FÖRSTUDIERAPPORT 1 (21) Upprättad av (namn/enhet) Upprättad datum Ändrad datum Per Johnsson/SNB 2010-06-04 2010-06-24 Uppdragsgivare (namn/enhet) Emma Jacobsson, Christina Nilsson/OB Dokument id D1051158, AO768170 Förstudierapport
FÖRSTUDIERAPPORT 2 (21) 1. Bakgrund/behov... 3 2. Organisation förstudie... 3 3. Förutsättningar förstudie... 3 4. Effektmål... 4 5. Produkten... 4 5.1 Förprojektering rågas- och gasledning... 4 5.1.1 Ledningsdragning... 4 5.1.2 Dimensionering... 5 5.1.3 Kostnad... 8 5.2 Förprojektering uppgradering... 9 5.2.1 Teknikval... 9 5.2.2 Lokalisering... 16 6. Tider... 17 7. Kostnader... 18 8. Kvalitet... 18 9. Personella resurser och organisatorisk placering... 19 10. Intressenter... 19 11. Risker... 19 12. Upphandling... 20 13. Miljö... 20 14. Säkerhet... 21 15. Bilagor... 21
FÖRSTUDIERAPPORT 3 (21) 1. Bakgrund/behov Göteborg Energi kontaktade LRF Halland under våren 2008 med anledning av potentiell biogasproduktion i området runt Varberg. Biogaspotential i området Tvååker utanför Varberg har tidigare inventerats av LRF Konsult till ca 15 GWh enbart från gödsel. Under våren 2009 bildades en projektgrupp för att utreda förutsättningar för biogasproduktion i området Tvååker. grupp består av projektägare Region Halland, LRF Konsult deltar som sakkunniga, lantbrukare från området samt Göteborg Energi och Varberg Energi som deltar i syfte att öka sin tillgång på biogas. LRF Konsult har inom projektet tagit in en intresseanmälan från lantbrukare i området vilket visade ett positivt intresse motsvarande ungefär 14 GWh från gödsel men bedömer att det finns en total potential på ca 18-20 GWh. Göteborg Energi (GE) och Varberg Energi (VE) har beslutat att genomföra en gemensam förprojektering av rågasledningar, uppgraderingsanläggning samt anslutning till Varberg Energis 4-barsnät. Denna rapport beskriver resultat från detta åtagande. 2. Organisation förstudie Namn Roll/Funktion Avdelning/Enhet E-post eller telefon Emma Jacobsson Uppdragslämnare 100519 OB 0707-62 73 12 Christina Nilsson Uppdragslämnare 100519 OB 0707-62 61 37 Per Johnsson Kaj Rydberg ledare Förprojektering uppgradering Processingenjör Gas Förprojektering Rågasnät SNB Varberg Energi 0767-62 05 49 0706-96 18 60 Ulf Johansson Bollplank Rågasnät SDN 0704-62 81 43 Lennart Hjalmarsson Bollplank Dimen. Rågasnät SNB 0708-33 98 18 Rolf Eklund Bollplank D&U Uppgradering SNB 0707-62 66 34 Jan Karlsson Bollplank D&U Uppgradering SNB 0704-97 51 58 3. Förutsättningar förstudie Förprojektering utgår från underlag från LRF Konsults intresseanmälan, se bilaga A. Eftersom potential i område bedöms till ca 50 % högre gasmängd, överdimensioneras rågasnät och uppgradering med 50 %. Det ger möjligheten att i efterhand ansluta andra lantbruk till rågasnät och att ta in andra produkter för rötning. Förprojektering av rågasledning ska genomföras i första hand med avseende på enskild rötning vid respektive lantbruk men även ske med åtanke på 4 st. gemensamma rötkammare.
FÖRSTUDIERAPPORT 4 (21) Syftet med förstudien är att ta fram kostnad för genomförande. Den ska ligga till grund för en lönsamhetsbedömning som genomförs av uppdragslämnaren. Även lämplig plats för lokalisering av uppgradering ska identifieras under förstudie. Uppstartsmöte med uppdragslämnare genomfördes den 13 januari. Fördelning av arbetsuppgifter mellan GE och VE klarställdes vid ett möte i Varberg den 14 januari. Avslut av förstudien beräknas till maj månad. Arbetsuppgifter fördelades enligt följande: VE ansvarar för att undersöka ägandeförhållande för mark för tänkt lokalisering av uppgraderingsanläggning, förprojektering av rågasledningar och gasledning till 4-barsnät. Dessutom ska VE ta fram kostnad för ledningar och även rörkostnad kr/m för aktuella dimensioner samt kostnad för anslutning mot 80-barsnätet. GE ansvarar för dimensionering av ledningar, förprojektering av uppgraderingsanläggning och ta fram kostnad för uppgradering. 4. Effektmål Förstudie stödjer Göteborg Energis strategiska mål att öka sin tillgång av biogas för att på sikt kunna fasa ut användning av fossil naturgas. 5. Produkten 5.1 Förprojektering rågas- och gasledning 5.1.1 Ledningsdragning VE har med sin lokalkännedom tagit fram ett förslag på ledningsdragning av rågasledningar från respektive lantbruk till gemensam uppgradering samt från uppgradering till anslutningspunkt mot 4-barsnät, se bilaga B. Strävan har varit att i möjligaste mån följa vägar och andra naturliga avgränsningar för att inte påverka befintliga dräneringssystem av åkermark. Ledningsdragning är även anpassad för av LRF Konsult föreslagen lokalisering av 4 st. samrötningar, för tillfället är endast samrötning Biogas Tjärby aktuell. Lantbruk 4, 6a och 6b ansågs inte vara ekonomiskt lönsamma att ansluta till rågasnät pga. av sin enskilda lokalisering. Dessutom bedöms avstånd vara för långa för pumpning av gödsel. Dessa lantbruk måste transporteras sin gödsel till närmaste samrötning.
