Etablering och marknadsutveckling för Energieffektivt företagande i Norrbotten Energikartläggning av Polaris AB April 2007 Genomförandegrupp: Annika Lindström Tomas Burstedt Maria Sjögren Handledare: Jan Dahl, LTU Finansiärer:
Innehållsförteckning Introduktion... 3 Beskrivning av företaget... 4 Lokalen... 4 Elanvändningen uppdelad i produktionsprocesser och stödprocesser... 6 Energistatistik... 7 Årligt elköp... 8 Åtgärdsförslag... 9 Elavtal, abonnerad effekt... 9 Ventilation... 9 Klimatskal... 9 Maskiner... 10 Värme... 10 Varmvatten... 10 Kyla... 11 Belysning... 11 Motorvärmare... 11 Ekonomisk analys av värmealternativen... 12 Bilaga 1. Energibalans... 15 Bilaga 2. Sammanställning av minskat CO 2 -utsläpp p g a. minskad energianvändning... 17 2
Introduktion Det behövs en bättre användning av energiresurser i världen. De ökade energipriserna och den hårdnande konkurrensen om energitillgångar kan vara ett hot mot svensk industri. Samtidigt visar olika studier att industrins specifika energianvändning i Sverige är högre än i de övriga europeiska länderna. Därför kan man med fog anta att det finns ett stort utrymme för energieffektivisering inom svensk industri som i många fall faktiskt kan halvera den nuvarande energianvändningen. I december 2004 fattade riksdagen beslut om lagen om program för energieffektivisering (SFS 2004:1196). Lagen ger befrielse från energiskatt på el för energiintensiva företag som deltar i och följer ett särskilt nationellt program för energieffektivisering (PFE). Även om lagen är öppen för alla företag som har inköpskostnader för energiprodukter och el på minst 3 % av produktionsvärdet under basåret så är det svårt för små företagare att uppfylla de övriga kraven för deltagande. Energimyndigheten och andra myndigheter har stött olika projekt för att introducera energieffektivisering i små och medelstora företag. Två av dessa projekt är Energieffektivt företagande i Norrbotten och dess fortsättning Etablering och marknadsutveckling för energieffektivt företagande i Norrbotten som leds av Norrbottens energikontor AB (Nenet) och bedrivs i nära samarbete med Luleå tekniska universitet (LTU) och Energitekniskt centrum i Piteå (ETC). Projekten är finansierade av EU:s strukturfonder för Mål 1 Norra Norrland, Länsstyrelsen i Norrbottens län, Norrbottens läns landsting och Energimyndigheten. Denna studie utgör en av aktiviteterna i fortsättningsprojektet. Målet med studien är framförallt att demonstrera de möjligheter som finns för att med små medel energieffektivera ett mindre företag. Vår studie har visat att den totala energianvändningen på Polaris Optic AB är nästan 300 000 kwh per år och att det finns en effektiviseringspotential på minst 60 000 kwh för åtgärder med god lönsamhet. Erfarenheter från andra håll visar att många energieffektiviseringsåtgärder har positiva effekter på tillverkningsprocessen och komforten. Rapportförfattarna vill tacka Karin Hansson Noppa på Polaris för hennes medverkan i kartläggningen. 3
