 49 Condensor 47 flash steam Condensor Perstorp 24 MW E E E Borealis PE Heat sources Heat sinks 16 Cooler 65 Rx1 Cooler Rx2 Cooler 24 Reb Potential heat sink for excess utility HW2 (97/75 C) 27.7 MW 2.2 MW INEOS Current LP steam demand: 2.5 MW 5.5 MW Fuel: 21 MW E MW Borealis Cracker Preheat demin E-1609 Losses: 2.5 MW Fuel pipe Steam pipe 4x Potential demand: 10.5 MW Reboiler HTC, Air to spray dryer, Air to two dryers 10.5 MW 26.8 MW E-1608 E-1845 E-1890 CT1701 cond E-1802 E-1606Y Hot water pipe Hot water pump Losses: 2.7 MW SO Energis kvällsföreläsning

29 Vad händer om vi tänka bredare? Klustrets roll i ett regionalt fjärrvärmenät Restvärme från klustret skulle kunna levereras till ett regionalt FV-nät som kopplar ihop alla nät i Västra Sverige och som sträckar sig från Varberg till Uddevalla Restvärme från kemiklustret i Stenungsund, oljeraffinaderier i Göteborg och Lysekil och massabruket i Värö levereras till nätet Detta utredas i ett pågående projekt som tittar på tekniker, energiflödena, investerings- och driftkostnader, LCA, beslutsmodeller, mm Miljöcertifiering av industriellt restvärme är ett stort stöttesten: är det GRÖNT, SVART eller VIT?

30 Heat and Power Technology Dept of Energy and Environment TACK! DAGS FÖR FRÅGOR SO Energis kvällsföreläsning