FÖRSTUDIERAPPORT 5 (21) 5.1.2 Dimensionering Dimensionering av ledningar har genomförts med följande förutsättningar: Kommentar Överdimensioneringsfaktor 1,5 Antal timmar per år 8760 Plastledning PE80 SDR 11 PN10 Dimension <110 Plastledning PE100 SDR 17,6 PN10 Dimension 110 Volymförhållande uppgrad biogas/rågas 0,65 Max tillåten flödeshastighet [m/s] 20 Trycknivå vid lantbruk alt. 1 [mbarg] 100 Trycknivå vid lantbruk alt. 2 [mbarg] 400 Trycknivå vid lantbruk alt. 3 [mbarg] 1000 Daggpunkt rågas från lantbruk [ C] 0 Max rågasflöde till uppgradering [Nm 3 /h] 400 Min sugtryck kompressor uppgradering [mbarg] 25 Trycknivå 4-barsnät [barg] 2,0 Dessa förutsättningar ställer krav på den utrustning som måste finnas på varje lantbruk. 5.1.2.1 Utrustning vid lantbruk För att säkerställa att rågas av rätt kvalitet levereras till nät bör lämpligt utrustningspaket vid lantbruk tas fram av nätägare. Denna förstudie innefattar inte detaljspecificering och framtagande av kostnader för utrustning vid lantbruk utan bara en första bedömning av omfattning. En trycknivå vid lantbruk på upp till 400 mbarg kan uppnås med en sidokanalfläkt medan en trycknivå på 1000 mbarg kräver en klokompressor vid flöden under 300 Nm 3 /h. En blåsmaskin kräver ett högre flöde från respektive lantbruk. En daggpunkt på rågas från lantbruk på 0 C kräver en utrustning för kyltorkning. Kyltorkar kyls med vatten i ett slutet system och en luftkylare som drivs med elektriskt energi. På grund av frysrisk behövs två linjer, en som är i drift och en som avfrostas. Alternativet till kyltork är en absorptionstork som klarar en sänkning av daggpunkt under 0 C utan risk för igenfrysning. Daggpunkt väljs låg för att undvika fuktutfällning i nät, vilket kan orsaka igenpluggning av ledningar. Dessutom krävs förutom rötkammare följande utrustning vid respektive lantbruk: Fackla Backventil Flödesmätare Utrustning för gasanalys Fackla behövs vid spänningsbortfall, otillgänglig utrustning för tryckhöjning och otillgänglig uppgradering. Den dimensioneras för att kunna fackla hela den egna produktionen.
FÖRSTUDIERAPPORT 6 (21) Backventil behövs för att förhindra bakåtströmning från nät till lantbruk, en sidokanalfläkt är normalt utrustad med en backventil. Flödesmätare och utrustning för gasanalys behövs för debitering av levererad rågas till nät men även för tillgodoräknade av gas som facklas vid otillgänglig uppgradering. 5.1.2.2 Ledningsalternativ Dimensionering har genomförts för 6 st. alternativ, tre olika trycknivåer vid lantbruk samt för enskild rötning respektive samrötning. Alternativ benämns enligt tabell nedan: Nr. Benämning Trycknivå Rötning [mbarg] 1 Enskild rötning alternativ 1 100 Enskild 2 Enskild rötning alternativ 2 400 Enskild 3 Enskild rötning alternativ 3 1000 Enskild 4 Samrötning alternativ 1 100 Samrötning 5 Samrötning alternativ 2 400 Samrötning 6 Samrötning alternativ 3 1000 Samrötning När det gäller anläggningar för samrötning så har följande fördelning av lantbruk antagits: Lantbruk Nummer Namn Biogas Tjärby Samrötning 1 2, 6a, 6b, 13, 15, 18 Samrötning 2 8, 12, 17, 19 Samrötning 3 3, 4, 5, 7, 9, 10, 11, 14, 16 Samrötning 4 För ledningar används coatade plastledningar för gas. Strävan har varit att använda ledningsdimensioner enligt VEs standard och om möjligt använda dimensioner som finns på rulle för att förenkla förläggning med t ex plöjning. Det är viktigt att ledningar är coatade vid plöjning eftersom kringliggande material är okänt och kan verka slitande på ledning. Standarddimensioner är D y =, 90,125 mm varav ledningar 90 mm finns på rulle. Ett avsteg har gjorts för trycknivå 100 mbarg vid lantbruk eftersom standarddimensioner inte är tillräckliga och skapar för höga flödeshastigheter och tryckfall.
FÖRSTUDIERAPPORT 7 (21) 5.1.2.3 Resultat Ledningsdimensioner för alternativa nät presenteras i bilaga C och en sammanställning av valda dimensioner, längder och volymer visas i tabell nedan: Weho Gas PEH Gasrör Nom. ytter Ø [mm] Nom. tjkl. [mm] Nr. 1 Total längd [m] Nr. 2 Total längd [m] Nr. 3 Total längd [m] Nr. 4 Total längd [m] Nr. 5 Total längd [m] Nr. 6 Total längd [m] Media SDR Rågas PE80 11 5,7 7 700 10 000 16 000 0 3 400 3 900 Rågas 11 75 6,8 0 0 0 0 0 0 Rågas 11 90 8,2 2 300 6 000 7 550 3 400 500 9 950 Rågas PE100 17,6 110 6,3 6 000 0 0 500 0 0 Rågas 17,6 125 7,1 0 10 100 2 550 0 12 500 2 550 Rågas 17,6 140 8,0 0 0 0 2 400 0 0 Rågas 17,6 160 9,1 7 550 0 0 7 550 0 0 Rågas 17,6 180 10,2 2 500 0 0 0 0 0 Rågas 17,6 200 11,4 50 0 0 2 550 0 0 Rågas 17,6 225 12,8 0 0 0 0 0 0 Uppgr. Gas PE100 17,6 125 7,1 7 700 7 700 7 700 7 700 7 700 7 700 Total rörlängd [km] 33,8 33,8 33,8 24,1 24,1 24,1 Total rörvolym rågasnät [m 3 ] 241 144 90 229 130 78 5.1.2.4 Kommentarer En tillgänglig trycknivå på 100 mbarg vid lantbruk (alt. 1 & 4) ger stora ledningsdimensioner och relativt låga flödeshastigheter (<5 m/s) i rågasnät för att få en tillräcklig trycknivå in till uppgradering. Dessutom är det tveksamt om trycknivå är tillräcklig för att t ex blåsa ut ansamlingar av vatten i ledningar med hjälp av sifoner. En rimligare tillgänglig trycknivå är 400 mbarg vid lantbruk (alt. 2 & 5). Trycknivån kan uppnås med samma tryckhöjande utrustning (sidokanalfläkt) vid lantbruk och klarar standarddimensioner och godtagbara flödeshastigheter (<12 m/s) i rågasnät för att få en tillräcklig trycknivå in till uppgradering. Dessutom finns en trycknivå på ca 200 mbarg tillgänglig i en större del av nätet för att blåsa ut ansamlingar av vatten. Med en tillgänglig trycknivå på 1000 mbarg vid lantbruk (alt. 3 & 6) kan dimensioner som finns tillgängliga på rulle användas till större delen av rågasnätet. Dessutom blir flödeshastighet något lägre (<11 m/s) för att få en tillräcklig trycknivå in till uppgradering. Tillgänglig trycknivå för att blåsa ut ansamlingar av vatten är något reducerat, främst beroende på att nät är mer dimensioneringsmässigt optimerat. En nackdel med en tillgänglig trycknivå på 1000 barg vid lantbruk är högre investerings- och driftskostnad för tryckhöjande utrustning (klokompressor) vid lantbruk. Några lantbruk (8, 12, 17 och 19) samt samrötning 3 klarar sig dock med en sidokanalfläkt.
