20 04-11-17 /120 02-0 9-05 /1
Optimalt system för energi ur avfall i Göteborg Utbyggnad av Jonas Axner, Renova AB Renovas avfallskraft- värmeverk i Sävenäs
Sävenäs AKVV Omvärld Teknik / begränsningar Åtgärder för ökat elutbyte Resultat av åtgärder Framtid
Renovas avfallskraftvärmeverk i Sävenäs, Göteborg
Renovas avfallskraftvärmeverk, några siffror Tillstånd: 550 000 ton avfall/år Ugn 1 15 ton avfall/h Effekt 45 MW Martin 2001 Ugn 4 22 ton avfall/h Effekt 56 MW von Roll 1995 Ugn 5 22 ton avfall/h Effekt 56 MW von Roll 1994 Ugn 7 14 ton avfall/h Effekt 43 MW Martin 2009 TOTAL 73 ton avfall/h Panneffekt 200 MW Rökgas EKO 2x3 MW + 2x4,5 MW Rökgaskondensering AVP-pumpar AVP-kylning processvatten TOTAL 15 MW 28 MW 1,5 MW 44 MW Produktion 2009 Förbränt Fjärrvärme El 451 771 ton 1 099 067 MWh 227 794 MWh 2010-03-22/5
Klimatpåverkan från Renovas avfallssystem En grov jämförelse mot andra avfallssystem Europa är i genomsnitt bättre än övriga världen. (Gäller för avfallsbehandlingen/återvinningen inte mängden uppkommet avfall) Sverige ligger i topp i Europa (Tillsammans med ytterligare några länder bla Danmark, Österrike Schweiz) Renova ligger i topp i Sverige (Tillsammans med ytterligare några anläggningar med (a) hög elproduktion, (b) hög total energiåtervinning, (c) utvecklad materialåtervinning, och (d) rötning för lättnedbrytbart avfall)
El- och värmeproduktion från avfallsförbränning i Europa 2006 Profu [MWh/tonne incinerated *Avser levererad energi (övriga data avser producerad energi)
El- och värmeproduktion från svenska avfallsförbränningsanläggningar 2008 Profu * Uppgifter från 2007
Energijämförelse mellan rötning och förbränning Lättnedbrytbart organiskt avfall (Matavfall, avfall från livsmedlesproduktion, mm) (1 ton, ca 2 MWh) Rötning + Gasturbin 0,40 MWh, el Avfalls- 0,60 MWh, värme förbränning (Sävenäs) 0,40 MWh, el 1,60 MWh, värme Rötrest Aska, Slagg Källa: Profu
Varför bör avfallsförbränningsanläggningarna i Sverige satsa på en ökad elproduktion? Handelssystemet med utsläppsrätter ( två nya perioder: 2008-2012, 2013 - > ) Integrerad europeisk el-marknad (ökad överföring mellan Norden och Europa högre elpris) Avfallsförbränningsskatt ( Nuvarande avskaffas vad kommer därefter? ) Utökning av elcertifikatsystemet Nya studier visar att andelen fossilt kol i avfall kan vara betydligt lägre än vedertagna schabloner Miljöstudier stödjer högeffektiv kraftvärmeproduktion EU:s direktiv om främjande av förnybar energiproduktion RES (år 2020: -20% CO2, +20% förnybart, -20% genom energieffektiviseringar). Tredjepartstillträde på fjärrvärmemarknaden, avsättning för el finns alltid
Antal anläggningar (st) Utvecklingen för utbyggnad av avfallskraftvärme i Sverige - Antal anläggningar - 35 30 25 20 3 Kraftvärmeverk (KVV) Hetvattenpannor (HVP) 3 5 5 6 8 11 15 17 18 15 10 19 20 18 19 19 18 18 5 14 13 11 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 År
Utvecklingen för utbyggnad av avfallskraftvärme i Sverige - Mängden som förbränns i AKVV - Mängden avfall som förbränns i KVV (Kton) 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 Kraftvärmeverk (KVV) Hetvattenpannor (HVP) 500 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 År
Rankine, enkel ångcykel T S
