RAPPORT
BALTIC ENERGY
Snökyla Hemab Härnösand
UPPDRAGSNUMMER 4024020000
EN FÖRSTUDIE
ÖSTERSUND
REVIDERAD
2012-10-31
2012-11-15
SWECO SYSTEMS AB
INSTALLATION ÖSTERSUND
repo001.docx 2012-03-29
1 (13)
Sweco
Bangårdsgatan 2
Box 553
SE-831 27 Östersund, Sverige
Telefon +46 (0)63 141400
Fax +46 (0)63 141414
www.sweco.se
Swe c o Sys te ms AB
Org.nr 556030-9733
Styrelsens säte: Stockholm
Lars Dahlberg
Civiligenjör energiteknik
Östersund
Telefon direkt +46 (0)63 141403
Mobil +46 (0)70 5981403
[email protected]
lard p:\4558\4024020_snökyla_hemab_härnös\000\15 handlingar\förstudie\4024020000_förstudie_121031.docx
INNEHÅLLSFÖRTECKNING
1
INLEDNING
3
2
SNÖHANTERING I HÄRNÖSAND
3
3
SNÖKYLA VID SUNDSVALLS SJUKHUS
6
4
FJÄRRKYLA I HÄRNÖSAND
9
5
SNÖKYLA I HÄRNÖSAND
9
6
MILJÖ
10
7
EKONOMI
11
7.1
Investeringsbehov
11
7.2
Årliga kostnader och intäkter
11
7.3
Ekonomisk kalkyl
13
8
SLUTSATSER
13
repo001.docx 2012-03-29
2 ( 13 )
RAPPORT
2012-10-31
REV 2012-11-15
SNÖKYLA HEMAB HÄRNÖSAND
lard p:\4558\4024020_snökyla_hemab_härnös\000\15 handlingar\förstudie\4024020000_förstudie_121031.docx
1
INLEDNING
Härnösand Energi & Miljö, HEMAB, har tidigare låtit utreda förutsättningar för fjärrkyla i
Härnösand.
I fjärrkyleutredningen har tre alternativ studerats:
- Frikyla från havsvatten.
- Absorptionskyla med hjälp av värmeenergi från kraftvärmeverket.
- Kombination av frikyla och återkylning av fjärrvärmereturen.
I föreliggande förstudie skall förutsättningarna för att försörja ett fjärrkylesystem med
snökyla studeras.
Underlag för förstudien har hämtats dels från ovan nämnd utredning, dels från befintlig
snökyleanläggning vid Sundsvalls sjukhus.
2
SNÖHANTERING I HÄRNÖSAND
Snö deponeras vintertid på tre huvudtippar och ca tolv närtippar.
Huvudtipparna benämns Lövudden, Djuphamnen och Kattastrand. Se figur 2.1.
3
Totalt tippad mängd är normalt ca 150 000 m /år. Normalt tippad mängd och tillåten
tippningsmängd på huvudtipparna redovisas i tabell 2.1. På närtipparna tippas normalt ca
3
50 000 m /år.
Nr
Benämning
Tippad mängd 2010
3
m /år
Tillstånd för tippning
3
m /år
1
Lövudden
25 000
75 000
2
Djuphamnen
32 000
50 000
3
Kattastrand
41 000
60 000
Summa:
98 000
185 000
Tabell 2.1 Huvudtippar för snötippning i Härnösand.
Alla tipparna har för- och nackdelar beträffande att där anlägga en snökyleanläggning.
Lövudden är belägen så att stora störningar kan uppstå för de närboende.
Tippen vid Djuphamnen ligger ovanpå en grafitdeponi som är övertäckt med bentonitlera.
Marken där tippen är belägen har stora höjdskillnader. Planer finns för att använda denna
mark för andra ändamål. Närheten till kraftvärmeverket kan vara en fördel för en framtida
snökyleanläggning.
Bild på tippen vid Djuphamnen, se figur 2.2.
