Adam Brun, AffaldVarme Aarhus
Klimavarmeplan 2010 Klimavarmeplan 2010 er den strategiske plan for udviklingen af fjernvarmen i Aarhus frem mod 2030: Byrådet i Aarhus ønsker at tilgodese: • Forsyningssikkerhed • Mindre CO2 • Vedvarende energi • Integration med el (samt biomassekonvertering, affald og transport) AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø • Energieffektivitet • Mindre brændsel Også biomasse VE i varmeforsyningen Aarhus fjernvarme på 100% sol – et tankeeksperiment Forudsætning: Nuværende varmebehov dækket 100% med solvarme Tab i sæsonlager på 20% (erfaring fra eksisterende anlæg) Fremløbstemperaturen sænkes til 75 C (i stedet for 105 C) Nøgletal: Nødvendigt solfangerareal 8.5 km2 – grundareal ca 20 km2 (2500 fodboldbaner) Nødvendigt varmelager 37 mio m3 – grundareal ca 4 km2 Anslået pris 15 mia kr (ny blok på Studstrupværket ca 5 mia kr) AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø VE i varmeforsyningen Tankeeksperimentet illustrerer, at 100% solvarme er en mulighed, men arealbehovet er en barriere. Samarbejde med omegnskommuner og andre fjernvarmeorganisationer i regionen nødvendigt/ønskeligt Ved at sænke solvarmeandelen til 50% og supplere med andre teknologier (feks varmepumper) kan arealbehovet reduceres væsentligt. Solvarme kan introduceres gradvist – demonstrationsprojekter under forberedelse Blå: Solfanger, Rød: Varmelager ”Naturlig” størrelse AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Hvad gør vi i dag Fossile brændsler Biomasse Bæredygtig energi Studstrup Kul og biomasse 72% Harlev, Sabro og Solbjerg Biomasse 8% AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Lisbjerg og Reno Syd Affald 19% Oliefyr ved spidsbelastning 1% Hvad har vi besluttet at gøre i 2017 Studstrup Biomasse 52% I dag Fossile brændsler Biomasse Bæredygtig energi Lisbjerg og Reno Syd Affald 19% Harlev, Sabro og Solbjerg Biomasse 8% AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Lisbjerg Biomasse 18% Oliefyr ved Spidsbelastning 0% Bæredygtig energi fra biogas og overskudsvarme 3% Vores mål i 2030 Fossile brændsler Biomasse Bæredygtig energi I dag Lisbjerg og Reno Syd Affald 19% Harlev, Sabro og Solbjerg Biomasse 8% AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø 2017 Bæredygtig energi fra mange energikilder 54% Lisbjerg Biomasse 19% Studstrup Kul og biomasse 0% Oliefyr ved Spidsbelastning 0% Varmeplan Aarhus efter 2016 MW Produktionsplan 2016 Efter biomassekonvertering og etablering af nyt halmfyret kraftvarmeværk 1000 900 800 700 Oliekedler Studstrupværket 600 Skanderborg Flis Halmfyret kfrafvarme 500 Renosyd AVA AffaldsCenter 400 Overskudsvarme Rådighed oliekedler 300 Rådighed Studstrupværket Rådighed andre anlæg 200 100 1 173 345 517 689 861 1033 1205 1377 1549 1721 1893 2065 2237 2409 2581 2753 2925 3097 3269 3441 3613 3785 3957 4129 4301 4473 4645 4817 4989 5161 5333 5505 5677 5849 6021 6193 6365 6537 6709 6881 7053 7225 7397 7569 7741 7913 8085 8257 8429 8601 0 Årets timer AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Vedvarende Energikilder AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Fjernvarmen får en vigtig rolle i udnyttelsen af el fra vind AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Bæredygtig energi fra mange kilder: Overvejende kendte teknologier – men uafprøvede Potentielle forsøgs- og demoanlæg: • • • • • Store varmepumper (havvand/spildevand) Solfangere (høj/lav temperatur) Varmelagre (grundvand, dam) Industriel overskudsvarme / Biokonvertering (Aarhus Havn er center for agro-virksomheder) Geotermi • Fjernkøling (synergi med fjernvarmeområdet) AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Bæredygtig energi fra mange kilder: Overvejende kendte teknologier – men uafprøvede Potentielle forsøgs- og demoanlæg: • • • • • Store varmepumper (havvand/spildevand) Solfangere (høj/lav temperatur) Varmelagre (grundvand, dam) Industriel overskudsvarme / Biokonvertering (Aarhus Havn er center for agro-virksomheder) Geotermi • Fjernkøling (synergi med fjernvarmeområdet) AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Kompressionsvarmepumpens virkemåde Effektfaktor = 7kW / 2kW = 3,5 