Processintegration i industrin utveckling och erfarenheter i Sverige och Internationellt Forskning och utveckling vid Linköpings universitet 1
Skapa en nod 2
Lägg till fler noder, ge dem namn och koppla noderna med varandra med flöden. 3
Lägg till funktioner till noderna, ex. Investeringskostnadsfunktion 4
Mejeriet Arla Foods Linköping 5
Upplägg Användbarhet - beslutsstöd Samverkan med andra metoder Utveckling Visioner 6
Användbarhet - beslutsstöd Förändringar i randvillkor effekter på investeringar i SKFs gjuteri Produktionsplanering koksverk vid SSAB Regional samverkan RESO Trade-off mellan att använda överskottsvärme internt eller externt Produktion av (absorbtions)kyla med hjälp av industriell överskottsvärme Förgasning av biomassa integrerad med massa- och pappersbruk behov av ekonomiska styrmedel Industriell symbios ekonomisk och klimatmässig utvärdering av samarbeten mellan industrier och samhälle 7
SKF Energikostnaden kunde minskas med ca 20%. Veckoproduktionen kunde öka med ca 25%. Effektbehovet kunde minskas Företaget kunde behålla sina hållugnar Thollander P., Mardan N., Karlsson K., 2009 8
Användbarhet - beslutsstöd Förändringar i randvillkor effekter på investeringar i SKFs gjuteri Produktionsplanering koksverk vid SSAB Regional samverkan RESO Trade-off mellan att använda överskottsvärme internt eller externt Produktion av (absorbtions)kyla med hjälp av industriell överskottsvärme - Förgasning av biomassa integrerad med massa- och pappersbruk behov av ekonomiska styrmedel Industriell symbios ekonomisk och klimatmässig utvärdering av samarbeten mellan industrier och samhälle 9
RESO, Studerad region Sandviken Sandvik Gävle Korsnäs Sweden StoraEnso Skutskär 40 km Värmebehov ca. 7 TWh/år 10
Exemplet RESO Karlsson M. et al 2009 11
Resultat från RESO (30 scenarios som grund för analysen) Vinst för det integrerade systemet, för varje scenario, jämfört med befintliga separata system: 40 240 MSEK/år Medel: 140 MSEK/år Fjärrvärmemarknad: 150 620 GWh/år Medel: 430 GWh/år Elproduktion: 850 1360 GWh/år Medel: 1080 GWh/år Karlsson M. et al 2009 12
(Lösning) Lägsta kostnad, jämfört med existerande system [GWh] Gävle Energy Sandviken Energy Älvkarleby Fjärrvärme 352 7 53 40 28 0 Heat market 0 515 168 0 0 39 Korsnäs Karskär Energy Sandvik StoraEnso Skutskär 13
MSEK/year RESO - vinstfördelning 200 150 100 50 0-50 GEAB SEAB Sandvik KEAB Skutskär Scenario 5 Scenario 10 Scenario 14 Scenario 18 Scenario 21 Scenario 24 Scenario 25 Scenario 26 Scenario 28-100 -150 14
Upplägg Användbarhet - beslutsstöd Samverkan med andra metoder Utveckling Visioner 15
Samarbeten med andra metoder remind - pinch: StoraEnso Skoghall remind - Exergi: StoraEnso Skoghall remind - discrete event simulation - Gjuterier 16
remind - pinch: StoraEnso Skoghall Förindunstning av avlopp med hjälp av överskottsvärme så att det bildas två fraktioner: Rent avloppsvatten En torr substans som kan förbrännas Bengtsson C., Karlsson M., Berntsson T., Söderström M., 2002 17
Investment opportunity [MSEK] remind - pinch: StoraEnso Skoghall 100 90 80 70 94,0 (Scenario 4) 92,2 (Scenario 5) 86,5 (Scenario 3) 79,0 (Scenario 0) 78,1 (Scenario 1) 77,2 (Scenario 2) 60 50 40 30 4 5 6 20 10 1 2 3 0 0 5 10 15 20 25 Steam demand decrease (0,4 MPa) [MW s ] Bengtsson C., Karlsson M., Berntsson T., Söderström M., 2002 18
Samarbeten med andra metoder remind - pinch: StoraEnso Skoghall remind - Exergi: StoraEnso Skoghall remind - discrete event simulation - Gjuterier 19
INTENS (INTegration of ENergy optimization and discrete event Simulation) Simulation tool Optimization tool Result Optimum Result Optimization tool Simulation tool Applicability? Optimum 20
Upplägg Användbarhet - beslutsstöd Samverkan med andra metoder Utveckling Visioner 21
Utveckling MIND föddes 1987 remind föddes 2000 Multiobjectives Predefined functions Function editor Senaste förändringar Förbättring av investeringskostnadsfunktionen Start- och stopp Utvecklingsplattform 22
Publikationer Totalt till 2010 (baserat (delvis) på modellering som använt MIND eller remind) Ca 60 vetenskapliga publikationer (journaler och konferenser) Ca 15 rapporter, examensarbeten mm 9 avhandlingar >3 licentiater 23
Upplägg Användbarhet - beslutsstöd Samverkan med andra metoder Utveckling Visioner 24
Visioner Stora system i samarbete skapa vinst och vinstdelning, fortsättning på RESO exemplet Beslutsfattande på olika modellnivåer (hissar) Nya metodkombinationer, ex. byggnadssimulering Gränssnittsförbättringar Koppla modellering till verkligheten i realtid Robusta lösningar skapa data för känslighetsanalyser 25
Thanks Tack www.iei.liu.se/energi 26
Användbarhet - beslutsstöd Förändringar i randvillkor effekter på investeringar i SKFs gjuteri Produktionsplanering koksverk vid SSAB Regional samverkan RESO Trade-off mellan att använda överskottsvärme internt eller externt Produktion av (absorbtions)kyla med hjälp av industriell överskottsvärme Förgasning av biomassa integrerad med massa- och pappersbruk behov av ekonomiska styrmedel Industriell symbios ekonomisk och klimatmässig utvärdering av samarbeten mellan industrier och samhälle 27
Industriell symbios Wolf A. och Karlsson M., 2008 28
När kostnaden minimeras vad blir utsläppen av CO 2? Model Biofuel Unlimited, tons CO 2 /year Biofuel Limited, Tons CO 2 /year Marginal Coal 2500 24000 Marginal NGCC 920 22000 Average Grid 130 21000 Wolf A. och Karlsson M., 2008 29
När CO 2 -utsläpp minimeras (minskning jämfört med ekonomisk optimering) Model Biofuel Unlimited (%) Biofuel Limited (%) Marginal Coal 46 8 Marginal NGCC 46 12 Average Grid 19 43 Wolf A. och Karlsson M., 2008 30