Bild på tippen vid Kattastrand, se figur 2.3
repo001.docx 2012-03-29
3 (13)
RAPPORT
2012-10-31
REV 2012-11-15
SNÖKYLA HEMAB HÄRNÖSAND
lard p:\4558\4024020_snökyla_hemab_härnös\000\15 handlingar\förstudie\4024020000_förstudie_121031.docx
Fig 2.1 Snötippar i Härnösand
Fig 2.2 Snötippsområde vid Djuphamnen
Fig 2.3 Snötippsområde vid Kattastrand
repo001.docx 2012-03-29
5 (13)
RAPPORT
2012-10-31
REV 2012-11-15
SNÖKYLA HEMAB HÄRNÖSAND
lard p:\4558\4024020_snökyla_hemab_härnös\000\15 handlingar\förstudie\4024020000_förstudie_121031.docx
3
SNÖKYLA VID SUNDSVALLS SJUKHUS
Snökyleanläggningen vid Sundsvalls sjukhus startades år 2000 och har varit i drift sedan
dess. Om- och tillbyggnad utfördes 2005 och 2008.
Snökyleanläggningen består i huvudsak av en snötipp, ett pumphus och en kulvert till
2
sjukhuset. Snötippen är belägen relativt nära sjukhuset och utgörs av en 10 000 m
bassäng med i huvudsak plan, något sluttande och tät botten. Bottnen är asfalterad.
3
Kanterna är utförda så att snö kan lagras med höjden är 7 m och volymen 70 000 m ,
se fig 3.2. Till- och utfartsvägar är iordningställda för att få en effektiv logistik. Förutom
tippad snö kan snö produceras med snökanoner för att få tillräcklig mängd vid snöfattiga
vintrar.
Inför snösäsongen fylls bassängen med vatten till ca 2 m nivå. Under vintern fylls så på
med snö. Efter snösäsongen läggs ett 20 cm tjockt isolerande lager av flis och bark
ovanpå snön. Då kyla skall tas ur snölagret pumpas varmt returvatten från sjukhuset till
längst bort belägen snö. Det av snön kylda vattnet rinner fram till pumphuset där det
renas och pumpas till värmeväxlare i sjukhuset. Systemskiss se figur 3.1.
Fig 3.1 Systemskiss Snökyla vid Sundsvalls sjukhus.
Förutom snökylan finns vid Sundsvalls sjukhus ett antal kylmaskiner. I det kylsystem som
snökylan försörjer finns som reserv en kylmaskin VK1. Snökylan har svarat för ca 94% av
totalt årligt kylbehov i detta kylsystem.
Kyla utvinns ur snökyleanläggningen under perioden maj-september. Planer finns att
förlänga denna driftstid. Detta skulle kunna göras genom viss komplettering av
rörsystemet under snölagret. Vatten leds runt under snölagret vintertid och kommer inte i
kontakt med uteluften. Risken att vattnet skall frysa minskas därmed.
repo001.docx 2012-03-29
6 ( 13 )
RAPPORT
2012-10-31
REV 2012-11-15
SNÖKYLA HEMAB HÄRNÖSAND
lard p:\4558\4024020_snökyla_hemab_härnös\000\15 handlingar\förstudie\4024020000_förstudie_121031.docx
3
Maximalt lagrad snömängd har varit 55 000 m /år. Ur denna har ca 1250 MWh/år kyla
utvunnits.
Enligt brukarens beräkningar skall det vara möjligt att utvinna 2400 MWh/år vid fullt
3
snölager. I snölagret ryms 70 000 m . Detta motsvarar 42 000 ton snö som i smält form
ger 3 800 MWh. Med verkningsgraden 0,6 fås ca 2 400 MWh. Anläggningen byggdes
ursprungligen för ett begränsat kylbehov. Det finns därför begränsningar i
ledningsdimensioner, pumpar, anslutna kylsystem inomhus mm. Detta är anledningen till
att endast ca 50 % av möjlig kylenergi utnyttjas.
Investeringen för anläggningen vid Sundsvalls sjukhus har 1999-2008 totalt varit ca 29
MSEK. Investeringsbidrag, ca 50 %, har medfört att ägarens belopp har reducerats.
Investeringsbidraget har huvudsakligen utgjorts av sk klimpbidrag. Den största posten, ca
2/3 av investeringen avser mark- och byggnadsarbeten. Andra större poster är rör-, eloch styrarbeten.
Anläggningen har varit en pilotanläggning och med de erfarenheter man skaffat sig har
man bedömt att det skulle vara möjligt att idag bygga en lika stor anläggning för halva
investeringssumman.
Driftskostnaden har under de senaste åren varit ca 1,1 MSEK/år. För anläggningen vid
Sundsvalls sjukhus har även inkomster i form av tippavgifter för externa entreprenörer
noterats. Inkomsten har varit ca 0,4 MSEK/år. Driftskostnaderna redovisas i tabell 3.1.
