Etablering och marknadsutveckling för Energieffektivt företagande i Norrbotten Energikartläggning av TK BYGG AB i Kalix Maj 2007 Genomförandegrupp: Erik Svedjehed Ulf Zakrisson Handledare: Jan Dahl, LTU Finansiärer:
Inledning Kartläggningen av energianvändningen i olika företag i Norrbotten är en del i projektet Etablering och marknadsutveckling för energieffektivt företagande i Norrbotten. Projektets syfte är att skapa en plattform för energikartläggare med inriktning mot att effektivisera företagens energianvändning. Projektet ska leda till att det byggs upp ett kompetenskluster av kunniga energikartläggare, som kan hjälpa företag med olika frågor inom energieffektiviseringsområdet. Besiktare: Erik Svedjehed Svedjehed Consult AB, tel 0923-216 55, e-post erik.svedjehed@dev.se Mobil 070-343 98 43 Besiktare: Ulf Zakrisson Canorus AB, Tornedalsvägen 19, 984 31 Pajala tel 070-633 19 00, e-post ulf.z@telia.com Handledning: Jan Dahl Luleå Tekniska Universitet, 971 87 Luleå tel 0920-49 10 47, e-post jan.dahl@ltu.se 2
Innehållsförteckning FÖRETAGSFAKTA... 4 ENERGIANVÄNDNING... 4 NYCKELTAL FÖRE ENERGIBESPARINGSÅTGÄRDER...4 CO 2 - BERÄKNING...4 ANALYS... 5 Energibalans... 5 Värme... 5 BYGGNAD...5 VENTILATION...5 PORTAR...6 Elanvändning... 7 ELKOSTNAD...8 NÄTKOSTNADER...8 TRYCKLUFT...9 BELYSNING...9 MASKINER...9 MOTORVÄRMARE...9 EFFEKTIVISERINGSÅTGÄRDER... 10 El... 10 BELYSNING...10 TRYCKLUFT...10 MOTORVÄRMARE...10 Värme... 10 LOKALER...10 TAKFLÄKTAR...10 PORTAR...10 FÖRSLAG TILL KONVERTERING AV VÄRME... 11 NULÄGE...11 FJÄRRVÄRME...11 PELLETSPANNA...11 VÄRMEPUMP...11 VED-/FLISPANNA...11 ÖVERSLAGSBERÄKNING/VÄRME...12 SAMMANFATTNING... 12 NYCKELTAL EFTER KONVERTERING TILL FLISELDNING...12 3
FÖRETAGSFAKTA TK Bygg AB bedriver verksamhet med konstruktion och tillverkning av takstolar i trä. Företaget har 30 anställda och produktionen sker med skiftgång på vardagar kl 06-24. Verksamheten bedrivs i egna lokaler uppförda 1981. Lokalytan är på totalt 1 300 m 2, varav 270 m 2 är kontorsyta. ENERGIANVÄNDNING El: 330 000 kwh per år anslutningseffekt 150 kw Leverantör: Öresundskraft spotpris med tillägg Nätägare: Vattenfall Tariff lågspänning N4 El 330 MWh Processmaskiner Lokalvärme Stödprocesser Nyckeltal före energibesparingsåtgärder Vi räknar ut ett nyckeltal med avseende på förbrukad elenergi per anställd. 330 000 kwh per 30 anställda ger 11 000 kwh per anställd. CO 2 -beräkning Vid beräkningarna av CO 2 -värdena kommer vi att anta att produktion av 1 kwh el medför ett CO 2 -utsläpp på 37g, eller att 1 MWh el ger 37kg i CO 2 -utsläpp. Det är ett vedertaget medelvärde för el-produktion i Sverige. 4
ANALYS Energibalans Figur 1 visar hur elen används i företaget. Diagrammet visar att ca 55 % av elen används till värme. Detta p g a att el används som primär värmekälla i lokalerna. 60,0% 50,0% 40,0% Andel % 30,0% 20,0% 10,0% 0,0% Elpanna Belysning Kapar Spånsug Press Tryckluft Figur 1: Diagram över använd elenergi på olika förbrukningsställen. Värme Byggnad Byggnaden värms upp med en el-panna av fabrikat ASEA B-13 från 1974 med en effekt på 110 kw. Pannan körs på steg 2 av totalt 4 steg. Värmedistributionen är vattenburen, med radiatorer i kontorsdelen och takvärme i produktionshallen. Takhöjden i produktionshallen är ca 6 m. Vid mätning av temperaturprofilen i lokalen fann vi att det var en stor skillnad i temperaturer mellan golv och tak. Direkt under tak var temperaturen ca 20-21 C och vid golvnivå