Polaris Optic AB Beskrivning av företaget Polaris Optic AB tillverkar glasögon. Förutom på den svenska marknaden finns företaget också på marknaderna i Japan och England. Hela koncernen omsätter 30 miljoner kronor per år. Totalt tillverkar företaget 30 000 40 000 bågar per år. I Sävast, Boden, produceras ca 27 000 30 000 bågar per år. Företaget har 32 anställda. Företaget är i ett tillväxtskede och kan växa med nuvarande maskiner och lokaler. Lokalen Byggnaden där företaget finns byggdes 1983/1984 och har en yta på 1 160 m 2. Uppvärmningen sker med direktverkande el med ett centralt styrsystem (givare finns utplacerade på 10 ställen). Ventilationen består av från- och tilluftsventilation med värmeåtervinning. Ventilationen körs under kontorstid (kl 05.30-18.00). Med åren har lokalerna ändrats. Flera väggar har satts upp vilket har gjort att förutsättningarna har ändrats för värme och ventilation. Lokalen upplevs som ojämn i temperatur. Halva delen känns varmare än den andra. På sommaren har man också problem med övertemperaturer i lokalen och det krävs därför en del kyla. Huset har 3-glas-fönster med möjlighet till solavskärmning. Takfönstren ska på sikt åtgärdas. Tidigare läckage av värme till yttertaket har åtgärdats genom att tilläggsisolera i den mån det är möjligt. Ventilationen mellan isolering och yttertak har ökats genom att ytan på luftintag vid takfot har ökats och fler frånluftskorstenar han byggts. Fortfarande finns problem med värmeläckage, istappar vid takfot och svallis vid takfönster. Det finns ingen styrning på motorvärmarna. 4
Bild 1. Planlösning 5
Elanvändningen uppdelad i produktionsprocesser och stödprocesser Flödesschema för produktion och material redovisas i kvalitetssystemet. Elanvändningen för år 2006 uppdelad på stöd- och produktionsprocesser: El 280 000 kwh/år Process Metall 2 200 kwh/år Process Infinity 800 kwh/år Process Optic 4 500 kwh/år Process Order 12 500 kwh/år Stödsystem Lokaler 260 000 kwh/år Klimatskal Ventilation 110 000 kwh/år 80 000 kwh/år Belysning 50 000 kwh/år Motorvärmare 16 000 kwh/år Kyla 4 000 kwh/år 6
Energistatistik Diagram 1. Elanvändning per timme, under en vecka på hösten. kw 120 29 okt - 4 nov 100 80 60 40 2006-10-29 2006-10-30 2006-10-31 2006-11-01 2006-11-02 2006-11-03 2006-11-04 20 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 timme Mest el används på förmiddagar. Under nätter och helger används ca 20 kw. Under hösten 2006 var högsta uppmätta effekt 117 kw d v s väsentligt mindre än de 170 kw som avtalats. Lägsta uppmätta effekt var 3 kw under några timmar i augusti och september. Diagram 2. Även sommartid används el under låglasttid som sannolikt är till kyla. Y-axeln redovisas antalet kw och x-axeln vilken timma på dygnet. 10-16 juli 50 45 40 35 30 25 20 2006-07-10 2006-07-11 2006-07-12 2006-07-13 2006-07-14 2006-07-15 2006-07-16 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 7
Diagram 3. Uppdelning över tiden; säsong- och timanvändning kwh/dygn hösten 2006 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 06-07-01 06-08-01 06-09-01 06-10-01 06-11-01 06-12-01 Elanvändningen följer ett veckomönster och varierar mellan 180 och 1 600 kwh/dygn. Enstaka dagar används mer el än vanligt. Sannolikt används kyla dygnet runt till mitten av augusti och elvärme startas i september. Årligt elköp 280 000 kwh, 170 kw Nätkostnad Elenergikostnad Pris per kwh 55 000 kr/år 115 000 kr/år 170 000 kr/år 0,4 kr/kwh Nyckeltal: Exempel som kan användas för att jämföra mellan år, produkt m m. Energikostnad/anställd 5 300 kr/anställd Energikostnad/omsättningskrona 0,56 % Energianvändning/anställd 8 750 kwh/anställd Energikostnad/glasögonbåge 5,70 kr/båge Energianvändning för värme/m 2 lokal 241 kwh/m 2 8
