analyse af balanceret fjernvarme · juni 2018 2 indhold 1 forord 3 2 resumé 4 3 scenarier 6 4...

Analyse afBalanceretFjernvarme

Viborg Fjernvarme

JUNI 2018

JUNI 2018 www.niras.dk

2

Indhold1 Forord 3

2 Resumé 4

3 Scenarier 6

4 Forudsætninger 9

5 Gennemførelse 12

6 Teknik 13

7 Værdikæde 15

8 Økonomiske resultater – resulterende varmepriser 17

9 Samfundsøkonomi og miljø 20

10 Forbrugerperspektiv 20

11 Konklusion 23

12 Anbefaling 24

13 Læsevejledning 24

Projekt nr.10400452Dokument nr. 1223605539

Version 1.1

Udarbejdet af HAGH

Kontrolleret af LBYGodkendt af HAGH


3

1 Forord

Hvilke fordele og ulemper giver det

at udnytte lokal overskudsvarme ved

hjælp af varmepumper? Det er

spørgsmålet, som denne rapport skal

besvare ved at synliggøre mulighe-

der for og omkostninger ved en ny

tilgang til den fremtidige fjernvarme-

forsyning i Viborg.

Baggrunden for rapporten er, at

støtteordningen kaldet ’grundbelø-

bet’ – et årligt tilskud til driften af

kraftvarmeværket – bortfalder med

udgangen af 2018. Det vil betyde, at

varmeprisen stiger væsentligt, hvis

ikke man gør noget andet. Desuden

er de resterende anlæg til produktion

af fjernvarme i Viborg baseret på

naturgas. Det giver en høj brænd-

sels- og dermed varmepris.

På grund af ovenstående er der be-

hov for at udforske nye teknologier

og belyse forskellige scenarier for en

billig og miljømæssig forsvarlig

fjernvarmeforsyning fremadrettet.

Det er håbet, at rapporten vil skabe

debat mellem forbrugerne og lokal-

politikerne om mulighederne – både i

byplanmæssig sammenhæng, orga-

nisatorisk sammenhæng såvel som i

forhold til handlingsplaner for at

begrænse CO2-udslip.

Rapporten er udarbejdet af NIRAS i

samarbejde med Viborg Fjernvarme

samt PlanEnergi. Den er en opdate-

ring af en tilsvarende rapport fra

foråret 2017. Rapporten er opdateret

ift. forudsætninger såsom brænd-

selspriser, afgifter samt muligheder i

form af nye, alternative teknologier.

Tak til Viborg Fjernvarme for inspira-

tion, input og faktuelle data til rap-

porten. Og tak til PlanEnergi for ud-

redninger af teknik inden for varme-

pumpeanlæg.


4

2 Resumé

Grundbeløbet, der bortfalder ved

udgangen af 2018, har holdt hånden

under de tidligere investeringer i

naturgas baseret kraftvarme efter at

elmarkedet blev liberaliseret og el-

priserne er faldet. Denne rapport

opstiller en række scenarier for en

billig og miljømæssig forsvarlig

fjernvarmeforsyning fremadrettet i

Viborg. Scenarierne kombinerer en

række teknologier og løsninger i

forskellige modeller, hvoraf flere

arbejder med udnyttelse af over-

skudsvarme fra Apples datacenter

ved Foulum i den østlige del af Vi-

borg Kommune. Andre ser på alter-

nativer til den forventede overskuds-

varme fra Apple, da det fortsat er

uvist hvornår, i hvor store mængder

og hvor længe Apple varmen vil

være tilgængelig til udnyttelse i Vi-

borg’s fjernvarmesystem.

Rapporten gennemgår en række

fælles forudsætninger for henholds-

vis fjernvarmeproduktionen såvel

som fjernvarme distributionen i Vi-

borg. Det gælder priser på brændsel

– herunder priser på el og naturgas –

samt afgifter, investeringer og virk-

ningsgrader på de tekniske anlæg.

Herefter behandler rapporten nogle

definerede følsomheder for at vurde-

re, hvilke forudsætninger der har

størst indflydelse på de forskellige

scenarier – herunder elpris, afsæt-

ningsrundlag og virkningsgrad og

dermed hvor robuste de forskellige

scenarier er ift. ændrede forudsæt-

ninger.

I efterfølgende afsnit skitseres den

praktiske implementering af udvalgte

scenarier, ligesom teknikken inden

for balanceret fjernvarme beskrives.

I afsnittene ’Værdikæde’ og ’Organi-

sation’ behandles nogle af de ram-

mevilkår, som gælder for Viborg

Fjernvarme – herunder organisato-

risk opbygning og bemanding.

