Energianalys ICA Maxi Sandviken Energianalys inom projektet SMEFFEN Energianalysen är utförd av Ulf Larsson Gävle tekniska högskola i samarbete med Peter Karlsson Industriell Laststyrning samt projektledare Anette Valfridsson Gävle Dala energikontor.
Sammanfattning Energikartläggningen vid ICA Maxi i Sandviken ingår i ett regionalt projekt som har för avsikt att initiera och uppmuntra små och medelstora tjänsteföretag (huvudsakligen) att energieffektivisera sin verksamhet. Projektets namn är SMEFFEN (Small Medium Enterprise Efficiency Energy), projektet finansieras av Energimyndigheten, Region Gävleborg och Länsstyrelsen Dalarna. Verksamheten vid ICA Maxi är att betrakta som en stormarknad med eget bageri, grill, cafeteria, mm. Allt detta innebär energimässigt att en ICA Maxi butik är en ganska komplicerad verksamhet energimässigt. Det behövs kyla för varor, klimatkyla för kunder, värme till ugnar, värme till grillar och värme till kunderna. Förutom detta behövs det belysning, datorer, pumpar, fläktar och så vidare. Vid ICA Maxi i Sandviken med en butiksarea på 4 000 m 2 så förses alla dessa verksamheter med energi i form av elektricitet. För att röna ut var all energi tar vägen behöver en del mätningar utföras, en del beräkningar och en del datainsamlingar genomföras efter att detta är utfört kan en del slutsatser dras gällande vad som kan göras för att spara energi. Den totala inköpta energin för ICA Maxi Sandviken för år 2008 var 3 060 917 kwh vilket motsvarar 774 kwh/m 2 vilket kan betraktas som väldigt högt. 1996 gjorde ICA själv en undersökning på sina butiker och kom då fram till en genomsnittlig förbrukning på 421 kwh/m 2 och för en butik av denna storlek så borde det enligt undersökningen vara under 400 kwh/m 2. Förbrukningen är tung på uppvärmning och kylning, livsmedelkyla, belysning och fläktarbete i ventilationssystemet. De besparingar som går att göra utifrån denna undersökning finns främst på belysningen där en besparing på 334 000 kwh per år ska vara möjligt. Det skulle behövas en närmare undersökning av hur systemet med värmeåtervinning i ventilationssystemet och värmeåtervinningen från kylsystemet funkar i verkligheten. Det är en anmärkningsvärd stor del av energin som behövs för uppvärmning av lokal. Delar av uppgifterna i denna rapport kommer från ett examensarbete som kommer att redovisas under juni månad 2009 och där kommer en närmare och mer detaljerad redovisning att ske. 2
1 ICA MAXI SANDVIKEN 1.1 Inledning Sverige har haft ett lågt elpris under många år, vilket har bidragit till att el används även till icke elspecifika processer där andra billigare och mer uthålliga energikällor är möjliga. Den största skillnaden mellan industrier i Sverige och på kontinenten är att värmningsprocesser sker med el och på kontinenten direkt med bränslen t ex naturgas eller olja. Ett mer enhetligt elpris i hela Europa leder till ett ökat pris i Sverige. Resultatet blir att svenska företag får svårt att konkurrera mot utländska företag vars elförbrukning är betydligt lägre. För att behålla en bra konkurrenssituation måste svenska företag sänka sin elförbrukning. En annan anledning till att effektivisera och därigenom minska elanvändningen är de hotande miljöproblemen, framförallt utsläpp av koldioxid. Ur ett europeiskt perspektiv är kolkondens den kraftproduktion som ökar eller minskar när efterfrågan på el förändras. Varje kwh el genererar i ett sådant kraftverk ett utsläpp på 1 kg CO 2. Sveriges elproduktion kommer främst från vattenkraft och kärnkraft, vilka inte orsakar några utsläpp av koldioxid. Miljön skulle därför gynnas om Sverige minskar sin elanvändning och istället exporterar el till kontinenten och därigenom minskar utnyttjandet av kolkondenskraftverk. I likhet med övriga landet sker en betydande del av energianvändningen i Dalarna och Gävleborg inom företagen. Flera studier och projekt visar på betydande potentialer för energieffektivisering. Som ett led i detta startade det tvååriga pilotprojektet SMEEFFEN (Small Medium Enterprise Efficiency Energy). Projektet som finansieras av Energimyndigheten, Region Gävleborg och Länsstyrelsen Dalarna syftar till att hjälpa företag i region Gävleborg och Dalarna att använda energin effektivare. Dessa regionala aktörer vill initiera en positiv process i energieffektivisering och uppmuntra små och medelstora företag att energieffektivisera. Aktiviteterna i aktuellt projekt skall främst konkretisera och intensifiera insatserna för energieffektivt företagande i regionen. Fokus ligger främst på tjänsteföretag men den breda informationsinsatsen riktar sig till alla typer av företagare. Projektet ska medföra en väsentligt ökad satsning på energieffektivisering. Därigenom stärks regionens företagare och förutsättningar ges för ökad ekonomisk tillväxt. 