Jordslanger 2 kW (Tilført el-energi) Kompressor. Trykket øges og dermed også temperaturen Varmeanlæg Kølemidlet fordamper + 2 grader 50 grader 5 kW -1 grader 7 kW Kølemidlet kondenseres Drøvleventil Lavt tryk AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Højt tryk 40 grader Varmepumpers effektivitet Varmepumpningseffektivitet (ideel Carnot): nCarnot(%) = 100/(1-Tkold/Tvarm). T skal indsættes i Kelvin Med eksemplet fra Kompressionsvarmepumpens virkemåde: nCarnot(%) = 100/(1- 275/313) = 823 % Eksemplet viser en COP på 3,5 og ikke 8,23? Det skyldes, at kompressionsvarmepumpen ikke er en ideel Carnot maskine, men har en virkningsgrad - i dette eksempel på 42 % AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Solfangereffektivitet ...og afgangstemperaturen er 80 ˚C Hvis fjernvarmetemperaturen til solfangeren er 40 ˚C (som i et traditionelt fjernvarmesystem) …så vil solfangeren fange 66 % af energien i den sol, der rammer den. AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Solfangereffektivitet …og afgangstemperaturen er 45 ˚C Hvis fjernvarmetemperaturen til solfangeren er 25 ˚C (som i et lavtemperatur fjernvarmesystem …så vil solfangeren fange 77 % af energien i den sol, der rammer den. AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Damvarmelager AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Vi vender op og ned på fjernvarmelogikken Det traditionelle fjernvarmesystem som vi kender det i dag 125˚ Udslip af CO2 70˚ 80˚ Varmeveksler AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Vi vender op og ned på fjernvarmelogikken Fjernvarmesystemet med brug af centrale varmepumper Mindre CO2 70˚ 2˚ 40˚ 80˚ Varmepumpe Varmepumpe AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Vi vender op og ned på fjernvarmelogikken Fjernvarmesystemet med brug af centrale varmepumper …og med varmepumper i nye bygninger Mindre CO2 70˚ 2˚ 80˚ 40˚ Varmepumpe Varmepumpe AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Vi vender op og ned på fjernvarmelogikken Et koldt energifordelingssystem bryder helt med en traditionel opbygning af varmeforsyningen. Systemet baser sig på: 1. Mediet er 10 – 40˚C vand 4. Varmepumpeenhed i alle bygninger hvor energien hentes fra mediet 2. Overskudsvarme fra boliger og virksomheder der lettere og billigere kan benyttes i systemet. 5. Varmebeholder i udvalgte bygninger for regulering og udnyttelse af lavpris tidsrum 3. Hele systemet inklusive varmepumper og varmebeholder samt elforbrug hertil, kan opfattes som fjernvarmesystemet og opereres og reguleres af AVA 70˚ 2˚ 80˚ 40˚ Varmepumpe Varmepumpe AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Vi vender OGSÅ op og ned på fjernvarmenettet Distributionsledning, fremløb 55-70 ˚C mod nu 70-80 ˚C Transmissionsledning, fremløb 40 ˚C mod nu 100-120 ˚C Varmepumpe Varmepumpe AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Distributionsledning, fremløb 40 ˚C mod nu 70-80 ˚C Varmeforsyning Aarhus Ø AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmeforsyning Aarhus Ø AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmepumpemodul for Aarhus Ø Principskitse Vandvarmepumpe Isgenerator Fra havet 2 ˚C H2O kompressor Kondensator Ammoniakvarmepumpe NH3 kompressor Kondensator T2 = 65-70 ˚C T1 = 28,7 ˚C T3 = 41-48 ˚C Til havet -1 ˚C AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø T1 = Kondenseringstemperatur vandkredsen T2 = Kondenseringstemperatur ammoniakkredsen T3 = Fjernvarme retur temperatur 1 Geding AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Dias nummer 25 1 Mogens Gårdsmann; 13-01-2015 Microbooster AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Microbooster station Akkumulerings beholder Vand varmer Radiator kreds AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Østjydsk Halmvarme (a.m.b.a) Solbjerg Harlev AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Sabro Energieffektiv varmeforsyning af Harlev Forslag til 50% solvarmedækning: • • • • Solvarmeanlæg: 40.000 m2 (evt delvis CSP) Sæsonvarmelager: 120.000 m2 Ny hedtvandshalmkedel Absorptionsvarmepumpe AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Damvarmelager (Dronninglund – 50% af