Scenariernes gennemsnitlige pro-

jektpriser over anlæggets 25-årige

levetid og heraf følgende samfunds-

økonomiske gevinster præsenteres

derefter. Forbehold i forbindelse med

forskellige scenariers afhængighed

og samspil med Apples datacenter

analyseres og opsummeres.

Rapporten har undersøgt de pris-

mæssige konsekvenser afhængigt af

forskellige tidspunkter for, hvornår

der vil kunne leveres fuld overskuds-

varmekapacitet fra Apple. For de 3

billigste scenarier med balanceret

fjernvarme er der desuden set på

konsekvensen ved bortfald af Energi-

selskabernes Energispareordning ved

udgangen af 2020 og dermed bort-

fald af mulighederne for at modregne

værdien af energibesparelserne i

anlægsinvesteringen for varmepum-

perne. Samt konsekvensen ved æn-

dring af den nuværende politiske

aftale om sænket elvarmeafgift med

en permanent yderligere lempelse af

elvarmeafgiften.

På baggrund af analyseresultaterne

anbefales det at forfølge et scenarie

med balanceret fjernvarme i Viborg


5

med en zoneopdeling i byen med

delvist sænkede temperatursæt i

fjernvarmenettet i bymidten og om-

kringliggende områder med endnu

lavere temperatursæt. Som energi-

kilde til dette system anbefales by-

nært luft-til-vand varmepumper.

Styrkerne ved dette scenarie er: en

større forsyningssikkerhed, lavere

varmetab i nettet, den laveste for-

brugerpris ud af de analyserede sce-

narier, den bedste samfundsøkono-

miske løsning, den laveste CO2-

udledning samt en optimal mulighed

for udnyttelse af bynær overskuds-

varme vha. de bynære varmepum-

peanlæg.

Der er også set på andre scenarier,

men her er svaghederne uvisheden

om, hvornår der kan forventes ind-

gået en 25-årig, bindende produkti-

onsaftale med Apple, hvornår samt

hvor stort et Apple varmepumpean-

læg kan forventes at være på 100

pct. drift og ikke mindst usikkerhe-

den omkring teknologiudviklingen og

dermed usikkerhed omkring perm-

anet varmeafgivelse i datacentret.

Varmebehovet i perioden indtil et

eventuelt varmepumpeanlæg ved

Apple kan være i fuld drift skal dæk-

kes af naturgas baseret fjernvarme-

produktion, hvilket vil betyde meget

høje projektpriser og dermed højere

forbrugerpriser.

Det er desuden store investeringer i

et produktionsanlæg langt fra Viborg.

Omvendt vil et varmepumpeanlæg

baseret på udeluft have en dårligere

virkningsgrad end et anlæg baseret

på overskudsvarme, hvilket gør det

mere følsomt overfor stigninger i el-

prisen.


6

3 Scenarier

Viborg Fjernvarme forsyner over

16.000 husstande og virksomheder i

Viborg by samt Hald Ege med fjern-

varme. Viborg Fjernvarme er et di-

stributionsselskab, hvilket betyder,

at det indkøber fjernvarmen fra leve-

randører og leverer den til forbru-

gerne via 185 km hovedledningsnet

og 145 km stikledningsnet til den

billigst mulige pris. Fjernvarmen

kommer i dag fra Energi Viborg

Kraftvarme A/S, som benytter natur-

gas som energikilde.

Der arbejdes dog med at finde nye,

supplerende energikilder – blandt

andet overskudsvarme – som kan

komme forbrugerne til gode i form af

bæredygtigt produceret og billig

varme. For at udforske og belyse

fordele og ulemper ved forskellige og

nye tekniske løsninger til fremtidens

fjernvarmeforsyning i Viborg opstiller

denne rapport en række scenarier,

som behandler økonomi, miljø, for-

syningssikkerhed med videre.

Mange løsninger i kombination

Et af scenarierne går ud på, at der

kan bygges et varmepumpeanlæg

ved Apples kommende datacenter,

ved Foulum i den østlige del af Vi-

borg Kommune. Varmepumpeanlæg-

get skal gøre det muligt at udnytte

overskudsvarme fra datacentret til at

forsyne Viborg by med fjernvarme.

Inden for dette scenarie er der un-

dersøgt forskellige variationer, som

går på både nuværende, fremskrev-

ne og balancerede temperatursæt. Et

andet underscenarie handler om at

kombinere varmepumpeanlægget

ved Apples datacenter med lignende

varmepumpeanlæg ved spidslastcen-

traler i Viborg.

Visualisering af det kommen-

de Apple datacenter ved

Foulum.


7

Et andet hovedscenarie handler om

at etablere et luft-til-vand varme-

pumpeanlæg i Viborg, som et sup-

plement til nogle af kombinationerne

ovenfor.

