SÄSONGSLAGRING AV ÖVERSKOTTSVÄRME VID KVV FILBORNA, HELSINGBORG 2018-09-21 Claes Regander, projektledare 1
Öresundskraft och kraftvärmeverket vid Filborna Öresundskrafts fjärrvärmenät i Helsingborg (t.h.) Energiproduktion, sammanställning (nedan) Filbornaverket: Toppmodernt avfallseldat kraftvärmeverk, byggt 2013 & projektering: Sweco) (design 2
Projektidé Problem: Avfall måste eldas kontinuerligt, även sommartid då det inte finns något betydande behov av fjärrvärme. Spillvärme till luft (het rökgas). Lösning: Högtemperaturlagring av spillvärme i berggrunden nära verket. Värmeuttag under vintern för att kapa toppar i fjärrvärmenätet Nya problem: Hur ska det gå till?? 3
2017, inledande utredning Öresundskraft anlitar Sweco och Geostrata (Olle Andersson) Lokaliseringsutredning: Helsingborg, Ängelholm eller Kävlinge? Svar: Helsingborg Vilken anläggning? Svar: Filborna KVV Var på Filbornaområdet (stort område, ca 200 ha)? Svar: Rökille gipsdeponi 4
2017, inledande utredning Energilagring Spillvärmen som kan lagras ner varje sommar uppgår till ca 50 GWh. Lagret kan till en början laddas med effekten ca 15-20 MW. Energiuttag Beror på verkningsgraden, troligt krav minst 70% om investeringen ska bli lönsam. Uppskattad lagerstorlek (alt 2) 100 m Systemalternativ 1. Hög inlagringstemp 97 (105) C. Uttag ner till 85 C, direktväxling mot fjv-nät utan värmepump. 2. Hög inlagringstemp 97 (105) C. Uttag ner till 47 C, både direkt och med värmepump. 3. Inlagringstemp 72 C, uttag enbart med värmepump. Volym: ca 1 300 000 m 3 Borrhål: ca 1 400 1 500 st CC-avst: ca 3 meter Slutsats: Ny teknik behöver utvecklas och testas 5
Ny projektgrupp GEOSTRATA HB Dr. Olof Andersson Underkonsult till Sweco Prof. Göran Hellström 6
Finansieringsstöd - ansökan till Energimyndigheten Hösten 2017: Sweco identifierar en lämplig utlysning avseende ekonomiskt stöd för forskning och utveckling vid Energimyndigheten (TERMO). Vintern 2017/2018 Öresundskraft ger Sweco i uppdrag att upprätta en ansökan inklusive projektplan, samt att koordinera samtalen med Malmberg och LKAB Wassara. Ansökan lämnas in den 17/1 2018. Våren 2018 Energimyndigheten godkänner ansökan i mars 2018. Total budget ca 2 860 000 kr, varav ca 910 000 kr i stöd från Energimyndigheten (32%). Projektstart april 2018. Projektredovisning i feb/mars 2019. 7
Projektplan Arbetsblock 1: Geologiska, hydrogeologiska och termiska fältundersökningar Aktiviteter Undersökningsborrningar med geodokumentaion Kapacitetstester, filmning, geofysisk loggning, TRT Utvärdering geohydrologi och termiska egenskaper Rapport: Resultat u-borrning med tester 2: Simuleringsmodell Utveckling/revidering av termisk simuleringsmodell 3: Lagerisolering, FoU 4: Borrhålsvärmeväxlare 5: Borrteknik 6: Genomförbarhetsanalys FoU 1: Alternativa material lagerisolering. FoU 2: Beräkningsmodell för lagerisolering Rapport 1: Alternativa isoleringsmaterial. Rapport 2: Beräkningsmodell lagerisolering Framtagande/installation/testning av prototyper för borrhålsvärmeväxling Termiska responstester ny värmeväxlare Rapport: Resultat tester nya borrhålsvärmeväxlare Testbrunnar med casing till fullt håldjup och bottentätning Installation av bottenpluggar, täthetstester Design, dimensionering och simulering av fullskaleanläggning Teknisk och ekonomisk analys fullskaleanläggning Miljökonsekvensbeskrivning fullskaleanläggning Rapport: Genomförbarhetsanalys 7: Projektledning och kunskapsspridning Projektledning Deltagande i workshops, konferenser, etc. 8