1.2 Syfte Syftet med detta arbete är att kartlägga butikens energianvändning. Målsättningen är att främja förutsättningarna att optimera energianvändningen och därigenom minska energikostnaderna. 1.3 Metod Besök har företagits på ICA Maxi i Sandviken. Vid besöken har okulära undersökningar och insamling av statistik kompletterats med mätningar på anläggningen. 1.4 Genomförande I ett första steg har den totala energianvändningen på företaget studerats. En genomgång av energistatistik visade hur mycket elenergi och olika bränslen som används. Därefter genomfördes mätningar med strömtång samt datainsamling i syfte att få grepp om hur effekterna är fördelade på de olika enheterna. 3
Drifttiderna fås dels genom mätningarna dels genom samtal med ansvarig personal. Energianvändningen för de olika processerna, räknas ut och presenteras. Strömtång med loggningsfunktion Strömtänger med loggningsfunktion mäter och loggar strömmen över tiden, se figur nedan. Med hjälp av förenklade modeller av kurvor har numerisk integration tillämpats och därmed har effekten och energin bestämts. Mätningen har pågått ca en vecka så att mätvärden över både vardagarna och helgen kommit med. Analys Därefter gjordes en analys, av timvärden samt mätningar för att för att hitta åtgärdsförslag vad gäller reducering av energiförbrukningen samt besparingspotentialer för varje åtgärdsförslag. 1.5 Avgränsningar Energikartläggningen omfattar energianvändningen vid de olika enheterna. För att dela upp energianvändningen på de olika enheterna har antingen märkskyltar eller, som i de flesta fall, medeleffektvärdet under mätperioden använts. Information angående drifttider har delvis hämtats från teknisk personal. Dessa uppgifter används okontrollerade i rapporten. Energibalansen i rapporten ger en approximativ fördelning av energianvändningen över året. Risker finns att någon enhet, under mätperioden, har utnyttjat mer eller mindre effekt än vad som är normalt under året. Hänsyn har inte tagits till eventuella synergieffekter varför varje åtgärdsförslag ska ses var för sig. 4
2 Kort om företaget 2.1 Ingångsdata Tabell 1: Sammanställning energianvändning år 2008 Kolumn1 Energianvändning 2008 Elanvändning 3 060 917,00 kwh Företag: ICA Maxi Sandviken Adress: E-post Telefon Fax. Kontaktperson: Datum för analys: Energianalytiker: Ulf Larsson 5
3 Nulägesanalys och åtgärdsförslag 3.1 Byggnad Byggnaden är uppförd i två delar, 2002 byggdes en ICA Kvantum butik för att år 2007 byggas ut till en ICA Maxi butik. Detta innebär också att de installationer som finns i byggnaden också har byggts i två omgångar. Byggnaden är klassisk och uppfyller de termiska krav som ställdes av Boverket vid tiden för byggnationen. Åtgärd: Att åtgärda något på konstruktionen är inte aktuellt och att med energibesparing som incitament isolera byggnaden för termiska förluster räcker inte. Den del av den totala energianvändningen som härrör till uppvärmning är cirka 23% och då uppstår cirka 20% av dessa värmeförluster vid entréslussarna. 3.2 Tappvarmvattensystem Tappvattnet som används värms av en elektriskt VVB och har en årlig förbrukning av cirka 43 500 kwh och får nog betraktas som en relativt liten del av den totala energiförbrukningen, cirka 1,5%. Åtgärd: Den besparing som skulle kunna göras är att använda energibesparande snålspolande munstycken på tappkranarna, på detta vis används en mindre mängd vatten för samma blötningsförmåga. Detta är en installation som det skulle passa alldeles utmärkt att också konvertera till andra energikällor, ex. fjärrvärme. Besparingspotential Om man antar att en stor del av varmvattnet används genom spolning av vattnet genom kran så kan 40-60% besparing göras (beroende på vilken kran som är installerad). Vilket lågt räknat skulle ge en energibesparing på cirka 17 400 kwh. 3.3 Uppvärmningssystem Uppvärmningen sker huvudsakligen genom uppvärmd ventilationsluft. En mindre del av uppvärmningssystemet