FÖRSTUDIERAPPORT 8 (21) 5.1.3 Kostnad VE har genomfört en kostnadsberäkning för utförande av rågasledningar från lantbruk till uppgradering och gasledning från uppgradering till anslutningspunkt på 4-barsnät. Beräkning inkluderar kostnad för rörmaterial, skarvar, svetsning, schakt, tryckning, sprängning och varningsnät med söktråd. Ingen extra kostnad för lutning av ledningar är medräknade. Schaktkostnad är baserat på beräknade kostnader för projekt Brålanda gällande schakt i jordbruksmark. 5.1.3.1 Resultat Den fullständiga kostnadsberäkningen återfinns i dokument Kostnadsberäkning ledningar.xls. I tabell nedan presenteras total kostnad och kostnad per meter för alternativa nät. Nr. Benämning Total kostnad [kkr] Kostnad per meter [kr/m] 1 Enskild rötning alternativ 1, 100 mbar 18 060 534 2 Enskild rötning alternativ 2, 400 mbar 16 139 477 3 Enskild rötning alternativ 3, 1000 mbar 15 213 450 4 Samrötning alternativ 1, 100 mbar 14 185 589 5 Samrötning alternativ 2, 400 mbar 12 547 521 6 Samrötning alternativ 3, 1000 mbar 11 464 476 5.1.3.2 Kommentarer Behov av större ledningsdimensioner i rågasledningar vid tillgänglig trycknivå på 100 mbar vid lantbruk ger en hög total kostnad för alternativ 1. Med tanke på tidigare resonemang om befarade problem att blåsa ut vatten ansamlingar i ledningar så är denna trycknivå inte rimlig. Skillnaden mellan alternativ 2 och 3 är inte så markant. Alternativ 3 ger större tryckmarginaler och ett driftsäkrare nät men till en extra kostnad på ca 6 %. Innan trycknivå väljs bör en jämförelse genomföras mellan extra kostnad för nät vid alternativ 2 kontra extra investerings- och driftskostnad vid lantbruk för alternativ 3. Samrötning ger som väntat lägre kostnader för nät men genererar extra kostnader för pumpning eller transport av gödsel samt för hygienisering. Jordbruksverket ska godkänna alla anläggningar som ska röta naturgödsel och kan kräva hygienisering när flera gårdar väljer att samröta gödsel i en gemensam anläggning. Vid hygienisering värms gödsel till 70 C i 60 minuter för att minska riskerna för smittspridning mellan lantbruken. I nuläget är endast samrötning aktuellt vid Biogas Tjärby. En generell kommentar är att kostnad för rörläggning, framförallt schaktkostnad som baseras på projekt Brålanda bedöms vara lågt räknat.
FÖRSTUDIERAPPORT 9 (21) 5.2 Förprojektering uppgradering Syfte med uppgradering är att höja metanhalten i biogasen genom att avlägsna koldioxid, vatten och svavelföreningar. Det finns ett flertal tekniker tillgängliga på marknaden, i denna förstudie jämförs den i Sverige vanligaste tekniken absorption med vatten och den teknik som Göteborg Energi har mest erfarenhet av nämligen kemisk absorption. 5.2.1 Teknikval 5.2.1.1 Absorption med vatten Tekniken benämns i dagligt tal för vattenskrubber och bygger på att koldioxid absorberas mycket bättre än metan i vatten. Rågasen komprimeras och förs in i ett absorptionstorn fyllt med fyllkroppar och möter en vattenström. Utgående gas är i stort sett renat från koldioxid och leds till en adsorptionstork för att avlägsna vatten. Vattenströmmen leds till en avgasningstank där trycket sänks och en del gas med relativt hög metanhalt avgår. Gasen leds tillbaka till absorption för återvinning av metan. Principschema Vattenskrubber, Källa: Uppgradering av Biogas till fordonskvalitet, Biogas Syd Prestanda och kostnader för vattenskrubbertekniken kommer från Malmberg Water AB. Dels från Teknisk beskrivning av anbud för uppgraderingsanläggning i Falköping men även från direkt kommunikation med Rune Simonsson, ansvarig för försäljning i Sverige inom affärsområde biogas. För en uppgraderingsanläggning för max. 400 Nm 3 /h rågas gäller att minsta tillåtet inkommande rågasflöde är 200 Nm 3 /h och minsta tillåtet sugtryck för kompressor är 20 mbarg. Rågasen komprimeras till 7,5 barg och utgående tryck från uppgradering är ca 7 barg. Uppgradering kan hantera varierande tryck och det är tveksamt om en gasklocka behövs eftersom gasnät fungerar som en gasklocka. Om en gasklocka anskaffas ska den dimensioneras för 2-3 starter per timme vid min. kapacitet vilket motsvarar 1/3 av min. flödet dvs. ca 70 Nm 3.