Kostnad
Kkr/år
%
Snökanoner
115
11
Pistmaskiner, drift
450
41
Flis, inköp och bortforsling
100
9
Täckning med flis
90
8
Städning och borttagning av flis
45
4
120
11
Provtagning för miljökontoret
85
8
El
50
4
Vatten
10
1
Övrigt
35
3
1 100
100
Kylsystemet
Summa
Tabell 3.1 Genomsnittliga driftskostnader 2008-2010
repo001.docx 2012-03-29
7 (13)
RAPPORT
2012-10-31
REV 2012-11-15
SNÖKYLA HEMAB HÄRNÖSAND
lard p:\4558\4024020_snökyla_hemab_härnös\000\15 handlingar\förstudie\4024020000_förstudie_121031.docx
Snökyleanläggningen vid Sundsvalls sjukhus tillförs huvudsakligen snö med lastbilar.
Anläggningen är emellertid även försedd med snökanoner. Snökanonerna går igång
o
automatiskt då utetemperaturen understiger -6 C. I början av säsongen vet man inte hur
mycket det kommer att snöa så då körs alla snökanoner så mycket det går. Längre in på
säsongen får man avgöra om det går att stänga av någon och till slut alla snökanonerna.
3
Nattetid körs enbart lansarna därför att de största snökanonerna på 70 m /h har så högt
ljud att bostäder i närheten blir störda.
För snö producerad med snökanoner fås effektförhållandet, COP, ungefär = 10. Dvs med
1 kWh el fås ca 10 kWh kyla. Detta skall jämföras med kylmaskiner med COP = 3. Kyla
producerad med snökanoner är alltså ca 3 gånger så effektivt som kyla producerad med
kylmaskin.
Fig 3.2 Snökyleanläggning vid Sundsvalls sjukhus
repo001.docx 2012-03-29
8 ( 13 )
RAPPORT
2012-10-31
REV 2012-11-15
SNÖKYLA HEMAB HÄRNÖSAND
lard p:\4558\4024020_snökyla_hemab_härnös\000\15 handlingar\förstudie\4024020000_förstudie_121031.docx
4
FJÄRRKYLA I HÄRNÖSAND
I tidigare nämnd fjärrkyleutredning har ett fjärrkylenät för de centrala delarna av
Härnösand föreslagits. Utredningen anger som rimligt potentiellt kylenergibehov
3 200 MWh/år och potentiell kyleffekt 4 MW.
Förslag till fjärrkylenät med snökyleanläggning vid Djuphamnen visas i fig 4.1.
Fig 4.1 Förslag till fjärrkylenät med snökyleanläggning vid Djuphamnen.
5
SNÖKYLA I HÄRNÖSAND
Enligt föregående avsnitt anges rimligt fjärrkylebehov till 3 200 MWh/år. Huvuddelen av
denna, ca 90 %, torde kunna produceras med snökyla och med kyla ur vattnet i
snökylebassängen. En snökyleanläggning föreslås därför bli dimensionerad för
2 900 MWh/år. Återstoden måste produceras på annat sätt t ex med en kylmaskin.
Denna behövs även för att garantera leveranssäkerheten.
En lämplig kyleffekt för reservkylmaskinen skulle kunna vara 20 % av maxefekten, dvs
800 kW. Driftsäkerheten för snökyla i Sundsvall har varit mycket god. Reservkyla i
Härnösand bedöms därför främst erfordras på hösten då kylbehovet är lågt och snön tagit
slut.
repo001.docx 2012-03-29
9 (13)
RAPPORT
2012-10-31
REV 2012-11-15
SNÖKYLA HEMAB HÄRNÖSAND
lard p:\4558\4024020_snökyla_hemab_härnös\000\15 handlingar\förstudie\4024020000_förstudie_121031.docx
Kylmaskinen beräknas dra 100 MWh/år el för att producera 300 MWh/år kyla.
Som komplement till natursnö bör även snökanoner installeras. Med moderna
energieffektiva snökanoner kan man vid optimala förhållanden räkna med effektfaktorn
20, dvs med 1 kWh el kan man utvinna 20 kWh kyla.