består av elradiatorer, dessa är då belägna i kontorsrum. Värmningen av luften sker genom att energi återvinns från den utgående luften med en roterande värmeväxlare, övrig värme kommer från ett återvinningssystem från kondensorsidan på kylanläggningen och slutligen från en elektrisk värmare som fungerar som eftervärmare. En relativt stor del av energianvändningen som kan relateras till uppvärmningssystemet är vid entrén där värmespärrar i form av luftridåer finns monterade. Åtgärd: Den besparing som skulle kunna göras här är direkt relaterad till den termiska statusen på byggnaden och där är investeringar i form av termiska förbättringar inte aktuella. Denna del av energisystemet skulle kunna konverteras till andra energikällor, ex. fjärrvärme. 6
3.4 Livsmedelkyla Nästan all kyla för livsmedel produceras i en centralenhet där sedan utbytet med frysar och kylar sker med ett rörsystem där en vatten/glykol baserad vätska, s k. brine, fungerar som energibärare. Genom att återvinna kondensorvärme för uppvärmning av byggnaden optimeras energiförbrukningen för kyla/värme. Värmeåtervinningen minskar kostnaderna för uppvärmningen. Åtgärd: De åtgärder som finns att göra är att se till att dörrar till kylrummen alltid är stängda, att nattäckning av horisontella frysar och kylar görs och att vertikala öppningar i kylar täcks med gardiner nattetid. Nyare kylar har ofta dörrar som kan öppnas och stängas av kund och därmed är stängda en stor del av tiden. Besparingspotential Värmetillskottet från elvärmare som står för eftervärmningen av luften efter att tillskotten från roterande värmeväxlare och återvinningen från kylsystemet är gjort verkar lite hög. Har inte gjort någon undersökning på hur mycket som återvinns ifrån kylsystemet, hur mycket som kan återvinnas beror till stor del på vilken kondenseringstemperatur kylsystemet har. Högre kondenseringstemperatur innebär också en lägre kylfaktor och därmed krävs en högre mängd el för att upprätthålla önskad kylning. 3.5 Ventilationssystem Det finns fyra ventilationssystem i butiksbyggnaden med separata uppvärmningssystem. Två av dem byggdes 2002 när den lilla ICA-butiken (ICA Kvantum) blev uppförd. När butiken byggdes om till ICA maxi byggde man till ännu ett system på taket och ett mindre inomhus. Det mindre systemet försörjer kontoret med ventilation och det andra används till butiken och används därmed också som uppvärmningssystem av lokalerna. Aggregaten är försedda med till- och frånluftfläktar som förbrukar 255,6 MWh årligen. Besparingspotential Förbrukningen av energi relaterat till ventilationssystemet är relaterat till elanvändningen till fläktar och uppvärmning. Systemet återvinner redan värme från frånluften genom en roterande värmeväxlare. Den energi som tillförs i ventilationsaggregaten är beroende av drifttiden och av storleken på flödet, dvs. minska flödet och drifttiden så sparas energi. Driftstiden är idag från 06.00 till 22.00 och det gäller även för aggregatet som servar kontorsdelen. En grundligare undersökning på hur mycket som återvinns från kylsystemet och frånluften och sedan kommer ventilationsluften till godo skulle behöva genomföras. I dag är den energi som behövs till eftervärmning förvånansvärd hög och eventuellt skulle detta kanske kunna förklara en hel del av den höga förbrukning som finns vid ICA maxi i Sandviken. 3.6 Belysning Belysningen i butiken sörjer för ideala arbetsförhållanden. Den består huvudsakligen av lysrör av olika effekter (1 079st) och spottar (240st) med effekten 85 W. Den påslagna tiden är indelad i två steg. Den ena hälften slås på varje dag kl 05.30 och resterande 50 % två timmar senare (07.30) innan butiken öppnar. Belysningen är sedan påslagen hela dagen fram till 22.30 då allt slås av. Det totala energibehovet för belysningen är 661,3 MWh årligen vilket ger ett energibehov på 165 kwh/m 2. Effektbehovet är 26,2 W/m 2. 7