Åtgärdsförslag Elavtal, abonnerad effekt Företaget har ett fast elpris hos Bodens Energi AB. Bodens Energi AB är även nätägare. Den abonnerade effekten är 170 kw och bör kunna sänkas eftersom effektbehovet under hösten 2006 inte var högre än 117 kw. Vid sänkning av den abonnerade effekten med 10 kw minskar effektavgiften med 2 500 kr/år. Åtgärdsförslag: Ta reda på vad som orsakar toppeffekten. Kan effekten sänkas eller flyttas om i tiden? Kontakta Bodens Energi Nät AB för omförhandling av abonnerad effekt. Ventilation Några luftflöden har inte uppmätts, men en uppskattning är att luften byts varannan timma och att företaget använder ca 80 000 kwh för att värma den, varav 60 % kan återvinnas. Med åren har lokalerna ändrats. Flera väggar har satts upp vilket har gjort att förutsättningarna har ändrats för ventilationen. Från företagets senaste OVK-protokoll (OVK = obligatorisk ventilationskontroll) kunde inte några luftflöden utläsas. Energistatusen på ventilationen har inte noterats vid OVK-besiktningen. Ett av aggregaten har haft återluft tidigare men denna används inte. Ett annat har korsströmsvärmeväxlare. En översyn av ventilationen bör göras. Styrning av ventilationen bör ske utifrån behovet av ventilation och inte bara efter tiden. Åtgärdsförslag: Värmeåtervinningen bör ses över och verkningsgraden höjas. I första hand bör systemet med återluft kopplas bort och ersättas med ett fungerande värmeåtervinningssystem. Behovet av ventilation i de olika delarna av fastigheten bör ses över. Energianvändningen bör därmed kunna minskas med 10 000 40 000 kwh/år. Klimatskal Företaget använder 110 000 kwh per år. Isoleringen är normal. Luftningen av yttertaket fungerar tydligen inte eftersom det finns istappar, trots att det vidtagits åtgärder. Takfönstren släpper ut värme så svallis uppstår och förhindrar avrinning av vatten vilket leder till att det uppstår vattenläckage in i lokalen. Åtgärdsförslag: Förbättra isoleringen av ventilationskanalerna, flytta dessa eller bygg om taket. Kostnaden för denna åtgärd kan bli väsentlig och bör därför göras i samband med åtgärder på tak eller i ventilationssystemet. 9
Förbättra takfönstrens isolering, t ex med energiglas, för att förhindra uppkomst av vatten på taket och ordna så att det vatten som uppstår leds bort utan att frysa fast. Energianvändningen bör därmed kunna minskas med 3 000-5 000 kwh/år. Maskiner Många av maskinerna har korta drifttider med små effekter och stängs av när de inte används, vilket gör att maskinerna inte är ett prioriterat område att fördjupa sig inom. Maskinernas energibehov är mindre än 10 % av företagets energianvändning. Om energianvändningen därmed kan minskas med 10 % minskar elförbrukningen med 2 000 kwh/år. Värme Effektbehovet är 70 kw varav 30 kw är till ventilationen. Uppskattningen av effektbehovet för värme är grov och bör bekräftas via en projektering. Med åren har lokalerna ändrats, bland annat har flera väggar satts upp, vilket har gjort att