Testområdet 2 st undersökningborrningar 120 m, 139,7/115 mm (HP) Kollektor 40 mm slät, enkellindad (HP) Grouting, Muovitherm (HP) Kaxundersökning (Sweco) Undersökningar före kollektorinstallation Kap-test (HP) Filmning (HP) Borrhålsgeofysik (LTH) Undersökningar efter kollektorinstallation TRT (fält-hp, utvärdering-sweco) 9
Utförda undersökningar - provborrningar Djup (m u my) Geologi (borrarens fältbedömning) UB 1 Konduktivitet (µs/cm) 400 500 600 700 800 Flöde (l/min) 0 100 200 300 400 500 Djup (m u my) Geologi (borrarens fältbedömning) UB 2 Konduktivitet (µs/cm) 400 500 600 700 800 Flöde (l/min) 0 100 200 300 400 500 0 0-1,5 Fyllning 0 0-1 Fyllning 10 1,5-15 m: Gips 10 1-17 m: Gips 20 30 15,5-18 m: Lerig grusig morän 18-20 m: Sandig morän 20-21 m: Sandig lerig morän 21-22 m: Sandsten, lös uppsprucken 22-32 m: Sandsten, lös 20 30 17-18 m: Sandig morän 18-21 m: Lerig grusig sandig morän 21-22 m: Sand, silt 22-23 m: Sandsten, lös uppsprucken 23-28 m: Sandsten, lös 28-30 m: Sandsten, fastare 30-33 m: Sandsten, fast 32-36 m: Sandsten, fast 40 36-40,5 m: Sandsten 40 33-55,5 m: Sandsten/skiffer 40,5-51 m: Sandsten/skiffer 50 51 m: Kolflöts 50 55,5 m: Kolflöts 60 60 55,5-78,5 m: Sandsten/skiffer 70 70 80 80 78,5 m: Kolflöts 51-120 m: Sandsten/skiffer 90 90 100 100 78,5-120 m: Sandsten/skiffer 110 110 120 120 10
Utförda undersökningar - kapacitetstester Öresundskraft Provpumpning i Helsingborg 0 0.5 Avsänkningförlopp i bergborrad brunn UB1 Utförd av: SESAOS Granskad av: SECREG Projektnummer: 13000247 Datum: 20180605 UB1 diver 1 1.5 Avsänkning (m) 2 2.5 3 3.5 4 4.5 1 10 100 1000 Tid (min) 11
Utförda undersökningar - filmning 12
Utförda undersökningar - borrhålsgeofysiska mätningar Tre sonder: 3-armad caliper med naturlig gamma. Fluid Temperature & Conductivity Dual Focused Induction sond 13
Utförda undersökningar - termiska responstester 25 Medeltemperatur ( o C) 20 15 UB 2 Termisk konduktivitet: 3,3 W/m*K (Sweco, linjekälla) 10 0 40 80 120 Tid (timmar) 14
Pågående och kommande arbeten Fältarbeten arbetspaket 1 klara, utvärdering pågår, rapport klar inom kort. Preliminära resultat: Troligen begränsat grundvattenmagasin pga närbelägna förkastningar Tämligen lågt grundvattenflöde utom i översta delen (till ca 33 m u my) Högt värmeledningstal (över 3 W/m, K) Inga förkastningar inom provområdet Fältarbeten inom arbetspaket 3 o 4 startar inom några veckor. LKAB Wassara borrar. Gängade foderrör till fullt djup 120 m. Malmberg bygger 2 st prototyper av borrhålsvärmeväxlare (centrumrör och huv), samt bygger bottenpluggar. Neo Energy (Göran Hellström) utför TRT 15
Huvudprojektet, tidplan 16
Tack för er uppmärksamhet! Claes Regander