behov i Harlev) Vandindhold 62.000 m3 Energiindhold 5.000 MWh – tab 10-20%/år Temperatur 90 / 10 C AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Systemkobling med varmelager og varmepumpe Diagram: Dronninglund Fjernvarme AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Harlev - 50% solvarme AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Energieffektiv Varmeforsyning af Harlev AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Solfangerdemo i Sabro AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Solfangerdemo i Sabro AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Solfangerdemo i Sabro AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Solfangerdemo i Sabro AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Fjernkøling Fjernkøling er kommerciel - ikke teknik Jagten på synergier: • • • • Er der et fjernkølemarked Er der mulighed for varmesalg Samtidighed/lagring Stordriftsfordele Regulatoriske hindringer AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Geotermi Geotermi og Biogas AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmeplan Århus - 1985 Biogas Gylle m.m. Biogasanlæg Elspidslastanlæg Opgraderingsanlæg Biogaslager Naturgas. Spidslastkedel AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Kraftvarmeanlæg Akkumulator Biometan Varmeplan Århus1985 - 1985 Klimavarmeplan - 2030 Studstrupværket Affaldsforbrænding AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmeplan Århus1985 - 1985 Klimavarmeplan - 2030 Studstrupværket med varmeakkumulator AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmeplan Århus1985 - 1985 Klimavarmeplan - 2030 Studstrupværket Tilsatsfyring med halm AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmeplan Århus1985 - 1985 Klimavarmeplan - 2030 Studstrupværket Besluttet træpillefyring AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmeplan Århus1985 - 1985 Klimavarmeplan - 2030 Mere vind og solstrøm Elkedel AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmeplan Århus1985 - 1985 Klimavarmeplan - 2030 Halmfyret kraftvarmeværk AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmeplan Århus1985 - 1985 Klimavarmeplan - 2030 Solvarme AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmeplan Århus1985 - 1985 Klimavarmeplan - 2030 Transport på el incl. akkumulering/smartgrid ? AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmeplan Århus1985 - 1985 Klimavarmeplan - 2030 Varmelager i forbindelse med solvarme AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmeplan Århus1985 - 1985 Klimavarmeplan - 2030 Varmepumpe i forbindelse med solvarmelager AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmeplan Århus1985 - 1985 Klimavarmeplan - 2030 Store elektriskdrevne varmepumper AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmeplan Århus1985 - 1985 Klimavarmeplan - 2030 Bioraffinering/syntesefuel AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmeplan 2030 Århus - 1985 Museum /Musikhus Nord AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Klimavarmeplan Varmeplan Århus 2010 - 1985 Udviklingen - baseret på Klimavarmeplan 2010 - medfører et langt mere komplekst energisystem i 2030 AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Fremtidens kompetencer skal støtte: • • • • • • • Risikovurdering Købmandsskab (salg, markedskendskab) Strategisk Planlægning Udbuds-/kontraktjura Modellering / Data Warehousing El-/brændsels-/commodities handel Teknologi (teknik, vedligeholdelse ?) varmeplanaarhus.dk AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Backup slides AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmeforsyning Aarhus Ø AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmepumpers effektivitet Skulle der foretages et løft til 90˚ vil varmepumpens elforbrug stige, fordi der her løftes 40˚ Derfor udløser et løft fra 20˚ – 50˚ det samme elforbrug som fra -10˚ – 20˚, fordi der i begge tilfælde løftes 30˚ Elforbruget i varmepumper afhænger af hvor mange grader varmen skal ”løftes” AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø Varmeforsyning Aarhus Ø AffaldVarme Aarhus Center for Miljø og Energi Teknik og Miljø
© Copyright 2024