Industriellspillvärme

Transkript

1 Affärerien effektivareenergiframtid: Industriellspillvärme Matteo Morandin, PhD (VoM) Institutionen för Energi och Miljö Workshop inom samarbetet med Göteborg Energi CHALMERS, Göteborg - 6 nov nov 2012 Matteo Morandin

2 Vad är spillvärme? Råvaror Bränsle utsläpp Spillvärme: Värme som produceras i en industriell process och inte kan återanvändas på grund av tekniska och praktiska skäl Produkter (t.ex. kemikalier, material, bränsle) avlopp Spillvärme 2

3 Jämförelse med kraft(värme)verk Kraftverk Kraftvärmeverk Bränsle El Bränsle mindre El 50 C 100 C Bortkyld värme fjärrvärme - En del värme produceras alltid av termodynamiska skäl (minimum spillvärme) elverkningsgrad begränsad - Värdefull värme kan produceras högre totalverkningsgrad 3

4 kan vi hantera på samma sätt? Bränsle utsläpp Spillvärmeåtervinning är ettsättattöka resurshushållningen Regionalt perspektiv! avlopp Produkter Spillvärme - Fjärrvärme - Elektricitet - Biomassa torkning -(Andra möjligheter?) 4

5 Metodologi för jämförelse En metodologi behövs för att beräkna hur mycket spillvärmeåtervinning som är resurseffektivt jämfört med vanliga energianläggningar Mål: attuppskattaden MINIMALA ÖVERSKOTTSVÄRMEN från INDUSTRIELLA PROCESSER T [ C] T [ C] VVX Minimalt bränsle behov Q [kw] Minimal överskottsvärme 5

6 Metodologi för jämförelse T [ C] Förmerän2 strömmaranvändspinch Analys T [ C] Minimalt bränsle behov VVX Kalla strömmar Q [kw] Minimal överskottsvärme en MINIMAL mängd BRÄNSLE behövs för produkttillverkning MINIMAL mängd överskottsvärme från processer kan beräknas (hur mycket och vid vilken temperatur beror på processerna och tekniken!) 6

7 Lönsam värmeåtervinning T [ C] Minimalt bränsle Extra bränsle Lönsamhet: avvägning mellan kostnad för VVX och bränslepriser Minimal överskottsvärme VVX Extra spillvärme jämfört med teoretisk effektivitet:. mindre investering. mindre värmeåtervinning Extra bränsle Extra spillvärmeoch mer värdefull (högre temperatur) Total spillvärme innehåller utsläpp från extra bränsle 7

8 Exempel1:Stenungsunds kluster Extra bränsle [MW]: 130 Min överskottsvärme [MW]: 464 Aktuell spillvärme [MW]: 574 8

9 Exempel2:Preem Lysekil Extra bränsle behov [MW]: 165 Min överskottsvärme [MW]: 370 Aktuell spillvärme [MW]: 510 9

10 Hur ska spillvärme användas? Det beror på temperaturnivån! Fjärrvärme Bara en del av spillvärmen kan återanvändas till fjärrvärme t.ex. I Stenungsunds kluster max fjärrvärme: ~ 230 MW! (jämfört tot spillvärme 574MW) Stor mängd värme och resurseffektivt! 10

11 Hur ska spillvärme användas? Det beror på temperaturnivån! Fjärrvärme Hinder:. Kulvertkostnad. Finns redan mycket spillvärme i nätet, speciellt i Göteborg. Avfallförbränning till el och fjärrvärme är också en resurseffektiv möjlighet. Biomassapanna eller kraftvärmeverk är förnybart Förnybart betyder inte att det är resurseffektivt biomassa kan användas också för att göra kemikalier och spillvärme genereras från grönkemi 11

12 Hur ska spillvärme användas? Det beror på temperaturnivån! Elproduktion med ORC OrganicRankine Cyclebehöver lägre temperatur än för en ångcykel Stor potential för ren el! Kombinerad med värmepumpar man kan göra energilagring Hinder: - Små enheter - Inte en mogen teknologi (dyr) - Behöver eller vill ett företag tillverka el? 12

13 Hur ska spillvärme användas? Det beror på temperaturnivån! Absorptionskyla. Vatten litiumbromid. Ammoniak vatten Man undviker el för kompressordrivna kylsystem stora processindustrier behöver nästan alltid kylning kylning Hinder: - Vatten kan kylas max till 1-2 C - Ammoniaktekniken finns i mindre skala 13

14 Hur ska spillvärme användas? Det beror på temperaturnivån! Biomassa torkning. Lågtemperaturtorkning behöver hetvatten runt C Bra när biomassa ska användas i processen Hinder: - Logistik - Stor anläggning 14

15 Hur ska spillvärme användas? Höja temperaturen? Extra värmning Värmepumpar mer bränsle El 15

16 Spillvärme en affärsmöjlighet? - I ett regionalt perspektiv: ju större system desto mer integrationsmöjligheter mellan fjärrvärme och elproduktion resurseffektivare energiframtid Men också återkopplingseffekter: - Elpriser påverkar kraftvärmeverkens lönsamhet högre priser för el, lägre priser för fjärrvärme (ind. spillvärme mindre lönsam?) - Låga skatter på emissioner för stora processindustrier bidrar till att spillvärme inte återvinns - Priser på fjärrvärme kan påverkas mycket om en stor mängd billig spillvärme användas - Mer biomassa till processerna (t.ex. förgasning till kemikalier, bränsle, el) mindre biomassa för fjärrvärme och/eller till högre priser 16

17 Tack! 17