endast 15 C. Värmen i lokalen stannar alltså till stor del kvar under taket. Vid besiktningstillfället var endast en takfläkt i drift. De övriga 3 var ur funktion. Ventilation Ventilationen är av typ FTX med fasta värmeväxlare. Det finns tre aggregat installerade av historiska orsaker eftersom det tidigare bedrevs verksamhet av tre olika företag i fastigheten. Numera är endast två av aggregaten i drift. Aggregaten har dålig verkningsgrad på värmeåtervinningen. Enligt företaget som gör service på dessa är verkningsgraden endast ca 30-40 %. Inga mätningar på luftflöden gjordes vid vår energikartläggning av lokalerna 5
Portar Monteringshallen har tre större portar 4 x 5 m. Portarna öppnas ca 5 min varannan timme. Porten i mittsektionen öppnas endast till halv höjd. Energiflödet beror på portarea, öppettider, temperatur och tryckskillnader. Antagande: årsmedeltemperatur ute = 0 ºC, inne = 20 ºC Portens höjd (m) 4 Portens bredd (m) 5 Hastighet m/s 0,5 Antal arbetsdagar 220 Öppettid (h/dygn) 1 Area (m 2 ) 20 Inströmmade luftflöde m 3 /dygn 36 000 Resultat för en port Energiförluster kwh/år 52 800 Motsvarande mängd CO 2 (kg) 1 900 Vi uppskattar energiflödet genom de tre portarna tillsammans till: 2,5 * 52 800 kwh= 132 000 kwh per år, vilket motsvarar ett CO 2 -utsläpp på 2,5 * 1 900 kg= 4 750 kg per år. 6
Elanvändning Det finns endast en mätare för elförbrukningen i företaget vilket innebär att delflödena ej kan redovisas. Effektuttag 1200 1000 kw x 10 800 600 400 200 2006-01-09 2006-01-10 2006-01-11 2006-01-12 2006-01-13 2006-01-14 2006-01-15 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 kl Figur 2: Diagram över effektuttag under vecka 2-2006 Det totala effektuttaget varierade under 2006 med mellan 5 och 116 kw. Den abonnerade effekten är 150 kw och denna har inte överskridits. Det är inte utrett vad de 5 kw som används under sommarnätterna går till. Dygnsförbrukning 2006 2500 2000 kwh 1500 1000 500 0 01-jan 23-jan 14-feb 07-mar 29-mar 20-apr 12-maj 03-jun 25-jun 17-jul 08-aug 30-aug 21-sep 13-okt 04-nov 26-nov 18-dec Figur 3: Diagram över elförbrukning under 2006 7
Elkostnad TK Bygg AB köper el till NordPool:s spotpris med påslag för omkostnader, elcertifikat m m. Utifrån dessa förutsättningar har elpriset senaste åren varierat mellan 35 65 öre/kwh, exkl skatter. Elskatten är f n 0,5 öre/kwh. Till det kommer fast-, effekt- och energirelaterade kostnader för nätet. Nätkostnader Vattenfall Norrnät Effektavgiften är för närvarande 10 kr/kw i grundavgift plus 62 kr/kw i tilläggsavgift för höglasttid må-fre (kl 06-22) under perioden nov-mars. Tariffen gör det komplicerat att beräkna de ekonomiska konsekvenserna av olika åtgärder. En kwh kostar i överföringsavgift väsentligt mycket mer under höglast än under låglast. Den totala årskostnaden för den använda elen beräknas till ca 225 000 kr varav nätkostnaden utgör ca 50 000 kr. Det innebär att elanvändningen utgör ca 0,75 % av företagets årsomsättning. Den totala rörliga elenergikostnaden under höglasttid (kl 06-22) kan uppskattas till 60 öre/kwh och under (låglasttid kl 22-06) till 50 öre/kwh. Detta ger ett snittpris på 53 öre/kwh exklusive nätavgift. 8
