Fjärrvärmens roll i energisystemet. Seminarium Fjärrvärmens roll i ett hållbart Södertälje och Nykvarn, 9 Oktober 2013 Kerstin Sernhed, Grontmij AB

Transkript

1 Fjärrvärmens roll i energisystemet Seminarium Fjärrvärmens roll i ett hållbart Södertälje och Nykvarn, 9 Oktober 2013 Kerstin Sernhed, Grontmij AB

2 Vad är fjärrvärme?

3 Fjärrvärmens fördelar i ett systemperspektiv? Bränsleflexibilitet Spillvärme Resurseffektivitet Rökgasrening Verkningsgrad Kraftvärme Sopor Löser andra branschers problem Skalfördelar

4 Kraftvärme När man gör el i en termisk arbetscykel går det inte att omvandla all termisk energi i arbete och därmed inte heller i elektrisk kraft. (Enligt termodynamikens andra huvudsats) Men om man kombinerar kraftproduktion och värmeproduktion kan man nyttiggöra restvärmen. En modern gaskombianläggning har en verkningsgrad på cirka 60 procent om den bara producerar el I en nyare kraftvärmeanläggning kan en total verkningsgrad på över 90 procent uppnås. Många svenska kraftvärmeverk eldas med naturgas, avfall eller biobränsle (spill från våra skogar). Av den energi som tillförs blir normalt procent elenergi och resten värme.

5 Kraftvärmen i energieffektiviseringsdirektivet (EED) I det nya energieffektiviseringsdirektivet (2012/27/EU) finns en tydlig ansats om att EU-länderna bör premiera kraftvärme. EED innehåller krav på att länderna ska: Genomföra heltäckande bedömningar av den nationella potentialen för högeffektiv kraftvärme, fjärrvärme och fjärrkyla Anta strategier för att uppmuntra till att identifierade potentialer för effektiva värme- och kylsystem beaktas Genomföra nationella kostnads-nyttoanalyser för att underlätta kartläggningen och genomförandet av de mest resurs- och kostnadseffektiva lösningarna för värme och kyla Ställa krav på att en kostnads-nyttoanalys genomförs inför nyinvesteringar i nya tekniska elproduktionsanläggningar med en total införd effekt över 20 MW

6 Industriell spillvärme Industriell spillvärme Primär tillräcklig temperatur för att kunna användas direkt i nätet Sekundär temperaturen måste höjas med hjälp av värmepump Den industriella spillvärme som används idag kommer till ca 90 % från följande industrikategorier: Massa- och papper Järn- och stål Kemiindustri Raffinaderier Källa: Cronholm, Saxe & Grönkvist, 2009: Spillvärme i industrier och lokaler

7 Spillvärme från lokaler Generellt är värmeöverskottet från lokaler att betrakta som sekundär spillvärme Värmen som kan tas tillvara kommer från avlopp, frånluft och olika kylprocesser För att utnyttja värmeöverskottet från lokaler krävs stor kreativitet och eventuellt nya former av systemintegration Skolor och kontor använder mest energi av olika lokalkategorier Tittar man på insatt energi per kvadratmeter, ligger dock idrottsanläggningar i topp Energianvändning per kvadratmeter för idrottsanläggningar ligger på 270 kwh/m2 jämfört med skolor 213 kwh/m2, vårdlokaler 218 kwh/m2 och kontor 195 kwh/m2. Källa: Cronholm, Saxe & Grönkvist, 2009: Spillvärme i industrier och lokaler

8 Kostnad för lokalt respektive centralt producerad värme Skillnad i produktionskostnad } Kostnadsfördel Produktionskostnad Distributionskostnad Produktionskostnad Lokal värmeproduktion Centraliserad värmeproduktion För att fjärrvärmekalkylen ska gå ihop måste kostnadsbesparingen i värmeproduktionen överstiga kostnaderna för distribution av värmen. Källa: Fredriksen & Werner, 1993

