Processintegration i industrin utveckling och erfarenheter i Sverige och Internationellt Forskning och utveckling vid Linköpings universitet

Transkript

1 Processintegration i industrin utveckling och erfarenheter i Sverige och Internationellt Forskning och utveckling vid Linköpings universitet 1

2 Skapa en nod 2

3 Lägg till fler noder, ge dem namn och koppla noderna med varandra med flöden. 3

4 Lägg till funktioner till noderna, ex. Investeringskostnadsfunktion 4

5 Mejeriet Arla Foods Linköping 5

6 Upplägg Användbarhet - beslutsstöd Samverkan med andra metoder Utveckling Visioner 6

7 Användbarhet - beslutsstöd Förändringar i randvillkor effekter på investeringar i SKFs gjuteri Produktionsplanering koksverk vid SSAB Regional samverkan RESO Trade-off mellan att använda överskottsvärme internt eller externt Produktion av (absorbtions)kyla med hjälp av industriell överskottsvärme Förgasning av biomassa integrerad med massa- och pappersbruk behov av ekonomiska styrmedel Industriell symbios ekonomisk och klimatmässig utvärdering av samarbeten mellan industrier och samhälle 7

8 SKF Energikostnaden kunde minskas med ca 20%. Veckoproduktionen kunde öka med ca 25%. Effektbehovet kunde minskas Företaget kunde behålla sina hållugnar Thollander P., Mardan N., Karlsson K.,

9 Användbarhet - beslutsstöd Förändringar i randvillkor effekter på investeringar i SKFs gjuteri Produktionsplanering koksverk vid SSAB Regional samverkan RESO Trade-off mellan att använda överskottsvärme internt eller externt Produktion av (absorbtions)kyla med hjälp av industriell överskottsvärme - Förgasning av biomassa integrerad med massa- och pappersbruk behov av ekonomiska styrmedel Industriell symbios ekonomisk och klimatmässig utvärdering av samarbeten mellan industrier och samhälle 9

10 RESO, Studerad region Sandviken Sandvik Gävle Korsnäs Sweden StoraEnso Skutskär 40 km Värmebehov ca. 7 TWh/år 10

11 Exemplet RESO Karlsson M. et al

12 Resultat från RESO (30 scenarios som grund för analysen) Vinst för det integrerade systemet, för varje scenario, jämfört med befintliga separata system: MSEK/år Medel: 140 MSEK/år Fjärrvärmemarknad: GWh/år Medel: 430 GWh/år Elproduktion: GWh/år Medel: 1080 GWh/år Karlsson M. et al

13 (Lösning) Lägsta kostnad, jämfört med existerande system [GWh] Gävle Energy Sandviken Energy Älvkarleby Fjärrvärme Heat market Korsnäs Karskär Energy Sandvik StoraEnso Skutskär 13

14 MSEK/year RESO - vinstfördelning GEAB SEAB Sandvik KEAB Skutskär Scenario 5 Scenario 10 Scenario 14 Scenario 18 Scenario 21 Scenario 24 Scenario 25 Scenario 26 Scenario

15 Upplägg Användbarhet - beslutsstöd Samverkan med andra metoder Utveckling Visioner 15

16 Samarbeten med andra metoder remind - pinch: StoraEnso Skoghall remind - Exergi: StoraEnso Skoghall remind - discrete event simulation - Gjuterier 16

17 remind - pinch: StoraEnso Skoghall Förindunstning av avlopp med hjälp av överskottsvärme så att det bildas två fraktioner: Rent avloppsvatten En torr substans som kan förbrännas Bengtsson C., Karlsson M., Berntsson T., Söderström M.,

18 Investment opportunity [MSEK] remind - pinch: StoraEnso Skoghall ,0 (Scenario 4) 92,2 (Scenario 5) 86,5 (Scenario 3) 79,0 (Scenario 0) 78,1 (Scenario 1) 77,2 (Scenario 2) Steam demand decrease (0,4 MPa) [MW s ] Bengtsson C., Karlsson M., Berntsson T., Söderström M.,

19 Samarbeten med andra metoder remind - pinch: StoraEnso Skoghall remind - Exergi: StoraEnso Skoghall remind - discrete event simulation - Gjuterier 19

20 INTENS (INTegration of ENergy optimization and discrete event Simulation) Simulation tool Optimization tool Result Optimum Result Optimization tool Simulation tool Applicability? Optimum 20

21 Upplägg Användbarhet - beslutsstöd Samverkan med andra metoder Utveckling Visioner 21

22 Utveckling MIND föddes 1987 remind föddes 2000 Multiobjectives Predefined functions Function editor Senaste förändringar Förbättring av investeringskostnadsfunktionen Start- och stopp Utvecklingsplattform 22

23 Publikationer Totalt till 2010 (baserat (delvis) på modellering som använt MIND eller remind) Ca 60 vetenskapliga publikationer (journaler och konferenser) Ca 15 rapporter, examensarbeten mm 9 avhandlingar >3 licentiater 23

24 Upplägg Användbarhet - beslutsstöd Samverkan med andra metoder Utveckling Visioner 24

25 Visioner Stora system i samarbete skapa vinst och vinstdelning, fortsättning på RESO exemplet Beslutsfattande på olika modellnivåer (hissar) Nya metodkombinationer, ex. byggnadssimulering Gränssnittsförbättringar Koppla modellering till verkligheten i realtid Robusta lösningar skapa data för känslighetsanalyser 25

26 Thanks Tack 26

27 Användbarhet - beslutsstöd Förändringar i randvillkor effekter på investeringar i SKFs gjuteri Produktionsplanering koksverk vid SSAB Regional samverkan RESO Trade-off mellan att använda överskottsvärme internt eller externt Produktion av (absorbtions)kyla med hjälp av industriell överskottsvärme Förgasning av biomassa integrerad med massa- och pappersbruk behov av ekonomiska styrmedel Industriell symbios ekonomisk och klimatmässig utvärdering av samarbeten mellan industrier och samhälle 27

28 Industriell symbios Wolf A. och Karlsson M.,

29 När kostnaden minimeras vad blir utsläppen av CO 2? Model Biofuel Unlimited, tons CO 2 /year Biofuel Limited, Tons CO 2 /year Marginal Coal Marginal NGCC Average Grid Wolf A. och Karlsson M.,

30 När CO 2 -utsläpp minimeras (minskning jämfört med ekonomisk optimering) Model Biofuel Unlimited (%) Biofuel Limited (%) Marginal Coal 46 8 Marginal NGCC Average Grid Wolf A. och Karlsson M.,