förutsättningarna för spridningen av värme i fastigheten har ändrats. Halva fastigheten upplevs som kallare, orsaken till detta är inte utredd. Elementen är från 1983/1984 och inom en inte alltför lång framtid måste dessa bytas ut. Med ett vattenburet system finns en större flexibilitet än med direktverkande elvärme. År 2012 planerar Bodens Energi AB att dra fjärrvärme till Sävast. Det förutsätter en konvertering till vattenburet system. Andra alternativ är bergvärmepump eller biobränslepanna som också kräver ett vattenburet system. En värmepump, som ska värma hela fastigheten, bör leverera minst 70 kw. Detta kräver en noggrann projektering av antal och placering av borrhål. Denna värmepump motsvarar värmepumpar för 10 villor med 10 borrhål. En förutsättning för lönsamheten är att det inte är så långt ner till berget. Åtgärdsförslag: En ny projektering av värmesystemet bör göras p g a de ändrade förutsättningarna i fastigheten. Undersök alternativ till direktverkande el (fjärrvärme, biobränsle, värmepump). Undersök om värmen kan kompletteras med behovsstyrd värme och inte bara tidsstyrd värme. Energianvändningen bör därmed kunna minskas med 10 000 kwh/år. Varmvatten Varmvattenbehovet kan uppskattas till 5 000-10 000 kwh/år. Befintlig varmvattenberedare värmer kontinuerligt 500 liter vatten. 10
Inget åtgärdsförslag ges. Effektiviseringspotentialen bedöms vara låg. Kyla Det finns fem stycken kylaggregat som körs sommarhalvåret och de använder ca 4 000 kwh el. I kontorsdelen, som upplevs varm under sommaren, finns det idag inte tillräcklig kyla. Sommartid går ventilationen dygnet runt i syfte att sänka innetemperaturen. Åtgärdsförslag: Utred om det behövs mer kyla i kontorsdelen för komfortens skull. Ingen effektiviseringspotential. Belysning Företaget använder ca 50 000 kwh per år. Drifttiden för belysningen är 2 400 timmar/år Stora delar av belysningen är sedan lokalen uppfördes 1983/1984. Beräknat elbehov är 19 W/m 2 och genomsnittet för en motsvarande byggnad/verksamhet är ca 23 W/m 2. Med modern belysningsteknik skulle elbehovet för belysning kunna sänkas till hälften. Utebelysning styrs av skymningsrelä. All belysning är tänd under hela arbetstiden kl 05.30-18.00 vardagar. Åtgärdsförslag: Se över tidsstyrning och zonindelning så att bara de ytor som används är upplysta. När ny armatur installeras ska så effektiv belysning som möjligt installeras. En livscykelkostnad visar att energikostnaden är störst vilket gör att det är lönsammare att välja en dyrare men effektivare belysning. Livscykelkostnaden är totalkostnaden för en viss utrustning under hela dess livslängd, från att den installeras till att den slutligt tas ur bruk eller man gör sig av med den Med modern teknik bör energianvändningen därmed kunna minskas med 25 000 kwh/år. Motorvärmare Företaget använder 16 000 kwh per år. Det finns 16 stycken motorvärmare. 12 av dessa används under 9 h per dag under vintermånaderna (nov mars). Energiåtgången för dessa är 12 x 9 h x 1,5 kw = 162 kwh/dag. 162 kwh x 100 dagar = 16 200 kwh á 40 öre = 6 500 kr/år Om drifttiden minskas till 2 h om dagen minskar kostnaden till 1 500 kr/år. Om toppeffekten orsakas av företagets användning av motorvärmare och kupévärmare så orsakar detta företaget en kostnad på 270 kr/kw. Åtgärdsförslag: 11