Några avfallsfkraftvärmeverks olika lösningar att höja elverkningsgraden. Vanligaste ångdata idag 40 bar /400 grc ( Renova, elverkningsgrad = 20,9 %) Ökade ångdata till 60 bar / 460 grc ( Kalylerad elverkningsgrad = 23,2 %) Ökade ångdata till 74 bar / 480 grc ( Brecia, elverkningsgrad = 24,0 %) Ökade ångdata till 130 bar / 440 grc ( Amsterdam, elverkningsgrad = 28,1 %) Extern överhettning i hybrid process 100 bar / 540 grc. ( Bilbao, elverkningsgrad = 42 %)
Elverkningsgrad som funktion av ångdata (tryck / temp) Elverkningsgrad %. 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 50 100 150 Panntryck bar Enkel ångcylel Hybrid process
Vad begränsar ökat ångdata vid avfallsförbränning? Korrosion! Hur kan vi påverka korrosionen? Material Miljö
Material Olika legeringar i de rökgasberörda tryckkärlstuberna Påsvetsade ytbeläggningar eller compoundtuber Termisk sprutning med nya metoder
Miljö Skydd med eldfasta infodringar Förbättrad gasombladning, dysutformning, recirkulation Minimering av klorider i avfallet Tillsättning av svavel i eldstad Nya utformningar på eldstad för separering av aggresiva rökgaser
Varför inte gå upp för högt i ångdata vid avfallsförbränning? Hög elprodukton uppnås inte bara genom höga ångdata: Drift: Produktionsstopp Elkraft och fjärrvärme Produktionsstopp Avfallsinfarkt Underhåll: Höga ångdata dyra komponenter Höga ångdata hög korrosionshastighet Höga ångdata mindre marginaler
ABB Stal VAX MT17 17 turbinsteg
Hur kan nettoelproduktionen ökas? Större elproduktion Mindre elförbrukning / hjälpkraft
Möjliga förändringar på kort och medellång sikt (<2020) Sänkning av matarvattentrycket, 85 70 bar Hetvattendriven matarvattenförvärmare istället för ånga Hetvattendrivna luftförvärmare istället för ånga Eliminera behovet av 7 bars avtappningsånga från ångturbin Frekvensstyrning av matarvattenpumpar och rökgasfläktar Sänkning av fjärrvärmetemperaturer, framledning och retur Direktväxling fjärrvärmeretur mot rökgaskondensering Utredning skovelbyte av befintlig turbin / alternativt ny turbin Utreda / kylmöjligheter / kondenssvans Utreda olika hybrid och/eller kombicykler
Möjliga förändringar på lång sikt (>2020) Hybridprocesser Nya pannor, högre ångdata Mellanöverhettning Flerstegskondensering Andra bränslen för överhettning/mellanöverhettning (NG, Biogas, bioolja etc)
Åtgärder, kostnad, nytta Ökad nettoelproduktion MWh/år 35000 30000 25000 20000 15000 12 15 10000 11 13 14 5000 5 7 2, 6, 1 10, 4, 3 8 100 200 300 400 500 Investeringskostnad Mkr
Ökad tillgänglighet - ökad kapacitet ENERGIPRODUKTION 1 250 000 245 000 1 200 000 225 000 1 150 000 205 000 MWh Värme 1 100 000 1 050 000 1 000 000 185 000 165 000 MWh El Värme Elkraft 950 000 145 000 900 000 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 125 000
Ökad tillgänglighet - ökad kapacitet 24 000 Drifttimmar & förbrända ton 460 000 23 500 23 000 450 000 440 000 430 000 Timmar 22 500 22 000 21 500 21 000 20 500 420 000 410 000 400 000 390 000 380 000 370 000 360 000 Ton Drifttimmar Ton förbränt 20 000 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 350 000
Elproduktion från 1 ton avfall vid olika avfallskraftvärmeverk i Sverige 0,6 0,5 0,4 0,3 År 2006 Specifik elproduktion 2006 (MWh/ton) 0,2 0,1 Göteborg-2007 Jönköping Linköping Borås Umeå Göteborg Kiruna Stockholm Kumla Halmstad Malmö Eksjö Norrköping Lidköping Ljungby Skövde Hässleholm Karlskoga Sundsvall Källa Profu
Svavelrecirkulation
Separering av rökgaser K Pb Cl Zn Na C x H y CO, H 2 CH 4, C x H y H 2 O CO, CO 2 CO 2, O 2 TORKZON FÖRBRÄNNINGSZON ASKA
Hybrid process
20 04-11-17 /120 02-0 9-05 /1