För snökyleanläggningen vid Sundsvalls sjukhus har man beräknat att 2 400 MWh/år kan
3
3
utvinnas ur 70 000 m /år snö. Med motsvarande verkningsgrad erfordras 84 000 m /år
snö i Härnösand.
Ingen av de befintliga snötipparna har tillstånd för denna snömängd, varför tillståndet för
tilltänkt anläggning måste utökas.
En av tipparna Kattastrand eller Djuphamnen väljs och iordningsställs med tät botten och
3
sluttande kanter för att kunna ta emot 84 000 m snö. Djuphamnen är det alternativ som
förordas med tanke på närheten till kraftvärmeverket. Ett pumphus med filter och växlare
samt reservkylmaskin byggs. Ett kulvertnät byggs i de centrala delarna av staden enligt
tidigare utförd utredning. Kulvertnätet ansluts till pumphuset. Den totala schaktlängden är
ca 3 500 m för båda snötippsplaceringarna.
6
MILJÖ
Fjärrkyla i Härnösand innebär förbättrad miljö genom minskat elbehov och minskade
köldmediemängder. Vid anslutning till fjärrkyla med snökyla eller annan frikyla reduceras
erforderlig köldmediemängd med ca 1000 kg. Om genomsnittligt läckage antas vara 5 %
motsvarar detta ett minskat CO2-utsläpp om ca 90 ton/år.
Den reducerade elanvändningen som blir fallet beräknas till ca 1 100 MWh/år. Detta
motsvarar ett minskat CO2-utsläpp om ca 470 ton/år. Totalt beräknas därmed CO2utsläppet minska med 560 ton/år.
En miljövinst är även att förorenad gatusnö mottages i anläggningen och smältvattnet
renas från oljegrus, betongklumpar mm. Det forslas sedan till deponi i stället för att
hamna i naturen. Smältvattnet leds via sedimenteringsbassäng till recipienten.
Ett referensvärde från Sundsvalls sjukhus är att efter en säsong uppgick den tömda
3
mängden från oljeavskiljaren till 6,5 m .
Värdet av reningen och andra miljövinster är svåra att kvantifiera.
repo001.docx 2012-03-29
1 0 (1 3 )
RAPPORT
2012-10-31
REV 2012-11-15
SNÖKYLA HEMAB HÄRNÖSAND
lard p:\4558\4024020_snökyla_hemab_härnös\000\15 handlingar\förstudie\4024020000_förstudie_121031.docx
7
EKONOMI
7.1
Investeringsbehov
Kostnaden för ledningsnätet för fjärrkyla har enligt tidigare utförd utredning beräknats till
12 MSEK. Nätet för fjärrkyla med snökyla blir ca 5% längre och med beaktande av
inflationen beräknas ledningsnätet kosta 14 MSEK.
Investeringen för snökyleanläggningen i Sundsvall har enligt avsnitt 3 uppgått till 29
MSEK. Med de erfarenheter man vunnit anser man att motsvarande anläggning skulle
kunna byggas för halva den summan. Om man beaktar inflationen och den något större
anläggningen i Härnösand beräknas snökyleanläggningen här kosta 18 MSEK. En
ungefärlig uppdelning av beräknad investering redovisas i tabell 7.1.
Totalt investeringsbehov beräknas därmed till 32 MSEK.
För närvarande finns inget investeringsbidrag direkt tillgängligt för en investering av detta
slag. En kontakt med Energimyndigheten gav emellertid att det alltid finns möjlighet att
förhandla om intressanta projekt.
Ett fjärrkylesystem för en stad kylt med snökyla är det första i sitt slag i Sverige. Det är
därför sannolikt att ett investeringsbidrag kan erhållas. Vid lönsamhetsberäkningen har ett
investeringsbidrag på 50 %, 16 MSEK, medräknats.
Objekt
MSEK
%
Mark
7,0
39
Rör under platta
1,5
8
Brunnar
0,7
4
Byggnad
2,0
11
Kylmaskin
2,0
11
Pumpar, silar, växlare mm
1,5
8
El
1,0
6
Styr
0,8
4
Pistmaskin
0,7
4
Projektering
0,8
4
18,0
100
Summa
Tabell 7.1 Uppskattad investering för snökyleanläggning
7.2
Årliga kostnader och intäkter
Kostnaderna utgörs av:
repo001.docx 2012-03-29
11 (13)
RAPPORT
2012-10-31
REV 2012-11-15
SNÖKYLA HEMAB HÄRNÖSAND
lard p:\4558\4024020_snökyla_hemab_härnös\000\15 handlingar\förstudie\4024020000_förstudie_121031.docx
* Kapitalkostnad för investeringen
* Driftskostnader, såsom el till pumpar, drivmedel till pistmaskin, underhåll och
personalkostnader.