Installera timers. Investeringskostnaden är ca 3 000 kr. Åtgärden kan spara 10 000 kwh/år. Ekonomisk analys av värmealternativen En utvärdering av olika värmealternativ bör baseras på verkliga kostnader. Det är då företaget bör göra en livscykelkostnadskalkyl (LCC). Information och metod för detta finns att hämta från Energimyndighetens hemsida. Vid utvärderingen bör företaget även ta hänsyn till andra saker som miljöpåverkan, underhåll och skötsel, behov av utbildning m m. Oavsett kommande val av värmesystem behövs det en investering i ett vattenburet värmedistributionssystem. Elkostnaderna baseras på tillgängliga uppgifter från företagets elfaktura och Bodens Energi AB:s hemsida. Att bygga om värmesystemet till ett vattenburet kostar ca 400 000 kr. Kostnaden för anslutning till fjärrvärme, konvertering till biobränsle eller bergvärme bör undersökas. De beror till stor del på lokala förutsättningar, konjunktur m m, men kan med erfarenhet från liknande anläggningar på andra orter uppskattas enligt nedan. Om 110 000 kwh av den el som används för värme ersätts ändras kostnaderna enligt nedan. I dessa 110 000 kwh ingår inte värme för ventilation (som också kan kopplas in på det vattenburna systemet). LCC-värme nedan tar heller inte hänsyn till kostnader för kapital, drift och underhåll, miljö, energiprisets ändringar m m. Kalkylerna visar att enbart energikostnaderna under produktens livslängd nästan alltid spelar större roll för de totala kostnaderna än investeringskostnaden. Enligt energimyndigheten är kostnaderna för energi, underhåll och investering viktigast vid en LCC. 12
Total elkostnad idag med direktverkande elvärme Elnät Grundavgift: Ab-avgift: 270 kr/år x 170 kw = Totalt: Elenergi: 284 000 kwh El: 36,8 öre/kwh Elcert: 2,9 öre/kwh Skatt: 0,5 öre/kwh Totalt: 39,8 öre/kwh Elkostnad: Summa nät- och elkostnad: varav elvärme: 8 660 kr/år 45 900 kr/år 54 560 kr/år 113 600 kr/år 168 160 kr/år 54 800 kr/år Investering: ny direktel 250 000 kr Annan installation 100 000 kr LCC-värme: 350 000 kr + 54 800 * 10 år = 350 000+550 000 = 900 000 kr Fjärrvärme Minskat eleffektbehov för värme: 40 kw Minskad nätavgift: 40 kw x 270 kr = 10 800 kr Minskad elenergikostnad: 44 000 kr Totalt minskar elkostnaden: Fjärrvärme kostar: 29,38 öre/kwh 110 000 kwh x 0,2938 = 32 318 kr Fast avgift: 110 000/2 400 = 40 kw x 480 kr = 19 200 kr Totalt: Besparing som ska betala investeringen: 54 800 51 500 = 54 800 kr/år 51 518 kr/år 3 300 kr. Investering: konvertering 400 000 kr anslutning 250 000 kr LCC-värme: 650 000 kr + 51 500 * 10 år = 650 000+515 000 = 1 165 000 kr 13
Biobränsle Bränsleåtgång för 110 000 kwh = 30 ton biopellets Kostnad = 51 000 kr/år Besparing: 54 800 51 000 = 3 800 kr/år För detta alternativ behövs investeringar såsom pannrum, panna, bränsleförråd, skorsten m m. Dessutom tillkommer driftskostnader. Investering: konvertering 400 000 kr Panna mm 500 000 kr LCC-värme: 900 000 kr + 51 500 * 10 år = 900 000 + 51 5000 = 1 420 000 kr Bergvärmepump Minskat eleffektbehov för värme 20 kw Minskad nätavgift: 20 kw x 270 kr = Minskad elenergikostnad: Besparing som ska betala investeringen: Elen för att driva värmepumpen kostar: 5 400 kr/år 16 000 kr/år 21 400 kr/år 33 400 kr/år Investering: konvertering 400 000 kr Värmepump 1 000 000 kr osäker uppgift, det är långt till fast berg enligt uppgift LCC-värme: 1 400 000 kr + 33 400 * 10 år = 1 400 000 + 334 000 = 1 734 000 kr 14