Åtgärd: I nya effektivare belysningslösningar satsar man ofta bl.a. på inredningsorienterad belysning, med pendlade armaturer över kyl- och frysdiskar och annan låg inredning. Höga hyllor kan förses med armaturer som monterats med specialkonsoler.. Besparingspotential Effektbehovet på 26,2 W/m 2 är högt, vid ICA Kvantum, Kungens Kurva, gjordes en anpassning av belysningen och från att ha haft ett effektbehov per 23 W/m 2 sänkte man den till 14 W/m 2. Den nya belysningen där består av moderna armaturer för T5-lysrör och White SON för Accentbelysning och ljuset har där i huvudsak riktats mot varorna som också enligt uppgift har gett en positiv effekt för upplevelsen av butiksmiljön. Om ICA Maxi i Sandviken skulle genomföra samma förändring och skulle få ned effekten till 14 W/m 2 så skulle det ge en energibesparingen på 334,4 MWh. 3.7 Bageri ICA Maxi i Sandviken har sitt eget bageri som används alla dagar i veckan. I bageriet finns tre ugnar, två vanliga och en stenugn. Ugn 1 förbrukar 40,91 MWh, ugn 2 förbrukar 40,73 MWh och stenugnen 11,21 MWh sammanlagt blir det 92,86 MWh. Åtgärd: Det man bör tänka på är att dessa ugnar bara slås på när de används, själva uppstarten av dessa ugnar kräver en stor mängd energi och då speciellt stenugnen. Med tanke på hur mätningen ser ut så kan man misstänka att det en ganska stor del av dagen är tomgångsdrift av dessa ugnar. Energi finns att spara om man vissa dagar kan undvika att starta alla ugnar, för det är uppvärmning och tomgångsdrift som står för den största delen av energibehovet. 3.8 Grillar Det finns två grillar i butiken som används bl.a. till att grilla kyckling. Som man kan se på mätningarna nedan används den mindre grillen endast måndag t.o.m. fredag medan den större används även på lördagar. Den lilla grillen har en energiförbrukning på cirka 1 577 kwh på årsbasis. Det är den stora grillen som står för det mesta av energiförbrukningen, 9,9 MWh. Detta ger en sammanlagd förbrukning i grillen på 11,48 MWh. 8
Elanvändning Timvärdena visar uttagen effekt i kwh/h. Kurvan nedan visar förbrukningen av energin under 2008. Ett tänkt medelvärden under året ser att detta förändras med avseende på årstiden och detta visar att elanvändningen är starkt beroende av uppvärmningssäsongen som i Sandviken är ungefär mellan 15 september till 15 maj, övrig del på året (sommaren) föreligger inget behov för byggnadsuppvärmning. Den förbrukning som då föreligger är starkt kopplad till verksamheten. En viss ökning kan ses mitt i sommaren och denna är förmodligen kopplad till att det då föreligger det största kylbehovet under året och kompressorerna i kylmaskinen drivs av el. El-statistik för år 2008 Enhet Benämning Med Min Max 'Energi kwh' kwh/h Effekt 348,50 165,00 497,00 3 060 917,00 9
Energi [kwh] El-energibalans Tabellen nedan visar en relativt grovt indelad energibalans. Den största posten står uppvärmning och klimatkyla (1 116 MWh) för och där ingår också energibehovet för luftridåerna vid entrén. Övriga stora indelningar är livsmedelkyla (766 MWh) som innefattar både frysar och kylar, belysning i butik (661 MWh) och drift av fläktar i ventilationssystemen (256 MWh). All tillskott av energi till byggnaden är idag från el, men ungefär 25% av den totala energianvändningen skulle vara lämplig för exempelvis fjärrvärme.. Diagram: Energidiagram 1200000 Uppvärmning och klimatkyla 1000000 800000 Livsmedelkyla Belysning 600000 400000 Fläktar till ventilation 200000 0 Bageri Uppvärmning och klimatkyla Drift av pumpar Övrigt Tappvarmvatten Grill 3.9 Generella nyckeltal I en utredning som ICA Fastighets AB gjorde år 1996 noteras att energiförbrukningen i en genomsnittlig livsmedelsbutik är 421 kwh/m2 och år, och att denna varierar beroende på butikens storlek och roll på dagligvarumarknaden. I tabell nedan presenteras den totala energiförbrukningen för respektive butikstyp. Tabell 3-2: Energiförbrukning i olika butikstyper. Butikstyp Antal Genomsnittlig uppvärmd yta Energiförbrukning/ m 2 uppvärmd yta Områdesbutik liten 43 601 m 2 471 kwh/m 2 år Områdesbutik 88 805 m 2 478 kwh/m 2 år mellan Områdesbutik stor 82 1646 m 2 452 kwh/m 2 år Storbutik 21 4100 m 2 391 kwh/m 2 år Stormarknad 10 7287 m 2 326 kwh/m 2 år Lågpris 12 1316 m 2 426 kwh/m 2 år 10
4 Mätning vid ICA Maxi Sandviken Diagram VVB Enhet Benämning Med Min Max 'Energi kwh' kw Effekt 4,97 0,00 6,21 654,3 11
Diagram liten grill Enhet Benämning Med Min Max 'Energi kwh' kw Effekt 0,18 0,00 30,54 23,34 12
Diagram chark stor grill Enhet Benämning Med Min Max 'Energi kwh' kw Effekt 1,13 0,00 27,60 149,18 13
Diagram Bageri ugn 1 Enhet Benämning Med Min Max 'Energi kwh' kw Effekt 4,67 0,00 49,27 615,30 14
Diagram bageri ugn 2 Enhet Benämning Med Min Max 'Energi kwh' kw Effekt 4,65 0,00 51,00 612,66 15
Diagram stenugn Enhet Benämning Med Min Max 'Energi kwh' kw Effekt 1,28 0,00 27,68 167,99 16