FÖRSTUDIERAPPORT 10 (21) Metanhalt på uppgraderad biogas är mellan 96-98% och uppgraderingens metanslip är 1 %. Uppgradering har en elförbrukning på ca 0,26-0,28 kwh/nm 3 rågas, en vattenförbrukning på ca 4 m 3 /h och en servicekostnad på 300 000 kr/år. Kostnad för en komplett uppgradering med odörisering, gasanalysutrustning och propanspetsning är ca 14 miljoner kronor. Den levereras som en delvis driftsatt enhet och ställs upp på en platta på mark, ytbehov är 8x15 m och vikt ungefär 40 ton. Gas, kraft och vatten ansluts och driftsättning slutförs. 5.2.1.2 Kemisk absorption Tekniken är en lågtrycksuppgradering som inte kräver någon extra komprimering av rågas. Gasen förs in i ett absorptionstorn fyllt med fyllkroppar och möter en ström av kemikalielösning som reagerar kemiskt med koldioxid. Utgående biogas är renat från koldioxid och leds till en tork. Koldioxidmättad kemikalielösning leds till ett strippertorn där koldioxid desorberas ur vätskan genom upphettning. Det finns ett flertal kemikalier tillgängliga för avskiljning av koldioxid, vanligast är olika typer av etylaminer. Prestanda och kostnader för kemisk absorption kommer från Läckeby Water Group. Underlag är sammanställt dels från Processbeskrivning LP-COOAB teknologi, drifterfarenheter från Gasendal, offert till Sävsjö men även från direkt kommunikation med Lars-Evert Karlsson, säljansvarig. Principschema LP COOAB, Källa: Processbeskrivning Läckeby Water För en uppgraderingsanläggning för max. 400 Nm 3 /h rågas rekommenderas ett minsta inkommande rågasflöde på 100 Nm 3 /h men anläggning klarar 0-400 Nm 3 /h med by-pass vid kompressor vilken ger en sämre driftekonomi. Ingående trycknivå kan vara mellan 25-300 mbarg. Utgående tryck anpassas med kompressor mot trycknivå i nät.
FÖRSTUDIERAPPORT 11 (21) Uppgradering är inte känslig mot tryck- och flödesfluktationer och det är tveksamt om en gasklocka behövs eftersom gasnät fungerar som en gasklocka. Dessutom krävs tryckreducering till max 50 mbarg om gasklocka ska användas. Metanhalt på uppgraderad biogas är 99 % och uppgraderingens metanslip är 0,1 %. Uppgradering har en elförbrukning på ca 0,13 kwh/nm 3 rågas, en värmeförbrukning på ca 0,65 kwh/nm 3 rågas, en vattenförbrukning på ca 280 m 3 /år, en köpt servicekostnad på ca 230 000 kr/år och ca 200 h eget arbete för service, underhåll och drift. Om trycknivå i 4-barsnät sänks till 2 barg räcker trycknivå 3 barg ut från uppgradering vilket sänker elförbrukning till ca 0,10 kwh/nm 3 rågas. Följande kostnadsalternativ finns för en komplett uppgradering inkl. panna, odörisering, gasanalysutrustning och propanspetsning. En linje för 400 Nm 3 /h rågas med full redundans på maskiner och garanterad tillgänglighet på 98 %: ca 15 miljoner kronor En linje för 400 Nm 3 /h rågas utan full redundans på maskiner med garanterad tillgänglighet på 95 %: ca 12 miljoner kronor En linje för 200 Nm 3 /h rågas med full redundans på maskiner och garanterad tillgänglighet på 98 %: ca 12 miljoner kronor Anläggning ställs upp på platta 10x10 m och vikt är ungefär 30 ton. 5.2.1.3 Övrig utrustning Förutom uppgradering behövs ev. även gasklocka, fackla och propantank vid anläggning. Båda leverantörerna anser att en gasklocka inte är nödvändig eftersom rågasnät fungerar som en gasklocka. Enligt sammanställning på sidan 7 har alternativ 6 (samrötning alternativ 3) minst total rörvolym på 78 m 3. Även med en låg trycknivå motsvarar detta föreslagen volym för gasklocka på 70 Nm 3. Dessutom är det ett stort antal lantbruk som levererar sin rågas till uppgraderingen och ett frånfall från ett flertal lantbruk samtidigt är osannolikt. Slutsatsen är att en gasklocka inte behövs vid uppgradering. Om en gasklocka ändå blir aktuell så kostar en dubbelmembran gasklocka av textil på 200 m 3 från Tecon ca 25-35 000. Tillkommer även kostnad för en plan platta på mark. En fackla placeras normalt vid produktionsställe av gas. Eftersom respektive lantbruk ändå behöver en fackla som kan förbränna den egna produktionen behövs ingen permanent fackla vid uppgraderingen. Vid driftstopp på
FÖRSTUDIERAPPORT 12 (21) uppgradering kan lantbruk inte leverera till rågasnät och gasen måste facklas vid lantbruk. Lantbruk bör kompenseras för den gas som facklas vid problem uppgradering vilket regleras med avtal. Slutsatsen är att en permanent fackla inte behövs vid uppgradering. Däremot är det lämpligt med en mindre mobil fackla för underhållsarbeten som innebär tömning av gasledningar. Detta för att minimera utsläpp av metan till atmosfär. Eftersom uppgraderad biogas till stor del består av ren metan uppnås ett undre värme på ca 10 kwh/nm 3. Dagens naturgas i Swedegas högtrycksnät med ursprung från Danmark har ett undre värmevärde på ca 10,8 kwh/nm 3. För att inte få en blandning av olika kvaliteter i VE 4-barsnät måste uppgraderad biogas spetsas med propantillsats. Följande prestanda och kostnader är hämtade från Preems offert för tänkt biogasanläggning vid Varbergs reningsverk vid Getterön och är baserat på leveransmängd propan ca 350 ton per år och tankstorlek ca 26 ton. Gasolpris för propan inkl. tilläggspris exkl. skatter och avgifter Koldioxidskatt (drivmedel, fordonsdrift) Avgift till MSB Pris för nyttjanderätt gasoltank Installation inkl. anslutningsledningar och elektrisk förångare 5 767 kr/ton 1 670 kr/ton 3 kr/ton 29 000 kr/år 400 000 kr