Bilaga 1. Energibalans Diagram 4. Energianvändningen från energibalansen nedan, uppdelad i de olika användningsområdena. Energibalans Värme Ventilation Belysning Fastighetsel, ute Elanvändning, personal Kyla Maskiner m 2 u Graddagar kwh/år Byggnadsyta 1 160 131 928 golv 1 160 0,25 131 928 38 259 vägg 483 0,2 131 928 12 744 tak 1 160 0,15 131 928 22 955 Fönster 126 2 131 928 33 246 dörrar/portar 10 2 131 928 2 639 Takkupor 24 2 131 928 6 333 116 176 Årligt elköp kwh 284 000 245 kwh/m 2 Abonnerad effekt kw 170 147 W/m 2 Summa använt enligt nedan 170 288 147 248 st kw Summa kw h kwh Värme 2 400 Elpaneler 59 0,6 35,4 2 400 84 960 Elpaneler 3 1,2 3,6 2 400 8 640 Elpaneler 12 0,8 9,6 2 400 23 040 Takpaneler 3 0,25 0,8 2 400 1 800 Takpaneler 4 0,5 2,0 2 400 4 800 51,4 123 240 106 43% 15
Ventilation Luftmängd totalt m 3 131 Vid 0,5 oms/h 2030 30 928 88 379 Elbatteri 1 10,4 10,4 2 400 24 960 Fläktmotor 2 2,2 4,4 2 400 10 560 Elbatteri 1 16 16,0 2 400 38 400 Fläktmotor 2 2,2 4,4 2 400 10 560 35,2 84 480 73 29% Belysning Antag W/m 2 17,5 0,0175 20,3 2 400 48 720 42 17% Fastighetsel ute Utelyktor 6 0,1 0,6 1 200 720 Motorvörmare 16 1,3 20,8 200 4 160 21,4 4 880 4 2% Personalens elanvändning Kyl, frys, spis, micro, varmluftsugn 4,0 200 800 Varmvatten 6,0 200 1 200 10,0 2 000 Kyla Daikin till ventilation 1 0,62 0,6 320 198 25 år National 3 2,3 6,9 320 2 208 25 år Clima 1 5,3 5,3 320 1 696 1999 12,8 4 102 Summa Maskiner Process st kw kw H kwh Kompressor Optic 1 4 4,0 421 1 684 Kyltork Optic 1 0,27 0,3 8 760 2 365 Balpress Optic 1 2,2 2,2 24 53 4 102 4 Essilor Kappa Slipmaskin Optic 3 0,1 0,3 1 400 420 Borrmaskin Optodrill Optic 1 0,15 0,2 1 400 210 630 1 Datorer Order mm 22 0,15 3,3 1 700 5 610 5 Server Order mm 2 0,3 0,6 8 760 5 256 5 Kopiator/skrivare Canon Order mm 1 0,2 0,2 8 760 1 752 2 Skrivare HP Order mm 1 0,2 0,2 1 700 340 12 958 11 Press Metall 1 7,5 7,5 96 720 Tvätt Metall 1 1 1,0 307,2 307 Lödmaskin Metall 1 0,0 48 0 Svets Metall 3 0,348 1,0 48 50 Slipmaskin Metall 1 1,1 1,1 240 264 Polermaskin Metall 1 2,2 2,2 240 528 Trumlingsmaskin Metall 1 0,35 0,4 960 336 2 205 2 Kainberger Vakum Infinity 1 2,17 2,2 288 625 Kainberger Vakum Infinity 1 1,87 1,9 96 180 Lasergravyr kompressor Infinity 1 0,262 0,3 96 25 830 28,7 20 725 18 7% 16
Bilaga 2. Sammanställning av minskat CO 2 -utsläpp p.g.a. minskad energianvändning CO 2 -utsläpp per energienhet 37 g/kwh Svensk medelmix för el 0 g/kwh Förnyelsebara bränslen Åtgärdsförslag kwh kg CO 2 Elabonnemang 0 0 Ventilation -10 000-370 Klimatskal -3 000-111 Maskiner -2 000-74 Värme -10 000-370 Varmvatten 0 0 Kyla 0 0 Belysning -25 000-925 Motorvärmare -10 000-370 Summa -60 000-2 220 El exkl värme Värme Summa Konvertering till: kwh kg CO 2 kg CO 2 kwh kg CO 2 kwh kg CO 2 Elvärme 174 000 6 438 110 000 4 070 284 000 10 508 0 0 Fjärrvärme 174 000 6 438 110 000 0 284 000 6 438 0-4 070 Biobränsle 174 000 6 438 110 000 0 284 000 6 438 0-4 070 Bergvärmepump 174 000 6 438 36 667 1 357 210 667 7 795 0-2 713 17