Tryckluft Tryckluften levereras från en kompressor, Atlas Copco GA5, från 1998 (8 bar och 12 l/s). Kompressorn är placerad i ett separat rum på övre plan ovanför kontorsdelen. Märkeffekten är 7,2 kw. Belysning Produktionshallen har 36 st armaturer med 400 W lampor. Total installerad effekt är 14,4 kw. Med en totalarbetstid på 16 h/dygn och 220 dagar/år får vi en energianvändning för belysningen i produktionshallen på: 16 * 220 * 14,4 kw= 50 690 kwh/år. Med stor sannolikhet är det verkliga värdet större då man får anta att företaget t ex inte släcker ner belysningen under matrasterna. På plan ovanför kontorshallen finns 18 st lysrörsarmaturer med 2 rör på 36 W i vardera armatur (18 st x 2 x 36= 1,6 kw). Utomhus finns halogenbelysning med rörelsevakt på några positioner. Efffekt: 2,0 kw Maskiner 2 st virkeskapsågar 7,5 kw totalt 15 kw 2 st spånsugar 3,0 kw totalt 6,0kW 3 st hydraulaggregat 3,0 kw totalt 9,0 kw Motorvärmare Motorvärmarna är försedd med styrning (Abelko mjuk el, pulserande styrning i 3 kretsar som startar i ett rullande schema). 9
EFFEKTIVISERINGSÅTGÄRDER El Belysning Planera för utbyte av belysningsarmaturerna i produktionshallen till mer energieffektiv typ av armatur. Med moderna lysrör av typ T5 får man samma ljusutbyte som med de nu installerade kvicksilverlamporna men till en betydligt lägre elförbrukning. Mer än en halvering av elförbrukningen för belysning är möjlig. Det skulle innebära en reduktion med 25 MWh räknat på årsbasis med de rådande arbetstiderna. Det skulle ge en minskning av CO 2 -utsläppen med drygt 900 kg per år. Tryckluft Kontrollera luftflödet till förbrukare och överväg utbyte av kompressor till en med senaste tekniken som är betydligt energieffektivare. Moderna kompressorer är mycket tystgående och kan placeras i produktionslokalen så att spillvärmen från kompressorn kommer lokalen tillgodo. Motorvärmare Motorvärmarnas inkoppling bör styras så att ingen inkoppling sker under de timmar på förmiddagarna när företaget har sina effekttoppar. En minskning av effektuttaget med 20 kw under toppbelastningstid minskar elkostnaden med 6 000 kr per år. Värme Lokaler Sektionera av produktionshallen från övervåningen till kontorsdelen med en vägg för att förhindra att takvärmen söker sig in ovanför kontorsdelen istället för att komma ner till produktionshallen. Beräknad energibesparing: 11 000 kwh per år, vilket motsvarar drygt 400 kg CO 2 per år. Takfläktar För att utjämna temperaturskillnaderna mellan golv och tak föreslår vi att företaget byter ut de trasiga fläktarna och kompletterar med 2 st nya i mittsektionen (virkeskapningen). Att beräkna energivinsterna i detta fall är mycket svårt men erfarenheter visar att eliminering av temperaturskillnader i höjdled ger förvånansvärt stora energivinster. Portar Enligt våra beräkningar är energiförlusterna i portarna ca 132 000 kwh per år. En halvering av öppettiderna skulle halvera kostnaden för detta. CO 2 -utsläppen skulle därmed minska med 4 700 kg. 10
FÖRSLAG TILL KONVERTERING AV VÄRME Nuläge Det beräknade värmebehovet i företaget är 180 MWh per år. I dagens läge tillgodoses värmebehovet via elvärme till en beräknad total kostnad på 105 000 kr/år. Fjärrvärme Fjärrvärmenätet slutar 600 m från företaget. Kontakt har tagits med fjärrvärmeleverantören Vattenfall som under mars månad kommer att lämna ett erbjudande om anslutning av fjärrvärme. Med de tariffer som råder idag i Kalix blir kostnaderna för energin från fjärrvärmenätet ca 92 000 kr/år. Anslutningskostnaden för fjärrvärme beror på många faktorer. För en industri som köper ca 200 000 kwh värme per år kan den uppskattas till 300 000 kr för kulvert och abonnentcentral. Till det kommer åtgärder och anpassningar i anläggningen. Ombyggnader