FÖRSTUDIERAPPORT 13 (21) 5.2.1.4 Resultat Vid kostnadsjämförelse mellan vattenskrubber och COOAB har följande kostnader antagits för insatsvaror och produktion: Insatsvara Kostnad Enhet El 600 Kr/MWh Stadsvatten 11,24 Kr/m 3 Naturgas 555 Kr/MWh Rågas 325 Kr/MWh Propan 7 440 Kr/ton Biogas 600 Kr/MWh Kostnad för naturgas är baserat på aktuella priser från VE och kostnad för stadsvatten är enligt Varberg kommuns aktuella taxa. Kostnad för rågas är beräknat som 65 % av antaget biogaspris reducerat med produktionskostnad för uppgradering. I övrigt räknas metanförlust som driftkostnad, trycknivå 3 barg ut från uppgradering och en verkningsgrad på 85 % för gaspanna har antagits. COOAB uppvärmning med naturgas COOAB uppvärmning med rågas Vattenskrubber Enhet Pris 15 000 000 15 000 000 14 000 000 kr metanslip 0,1 0,1 1,0 % Kapacitet 400 400 400 Nm3/h Elförbrukning 0,10 0,10 0,28 kwh/nm3 rågas Värmeförbrukning 0,65 0,65 0 kwh/nm3 rågas Propanspetsning 5,5 5,5 6,6 % Propanförbrukning 240 215 290 ton/år Stadsvatten 276 276 1 400 m3/år Avlopp 68 68 m3/år Gasproduktion rågas 3 400 000 3 042 105 3 400 000 Nm3/år Rågasförbrukning 0 357 895 0 Nm3/år Metanhalt 65 65 65 % Uppgraderad biogas 2 210 000 1 977 368 2 210 000 Nm3/år Energi metan 22 100 000 19 773 684 22 100 000 kwh Energi spetsad metan 23 868 000 21 355 579 23 868 000 kwh El 204 000 182 526 571 200 kr Värme 1 443 000 755 531 0 kr Propan 1 784 748 1 596 880 2 155 234 kr Stadsvatten 3 102 3 102 15 736 kr Avlopp 0 0 0 kr Drift egen personal 110 000 110 000 0 kr Metanförlust 13 260 11 864 132 600 kr Service & tillsatsvaror 226 698 226 698 300 000 kr Driftkostnad per år 3 784 808 2 886 602 3 174 770 kr/år Driftkostnad/kWh 0,159 0,135 0,133 kr/kwh biogas Driftkostnad/kWh utan propan 0,091 0,065 0,046 kr/kwh biogas
FÖRSTUDIERAPPORT 14 (21) 5.2.1.5 Kommentarer Vattenskrubber har en lägre investeringskostnad och även en lägre driftkostnad jämfört med COOAB. För att COOAB ska vara konkurrenskraftig måste rågas användas som bränsle till värmeproduktion vilket minskar propantillsats och sänker driftkostnad. En nackdel med att använda rågas som bränsle till hetvattenpanna är att intäkterna minskar vilket som är fördelaktigast får beräknas i lönsamhetskalkyl. Kostnadsjämförelse visar att spetsning med propan kostar mer i driftkostnad än uppgradering vid COOAB med rågas som bränsle samt vid vattenskrubber. Här har ingen hänsyn tagits för ökad intäkt pga. propanspetsning. Den högre metanhalt som COOAB ger är värdefull för att minska spetsning av fossil och dyr propan. Naturligtvis skulle en acceptans för ett lägre undre värmevärde för gas i VEs lokala nät betyda mycket för investeringens lönsamhet. Om det kan accepteras arrangeras lämpligen en gemensam propanspetsning för biogas från Tvååker och Getterön vid anslutning mot Swedegas högtrycksnät. Utan krav på propantillsats ger vattenskrubber en markant lägre driftskostnad jämfört med COOAB. Uppgradering med COOAB ger en mer flexibel drift eftersom min. flöde av rågas i princip kan gå ner till noll medan vattenskrubber kräver en min. flöde på 200 m 3 /h. Dessutom kan COOABs elförbrukning minskas genom att sänka trycknivå ut från uppgradering medan vattenskrubber kräver en komprimering innan uppgradering. Komprimering ger en utgående trycknivå på 7 barg som måste reduceras innan anslutning till gasnät. COOAB har miljömässiga fördelar genom lägre metanslip och elförbrukning, med värmeåtervinning kan även uppvärmning av lokaler och elektrisk förångare för propan ersättas. Det är en fördel att lokalisera uppgradering vid en rötkammare eftersom värmeöverskott då kan återvinnas till uppvärmning av rötkammare. Alternativt kan värmeöverskott säljas som spillvärme till närliggande verksamheter. Utfall från drift av Gasendals uppgradering (november 2009) visar att värmeförbrukning kan sänkas till 0,61 kwh/nm 3 rågas endast med värmeåtervinning till förångning av propan. En sådan värmeåtervinning räcker för att likställa den totala driftskostnaden för COOAB med rågas som bränsle med den totala driftskostnaden för vattenskrubber. En arbetsmiljömässig nackdel med COOAB är kemikaliehanteringen och att det finns risk för läckage till omgivning. En fördel med vattenskrubber är att det är en robust och vanlig teknik som kräver mindre driftövervakning och underhåll. GE har erfarenhet från COOAB tekniken men det längre avståndet till anläggningen kan komma att kräva en annan driftoch underhållsstrategi.
FÖRSTUDIERAPPORT 15 (21) En öppen fråga är vilken kapacitet som uppgradering ska klara. I nuläget har rågasnät och uppgradering dimensionerats för ett max. flöde på 400 Nm 3 /h rågas. Flöde är baserat på LRF Konsults intresseanmälan och med en överdimensionering med 50 %. För att minska investering i första läget kan uppgradering dimensioneras för 200 Nm 3 /h rågas för att sedan komplettera med ännu en linje för 200 Nm 3 /h. När det gäller COOAB så bör man beakta att en investering för två linjer för 200 Nm 3 /h rågas är ca 60 % högre än för en linje för 400 Nm 3 /h rågas. I nuläget är det svårt att avgöra vilken uppgraderingsteknik som är att föredra eftersom vissa förutsättningar kan komma att förändras i framtiden framförallt med avseende på propanspetsning och trycknivå i 4 barsnät. Med tanke på flexibilitet, miljömässiga fördelar, hög metanhalt och det faktum att gasen ska ut på nät talar för COOAB trots en något högre investeringskostnad. Förstudien kommer att förutsätta uppgraderingsteknik COOAB vid beskrivning av tider och kostnader för genomförande.