9 Fjärrvärmens infrastrukturella förutsättningar Fjärrvärmens infrastruktur kräver stora investeringar både när det gäller produktionsanläggningar och distributionsnät Fjärrvärmen är inte för alla: På grund av distributionsförluster är det inte kostnadseffektivt att transportera värmen hur långt som helst. Fjärrvärmen passar bättre för tätbebyggda områden med stort värmebehov än för glesbygd. Fler kunder i nätet innebär att fler är med och delar på de fasta kostnaderna. Ej ledningsbundna konkurrenter kan sälja sin produkt punktivis till kunder här och där och punktera marknaden för fjärrvärme Ur ett samhällsekonomiskt perspektiv är det fördelaktigt att använda den infrastruktur som redan finns nedlagd.

10 Fjärrvärmen är en lokal företeelse med lokala förutsättningar Foto: Gretar Ívarsson, geolog på Nesjavellir

11 Fjärrvärmens miljövärden Hur miljövänlig fjärrvärmen är beror på: Vilken typ av energikällor/bränslen som används för att framställa värmen - Används bränslen som är restprodukter och som inte kan användas till något annat? (T.ex. Avfall, returträ, biooljor, grenar och toppar, biomal) - Används energiflöden som annars hade gått till spillo? - Är den fossila andelen i bränslemixen liten eller stor? Hur effektiv produktionsanläggningen är Om anläggningen är utrustad med rökgasrening Hur stora distributionsförlusterna är

12 70 TWh Koldioxid Fuels Swedish, district heating CO 2 (kg/mwh) 350 Wood fuel Other Industrial surplus heat Waste Peat Heat pump Electrical boilers Coal Natural Gas Oil Årtal Källa: Svensk Fjärrvärme

13 Umeå en vinterdag på 1960-talet Bild från Umeå Energi

14 och på 2000-talet Bild från Umeå Energi

15 Miljövärden: andel fossilt i bränslemix Södertälje 2012: 2 %

16 Miljövärden koldioxidutsläpp (förbränning + transport) Växthusgasutsläpp Södertälje 2012: 51 g CO 2 ekv/kwh

17 Miljövärden resursanvändning Södertäljes primärenergifaktor för 2012: 0,21

18 Avslutande ord Fjärrvärme i sig är en ganska osynlig vara Hög leveranssäkerhet gör att man inte reflekterar särskilt mycket över energitillförseln Nedgrävd infrastruktur Produktionsanläggningarna ligger långt bort Det interna uppvärmningssättet göms ofta i interiören Miljövärdena måste kommuniceras! För att till fullo förstå fjärrvärmens miljövärden måste man har en viss systemförståelse. Fjärrvärmen behöver värmeunderlag/hög anslutningsgrad Fjärrvärmen behöver ambassadörer om den ska kunna vara en del i utvecklingen av ett hållbart samhälle

19 Tack! Kontaktuppgifter: Telefon:

20

21

22 Primärenergifaktor Fjärrvärmens miljövärden jämfört med andra uppvärmningssätt 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Direktverkande el Luftvärmepump Berg/jordvärmepump Fjärrvärme - bio Fjärrvärme - fossil Oljepanna Källa: Energimyndigheten, Koldioxidvärdering av energianvändning. Vad kan du göra för klimatet?

23 Resurseffektivitet, Primärenergifaktor Koldioxidekv energiomvandling [g CO2ekv/kWh] Koldioxidekv produktion och transport av bränslet [g CO2ekv/kWh] Andel fossilt Stenkol 1, EO1 1, EO2 1, EO3-5 1, Naturgas 1, Övrigt fossilt 1, Industriell spillvärme 0, Avfall 0, Avfalls- och restgas 0, Primära trädbränslen 1, Sekundära trädbränslen 0, RT-flis 0, Pellets, briketter och pulver 0, Bioolja 0, Tallbeckolja 0, Övriga biobränslen 1, Torv och torvbriketter 1, Värme från värmepump minus el till värmepump 0, El 1, ,39 Köpt hetvatten 1, Annat bränsle 1,