av shuntgrupper kan t ex kosta ca 100 000 kr. Behovet av eventuella ändringar i distributionssystemen, anpassning av ventilationsvärme m m behöver utredas. Pelletspanna Då det inte finns någon befintlig bränslepanna i fastigheten innebär pelletsalternativet att det krävs en ny byggnad för pannrummet och ett pelletsförråd. Vidare finns det önskemål från företaget om att ha en så automatisk drift som möjligt. Investeringskostnaden för detta alternativ är ca 250 000 400 000 kr beroende på storleken på panna och automationsgrad. Kostnaden för pellets blir med dagens priser ca 75 000 kr per år. Värmepump För en anläggning med värmepump som kan leverera ca 150 000 kwh värme, d v s 85 % av dagens värmebehov, behövs det värmeupptagare (borrhål, markslangar etc) som motsvarar behovet i 5 villor. Investeringskostnaderna för detta alternativ är ca 600 000 kr. Ved-/flispanna Förbränning av virkesspillet i egen ved-/flispanna skulle göra företaget självförsörjande på värme. Företaget har restprodukter från tillverkningen, motsvarande 180 m 3 träspill per år. Energimängden i dessa 180 m 3 motsvarar 330 000 kwh, vilket räcker för att ersätta hela företagets värmebehov. En flispanna som skulle täcka det aktuella värmebehovet kräver en investering på 250 000 till 400 000 kr. I denna summa ingår även ett flisförråd. För att finfördela träspillet till flis behövs en kvarn som kostar runt 150 000 kr. Vi föreslår därför att företaget avtalar med en lokal entreprenör med flisutrustning om regelbundna flistjänster. På så sätt kan kostnaderna för flisning sänkas betydligt. 11
Överslagsberäkning/Värme Tabellen nedan visar en jämförelse mellan de fyra alternativen för konvertering av elvärme. Tabellen visar att återbetalningstiden för fjärrvärmealternativet är 11,5 år. Detta p g a de installationskrav som ställs från fjärrvärmeleverantören. Värmepumpalternativet kostar mellan 600 000-800 000 kr enligt prisuppgifter från leverantörer. Alternativet att installera en spillbränslepanna verkar vara mest attraktivt för företaget. Det ger en återbetalningstid på mindre än 3 år. Alternativ Energins årskostnad (kr) Investering (kr) Återbetalnings tid (år) CO 2 -utsläpp (ton) Nuvarande 105 000 6,7 Fjärrvärme 92 000 150 000 11,5 Pelletspanna 75 000 250 000 8,3 Värmepump 51 000 600 000 11,0 Spillprodukter 0 250 000 2,4 0 SAMMANFATTNING Av utredningen ovan framgår att de största besparingarna kan göras vid en konvertering från elvärme till flisvärme. Detta skulle minska kostnaderna för elektricitet med 55%. Ytterligare besparingar kan göras genom att byta till lågenergilampor och installera takfläktar i produktionslokalen samt genom att minska öppettiderna för portarna. Förutom reducering av elkostnaderna skulle man med dessa åtgärder även få en reducering av CO 2 -utsläppen med ca 8,0 ton per år. Nyckeltal efter konvertering till fliseldning Om vi antar att företaget konverterar till fliseldning får vi ett lägre nyckeltal med avseende på förbrukad elenergi per anställd. Vi har tidigare angett att 55% av elenergin används till att värma upp lokalerna. Med fliseldning skulle elförbrukningen minska med detta värde och således skulle också nyckeltalet förbättras med motsvarande procent. Med fliseldning får vi en elförbrukning på: 330 000 - (0.55 * 330 000)= 148 500 kwh. Detta ger ett nyckeltal på 148 500 kwh per 30 anställda= 4 950 kwh per anställd. Att jämföra med 11 000 kwh per anställd innan konvertering. 12