FÖRSTUDIERAPPORT 16 (21) 5.2.2 Lokalisering Det finns två förslag på lokalisering av uppgradering, Spannarp 25:26 och 25:27. Tomterna är belägna bredvid varandra väster om E6/E20 strax söder om Varberg, se karta nedan: Motel Björkäng är belägen på Spannarp 25:26 och ägs av Daves Fastighetsförvaltning KB. Vid 25:27 finns en bensinstation som ägs av OK-Q8 AB som samarbetar med EON och här finns planer på en framtida station för publik gasfyllning av fordon. Ingen kontakt med markägare är ännu etablerad. Enligt nätägare VE finns det en transformator i närheten med kapacitet för kraftmatning till uppgradering. Transformator matar i nuläget Scania, Golfbana och motell, för att ansluta uppgradering behöver kabel grävas ner ca 100-200 m. När det gäller försörjning av vatten och avlopp så finns det en privat förening i området, Himle Vattenförening, som ansluter till kommunalt vatten och avloppsnät.
FÖRSTUDIERAPPORT 17 (21) Båda tomterna har en logistisk lämplig placering vid E6/E20 för t ex propan leveranser, framförallt 25:27 är en lämplig lokalisering eftersom hantering av brandfarlig vara redan är etablerad. En nackdel med tänkt lokalisering är att det inte finns någon rötkammare i närheten med avsättning för spillvärme från uppgradering. Ur den synvinkeln är en lämpligare lokalisering av uppgradering vid tänkt samrötning 1 (Biogas Tjärby). Lokaliseringen har däremot andra nackdelar som ex. sämre placering för propanleveranser och anslutning mot 4-barsnät. Tänkt lokalisering vid Spannarp bedöms vara lämpligare och eventuellt kan närliggande verksamheter som t ex Motel Björkäng ha avsättning för spillvärme från uppgradering. Bilaga D visar en typisk layout för en uppgradering av typen COOAB med kapacitet 500 Nm 3 /h rågas. Tillståndsprocessen påbörjas lämpligen genom att kontakta markägare för i första hand Spannarp 25:27. 6. Tider Tabell nedan visar en uppskattning av tidsåtgång för uppförande av en uppgraderingsanläggning lokaliserad vid Spannarp 25:26 alternativt 25:27. Den baseras på en COOAB uppgradering med kapacitet 400 Nm 3 /h rågas med leveranstid ca 10 månaders från kontrakt till leverans av gas av rätt specifikation till nät. Total tidsåtgång från beställning till färdig anläggning är ca 16 månader. En mer detaljerad tidplan återfinns som bilaga E. Beskrivning Antal veckor Fas 1: Validering förstudie, framtagning projektplan 3 Fas 2: Upphandling och detaljprojektering 17 Fas 3: Utförande förverkligande 44 Fas 4: Avslutande 4
FÖRSTUDIERAPPORT 18 (21) 7. Kostnader Tabell nedan visar en kostnadsuppskattning för uppförande av en uppgraderingsanläggning lokaliserad vid Spannarp 25:26 alternativt 25:27. Följande förutsättningar gäller för kostnadsuppskattning: Uppgraderingsteknik Max kapacitet Max leveranstryck Tillsatser Bränsle COOAB 1 x 400 Nm 3 /h rågas 3 barg odörisering, propanspetsning rågas (naturgas som startbränsle) Beskrivning Kostnad [kkr] ledning 2 700 Total entreprenad Uppgradering 15 000 Installation inkl. anslutningsledningar Propantank 400 Mark och Bygg 600 Anslutande system 600 Provning, kontroll och besiktning 200 Oförutsett 2 000 Total investeringskostnad 21 500 Driftkostnad per år 3 200 ledning inkluderar interna resurser från GE samt konsulter och omfattar projektledning, upphandling, planering och projektering under projekt. Kostnad för miljötillståndsprocessen inklusive bidragsansökan ingår inte. En mer detaljerad investeringskalkyl återfinns som bilaga F. 8. Kvalitet Upphandlingar av konsulter/leverantörer skall ske från företag med egna dokumenterade kvalitets- och miljösystem. Kvalitetssäkring ets organisation kvalitets- och miljösäkrar sin verksamhet genom att följa gällande projekthandbok, projektdirektiv, projektplan och kvalitets- och miljöprogram. Genomgång skall hållas med kontrakterade konsulter inför uppstart av projekt. Vid dessa möten skall alla styrande beslut dokumenteras och dokumentation skall förvaras hos projektledaren och distribueras enligt fastlagd distributionslista. Kvalitets- och miljöplan skall baseras på ISO 9000 och ISO 14000 eller motsvarande samt följa projektets kvalitets och miljöprogram.
FÖRSTUDIERAPPORT 19 (21) Kvalitetsstyrning Ändringsanmälan skall vara behandlad innan utförande av arbetet Återkommande kvalitetsrevisioner skall utföras på projektering Ändringar av kvalitets- och miljöplaner och rutiner skall ske enligt upprättad ändringsrutin. 9. Personella resurser och organisatorisk placering genomförs lämpligen vid enhet SNB med resurser för projektledning, upphandling, montageledning, utcheckning/drifttagning samt drift av uppgradering. När det gäller drift av anläggning är det lämpligt att anläggningsingenjörer vid SNB sköter driftövervakning från Göteborg men det kommer även att krävas uppskattningsvis 40 platsbesök per år. När det gäller rondering och larmhantering förslås ett samarbete med Varberg Energi, exempelvis krävs rondering av hetvattenpanna 2 gånger per vecka. 10. Intressenter Interna intressenter för projekt är uppdragslämnare OB som initierat förstudie och utförare SNB. Externa intressenter är Region Halland, LRF Konsult och framförallt berörda lantbrukare i Tvååker. Varberg Energi förslås som partner för uppförande, ev. ägande och drift av rågasnät samt rondering och larmahantering av uppgradering. Möjliga finansiärer för rågasnät samt uppgradering är Göteborg Energi, Varberg Energi och eventuellt Region Halland. Finansiär för utrustning på lantbruk är i första hand lantbruken själva med möjlig teknisk support och samordning från Göteborg Energi och LRF. 11. Risker En projektrisk är underlaget för produktion av rågas. I nuläget finns endast en intresseanmälan från lantbruken. Någon form av avsiktsförklaring bör tecknas med ett tillräckligt antal lantbruk innan investeringsbeslut tas. För att säkerställa att rågas av rätt kvalitet når rågasnät bör Göteborg Energi vara delaktiga vid framtagande av teknisk utrustning vid lantbruk. Framförallt en för hög daggpunkt på rågas från lantbruk kan skapa rejäla driftstörningar i det omfattande rågasnätet. Även om inte alla rågasledningar läggs med lutning så bör ledningar till och från naturliga lågpunkter t ex vid passage av E6/E20 läggas med lutning och utrustas med sifoner för att kunna blåsa ut eller suga bort ansamlingar av vatten. En lokalisering vid Spannarp 25:26 kräver troligtvis en detaljplaneändring vilket kan försvåra alternativt försena bygglovsprocessen. Däremot borde verksamheten vid Spannarp 25:27 kunna rymma även en uppgradering men frågan har inte diskuterats med Varberg kommuns stadsbyggnadskontor.