Intäkterna utgörs av:
* Anslutningsavgifter
* Effektavgifter
* Energiavgifter
Intäkter från eventuella tippningsavgifter har inte medräknats.
Driftskostnaderna för snökyleanläggningen vid Sundsvalls sjukhus har angetts till
1,1 MSEK/år för 2010. Det torde vara möjligt att med bättre samnyttjande av personal
kunna reducera driftskostnaden. I kalkylen har antagits att den högre kostnaden för en
något större anläggning och för inflationen motsvarar den reducerade personalkostnaden. Driftskostnaden för Härnösandsanläggningen beräknas därmed till 1,1 MSEK/år.
En uppdelning av uppskattad driftskostnad redovisas i tabell 7.2
Kostnad
Kkr/år
%
Snökanoner
140
12
Pistmaskin
450
41
Flis inkl hantering
200
18
Kylmaskin
100
9
Provtagning
100
9
El
40
4
Vatten
40
4
Övrigt
30
3
1 100
100
Summa
Tabell 7.2 Uppskattad driftskostnad för snökyleanläggning
I fjärrkyleutredningen från 2010 har intäkterna angetts till:
Anslutningsavgift
2 000 kr/kW
Effektavgift
250 kr/kW, år
Energiavgift
250 kr/MWh, år
Denna taxa var enligt utredningen jämförbar med andra svenska fjärrkylesystem.
Dessa intäkter har i kalkylen räknats upp med 10 % beroende på inflationen.
repo001.docx 2012-03-29
1 2 (1 3 )
RAPPORT
2012-10-31
REV 2012-11-15
SNÖKYLA HEMAB HÄRNÖSAND
lard p:\4558\4024020_snökyla_hemab_härnös\000\15 handlingar\förstudie\4024020000_förstudie_121031.docx
7.3
Ekonomisk kalkyl
Kalkyler har utförts dels för att beräkna lönsamheten, dels för att beräkna årlig kostnad.
Kalkylerna är beräknade med 5 % kalkylränta och 20 års livslängd. Kalkylerna är utförda
dels utan, dels med ett investeringsbidrag på 50 %.
Investering i produktion och distribution antas ske år 1. Kunderna antas ansluta sig under
år 2-5 med en fjärdedel varje år. Total kylleverans blir därefter 3 200 MWh/år och
maximal kyleffekt 4 MW.
Lönsamhetskalkylen är baserad på en nuvärdesberäkning.
Med ovanstående förutsättningar blir nuvärdet utan investeringsbidrag -16 MSEK och
med investeringsbidrag 0.
En snökyleanläggning är således med här angivna förutsättningar lönsam om ett
investeringsbidrag på 50 % utgår.
Den årliga kostnaden har beräknats med en annuitetsberäkning för investeringen plus de
årliga driftskostnaderna. Denna beräkning gav med investeringsbidrag en genomsnittlig
kostnad på 74 öre/kWh, och utan investeringsbidrag en genomsnittlig kostnad på 114
öre/kWh.
8
SLUTSATSER
Det finns förutsättningar för fjärrkyla kyld med snökyla i Härnösand. Förutsättningen för
att anläggningen skall vara ekonomiskt lönsam är ett investeringsbidrag på 50 %.
Lönsamheten förbättras om miljövinsterna prissättes och medräknas.
Miljömässigt är en sådan anläggning mycket tilltalande. Elanvändning och CO2-utsläpp
reduceras kraftigt jämfört med konventionella anläggningar. Vidare är reningen av
smältvattnet en stor fördel.
En stor osäkerhet i ett projekt av detta slag är om kunderna kommer att ansluta sig. Den
första åtgärden bör därför vara att inventera intresset och att inleda projektet med minst
en stor kund som första belastning från dag ett.
repo001.docx 2012-03-29
13 (13)
RAPPORT
2012-10-31
REV 2012-11-15
SNÖKYLA HEMAB HÄRNÖSAND
lard p:\4558\4024020_snökyla_hemab_härnös\000\15 handlingar\förstudie\4024020000_förstudie_121031.docx