FÖRSTUDIERAPPORT 20 (21) 12. Upphandling Uppgradering upphandlas förslagsvis som en totalentreprenad som inkluderar utrustning för gasanalys och flödesmätning av inkommande rågas samt utgående uppgraderad biogas. Dessutom ska utrustning för odörisering och propanspetsning ingå i leveransen för att minimera samordningsarbete mellan entreprenörer. Observera att framtagna investeringskostnader för uppgradering är muntliga budgetofferter och att det slutliga priset kan vara upp till 20 % högre. Förfrågningsunderlag för uppgradering bör inte kräva en specifik uppgraderingsteknik. Det bör i stället framgå att en teknik med låg elförbrukning, låg metanslip och hög metanhalt premieras vid utvärdering av anbud. Andra lämpliga utvärderingskriterier är pris, driftkostnad och flexibilitet. Eftersom utbyggnad av rågasnät troligtvis kommer att ske etappvis är det nödvändigt att en uppgradering som är dimensionerad för fullt flöde även kan ta ett lägre flöde inledningsvis. För leverans av propan är det lämpligt att teckna ett leveransavtal inklusive nyttjanderätt av tank där återkommande underhåll i form av ex. byte av säkerhetsventiler och besiktning ingår. Det ger en flexibilitet för framtida ändringar av propanbehov. Det pågår i nuläget ett arbete för att försöka undvika behov av propanspetsning av biogas som levereras till naturgasnät. Installation av propantank upphandlas som en totalentreprenad inklusive förångare och anslutningsledningar till utrustning för propanspetsning. Mark och bygg inklusive fundament för uppgradering och propantank, hårdgjord yta och skalskydd för anläggning samt uppvärmning av lokal upphandlas som en totalentreprenad. Övriga anslutande system som kraftmatning, telefoni- och Internetanslutning samt vatten, avlopp upphandlas som en eller två utförandeentreprenader. 13. Miljö Rågas producerad med rötning består till ca 65 % av metan (CH 4 ) efter uppgradering är metanhalten upp till 99 %. Metan är en växthusgas som i atmosfären fångar upp värme 23 gånger mer effektivt än koldioxid (CO 2 ) men livslängden i atmosfären är kortare ca 10-15 år jämfört med 50-200 år för CO 2. För att minimera metanläckage till atmosfär är det viktigt att uppgraderingens metanslip är så låg som möjligt. Sedan november 2008 bär gas från FordonsGas som första bilbränsle miljömärket Svanen. Märkningen visar att fordonsbränslet är ett bra miljöval som under hela produktionen från råvara till färdigt bränsle bl.a. minimerar utsläppen av växthusgaser, använder låg energianvändning och en stor andel förnybart bränsle. Det är alltså väl motiverat att använda en uppgraderingsteknik med låg energianvändning och låg propantillsats för biogas till fordonsdrift.
FÖRSTUDIERAPPORT 21 (21) 14. Säkerhet Enligt Arbetsmiljölagen (AML) ska byggherre utse Bygg Arbetsmiljö Samordnare (BAS) under planering och projektering (BAS P) samt under utförande (BAS U) vid alla byggnads- och anläggningsarbeten. En BAS ska ha rätt erfarenhet och kompetens för sin uppgift, från och med 2010-01-01 ställs krav på formell utbildning. En arbetsmiljöplan ska formuleras av BAS under planering och projektering och förfinas under utförande. Arbetsmiljöplan ska innehålla fyra delar: Arbetsplatsens arbetsmiljöorganisation Gemensamma regler som skall tillämpas på byggarbetsplats Beskrivning av särskilda åtgärder för riskfyllda arbeten Om arbetet skall utföras på plats där annan verksamhet pågår samtidigt skall detta beaktas i planen Utförande enhet, SNB, åtager sig dessa uppgifter. 15. Bilagor Bilaga A: Intresseanmälan, LRF Konsult Bilaga B: Ledningsdragning, Varberg Energi Bilaga C: Ledningsdimensioner, Göteborg Energi Bilaga D: Typisk layout uppgradering, Läckeby Water Bilaga E: Tidplan uppgradering, Göteborg Energi Bilaga F: Investeringskalkyl uppgradering, Göteborg Energi
Gård nr Namn Nm 3 rågas kwh/år 1 Biogas Tjärby 600 000 3 700 000 2 Munkagårdsgymnasiet 87 898 559 908 3 Jonas Tellqvist 143 104 911 572 4 Olof Skyggesson 50 266 320 192 5 Karl Anders Börjesson 14 784 94 174 6 a+b Johan o Eskil Bengtsson 141 056 898 527 7 Kenneth Andersson 31 505 200 686 8 Kjell-Åke o Kjell Yngve Bengtss 67 584 430 510 9 Peter Pettersson 18 586 118 390 10 Jan Anders Göransson 40 000 260 000 11 Per Nilsson 30 202 192 384 12 Håkan Johnsson 59 136 376 696 13 Olof Lars Gård 437 184 2 784 862 14 Sven Gunnarsson, Snickersgård 84 480 538 138 15 Bengt Svensson, Törlan 195 149 1 243 098 16 Peter Davidsson, Getakulla 67 584 430 510 17 Stefan Warefelt 62 304 396 876 18 Gun o Martin Ragnarsson 75 571 481 389 19 Per - Arne Hugosson 67 584 430 510 2 273 977 14 368 422 Gård nr Namn Nm 3 rågas kwh/år 1 Biogas Samrötning 1 (Tjärby) 600 000 3 700 000 2 Biogas Samrötning 2 795 802 5 069 257 3 Biogas Samrötning 3 256 605 1 4 592 4 Biogas Samrötning 4 621 567 3 964 573 2 273 974 14 368 422 Bilaga A: Intresseanmälan LRF Konsult (1 av 3)
Karta över gårdar enligt intresseanmälan Förslag på biogasanläggningar, stora =samrötning Högtrycksledning naturgas MR station Framtida uppgradering och tankstation?? Planerad rågasledning 22 17 23 1 11 17 5 7 8 19 12 10 9 16 3 4 14 13 2 15 6b 18 6a Bilaga A: Intresseanmälan LRF Konsult (2 av 3)
Karta över gårdar enligt intresseanmälan (justerad) Förslag på biogasanläggningar, stora =samrötning Högtrycksledning naturgas MR station Framtida uppgradering och tankstation?? Planerad rågasledning 22 17 23 1 3 4 2 Bilaga A: Intresseanmälan LRF Konsult (3 av 3)
Bilaga B: Ledningsdragning Varberg Energi
Bilaga C: Ledningsdimensioner Göteborg Energi (1 av 6) Ledningsdimensioner D y [mm]: Nr 1 (enskild rötning alt. 1, trycknivå rågas 100 mbar) Gasnät 1 12 8,19 17 125 160 Uppgradering 5 9 3 7 200 110 110 11 90 180 10 16 13 110 160 14 110 15,18 2 90
Bilaga C: Ledningsdimensioner Göteborg Energi (2 av 6) Ledningsdimensioner D y [mm]: Nr 2 (enskild rötning alt. 2, trycknivå rågas 400 mbar) Gasnät 1 12 8,19 17 125 125 Uppgradering 5 9 3 7 125 90 90 11 125 10 16 13 90 125 14 90 15,18 2
Bilaga C: Ledningsdimensioner Göteborg Energi (3 av 6) Ledningsdimensioner D y [mm]: Nr 3 (enskild rötning alt. 3, trycknivå rågas 1000 mbar) Gasnät 1 12 8,19 17 125 90 Uppgradering 5 9 3 7 125 11 125 10 16 13 90 14 15,18 2
Bilaga C: Ledningsdimensioner Göteborg Energi (4 av 6) Ledningsdimensioner D y [mm]: Nr 4 (samrötning alt. 1, trycknivå rågas 100 mbar) Gasnät 1 125 160 3 Uppgradering 200 110 4 90 200 160 140 2
Bilaga C: Ledningsdimensioner Göteborg Energi (5 av 6) Ledningsdimensioner D y [mm]: Nr 5 (samrötning alt. 2, trycknivå rågas 400 mbar) Gasnät 1 125 125 3 Uppgradering 125 90 4 125 125 125 2
Bilaga C: Ledningsdimensioner Göteborg Energi (6 av 6) Ledningsdimensioner D y [mm]: Nr 6 (samrötning alt. 3, trycknivå rågas 1000 mbar) Gasnät 1 125 90 3 Uppgradering 125 4 125 90 90 2
Bilaga D: Typisk layout uppgradering Läckeby Water
ID Aktivitet Varaktighet Start Slut 1 Fas 1: Validering förstudie framtagning projektplan 15 dagar må 10-09-13 fr 10-10-01 2 Fas 2: Upphandling och detaljprojektering 85 dagar må 10-10-04 må 11-02-14 3 Upphandling 75 dagar må 10-10-04 må 11-01-31 4 Förfrågningsunderlag 15 dagar må 10-10-04 fr 10-10-22 5 Annonsering 30 dagar må 10-10-25 fr 10-12-03 6 Utvärdering, förhandling 20 dagar må 10-12-06 må 11-01-17 7 Avslut upphandling 10 dagar ti 11-01-18 må 11-01-31 8 ering 30 dagar må 11-01-03 må 11-02-14 9 Fas 3: Utförande förverkligande 220 dagar ti 11-02-01 må 11-12-05 10 Fas 4: Avslutande 20 dagar må 12-01-09 fr 12-02-03 Fjärde kvartalet Första kvartalet Andra kvartalet Tredje kvartalet Fjärde kvartalet Första kvartalet sep okt nov dec jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec jan feb : Tidplan uppgradering Datum: må 10-05-24 Aktivitet Delad Status Milstolpe Sammanfattning sammanfattning Externa aktiviteter Extern milstolpe Tidsgräns Bilaga E: Tidplan uppgradering Göteborg Energi Sida 1
Bilaga F: Investeringskalkyl uppgradering Göteborg Energi :Tvååker uppgradering INVESTERINGSKALKYL Datum: Maj 2010 Rev:1 Upprättad av: PJ Timmar Timpris kkr Förklaring: Se resursplan: Resurser exkl entreprenad 2 700 Summa: 0 2 700 Entreprenad Läckeby Water 15 000 Summa: 0 15 000 Montage/Installation: Bygg Fundament och byggnader 600 Vägar tas fram vid detaljprojektering Planteringar tas fram vid detaljprojektering Staket tas fram vid detaljprojektering Summa: 0 600 Mek Entreprenad ingår i entreprenad Propantank installation 400 Summa: 0 400 El Entreprenad ingår i entreprenad Utomhusbelysning tas fram vid detaljprojektering Summa: 0 0 Instrument Entreprenad ingår i entreprenad Summa: 0 0 Styrsystem Entreprenad ingår i entreprenad Summa: 0 0 Anslutningar El 300 anslutningsavgift, kabel 200 m Processvärme ingår i entreprenad Vatten & Avlopp 200 ledning 200 m Datakommunikation 100 internetanslutning, programmering Spider Summa: 0 0 600 Förberedelse Provning och kontroll 100 idrifttagning: Besiktning 100 Summa: 0 200 Dokumentations hantering Granska mottagen dokum. ingår i resursplan Summa: 0 0 Oförutsett 2 000 Summa Investering: 0 21 500 DoU 400 800 320 egen personal Rondering & larmhantering 160 700 112 köpt tjänst Nyttjanderätt propantank 29 Service & tillsatsvaror 227 köpt service Summa: 560 688 Förbrukning per år Elförbrukning (MWh) 306 600 184 elpris 600 kr/mwh Värmeförbrukning (MWh) 12 141 327 719 rågas 327 kr/mwh Propanförbrukning (ton) 216 7 440 1 607 propan Vattenförbrukning (m3) 276 11 3 vatten 11,24 kr/m3 Avlopp 68 0 0 Summa: 2 513 Summa drift och underhåll: 3 200