I stedet for et almindeligt varme-

pumpeanlæg, der køler på over-

skudsvarme eller returtemperaturen

i ledningsnettet og er afhængig af

disse kilder, kan man med luft-til-

vand varmepumper køle uafhængigt

på udeluften. Luft-til-vand varme-

pumpeløsninger i stor skala er nye

scenarier, som har vist sig relevante,

idet elpris prognosen er væsentlig

sænket i forhold til sidste år.

Ringkøbing Fjernvarmeværk,

Indtag til luft-til-vand varme-

pumpeanlæg.


8

Et tredje hovedscenarie handler om

at satse på solvarmeanlæg og dam-

varmelager i stedet for varmepum-

peanlægget ved Apple. Dette scena-

rie er nyt, og det specielle ved et

solvarmeanlæg er, at selvom der

investeres i et stort anlæg, som kan

producere 45 pct. af varmebehovet

ved hjælp af et damvarmelager, er

der fortsat behov for maksimal kapa-

citet på andre anlæg – især i vinter-

perioden hvor solen skinner mindst,

lagerkapaciteten er opbrugt og var-

mebehovet er størst.

Yderligere forklaringer og figurer til

fordeling af varmeproduktion og

lagerkapacitet hen over året kan

findes i bilagsrapporten.

For at kunne beregne og vurdere

fordele og ulemper ved de forskellige

scenarier er der en række fundamen-

tale forudsætninger, der påvirker de

endelige varmepriser, som forbru-

gerne vil få af de forskellige tekniske

løsninger og kombinationer af tekno-

logi. Svingende energipriser er et

eksempel på sådan en variabel, og i

det følgende afsnit kigger vi nærme-

re på disse.

Dronninglund Fjernvarme,Solvarmeanlæg og damvar-melager.


9

4 Forudsætninger

Denne nye version af den tidligere

rapport (NIRAS, 2017) inkluderer en

opdatering af beregningsforudsæt-

ningerne. Det omfatter især aktuelle

el- og naturgaspriser, de seneste

skøn om forventet prisudvikling og

afgifter, investeringsomkostninger

samt systemers virkningsgrader for

de forskellige scenarier.

Priser på brændsel

Det er især udviklingen inden for

priserne på el, som er væsentlig

lavere end for et år siden. Det er

illustreret i nedenstående figur over

de historiske elpriser samt de enkel-

te års samfundsøkonomiske progno-

ser for elprisudviklingen. De nye tal,

hvor prisudviklingen for 2017 nu er

regnet ind, gør, at en forventet stig-

ning i elpriserne over de kommende

20 år justeres ned. I den tidligere

rapport var forventningen en pris-

stigning fra 175 kroner pr. MWh til

knap 600 kroner. Nu forventer man

en mindre stigning fra 200 kroner pr.

MWh til knap 400 kroner over de

kommende 20 år.

Det er ikke helt nemt at forudsige udviklingen i elpriserne. Figuren viser, at forskellige prognoser

siden 2011 gentagne gange har vurderet, at priserne ville stige i fremtiden – men oftest har taget

fejl. Den sorte streg er den faktiske udvikling, mens de stiplede linjer er prognoserne.

Figuren er benyttet til at fastlægge

elpris prognosen med faktiske priser

så langt som muligt. Til de drifts- og

forbruger-økonomiske beregninger

er benyttet børsen Nasdaq faktiske

el-priser for langtidskontrakter for

periode 2018-2026. Derefter stigning

som Dansk Energis prognose kaldet

forward elprisscenarie (fra marts

2018) i perioden 2027-2035. Først

derefter er benyttet en stigning, som

Energistyrelsens samfundsøkonomi-

ske elprisscenarie. For faktiske priser

se bilagsrapporten.

0

100

200

300

400

500

600

700

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

2030

2031

2032

2033

2034

2035

kr./

MW

h

Historisk el-pris udvikling ogsamfundsøkonomiske prognoser

2011 20122013 20142015 20162017 Benyttet til driftsøkonomiske beregningerFaktiske

Elpris-udvikling


10

Nedjusteringen af elprisen har bety-

det, at scenariet med luft-til-vand

varmepumpe er kommet med i rap-

porten som et nyt, interessant alter-

nativ.

Desuden er naturgasprisen opdateret

med 2018 priser og Energistyrelsens

seneste samfundsøkonomiske prog-

nose for gasprisudviklingen fra au-

gust 2017. Heraf fremgår det, at

naturgasprisen kun er steget lidt

sammenlignet med tal-grundlaget for

den tidligere rapport. Ændringer i

naturgasprisen er så små, at de er

uden betydning for rapportens resul-

tater sammenlignet med sidste år.

Afgifter

Afgifterne, der er relevante for at

belyse de forskellige scenarier for

Viborgs fremtidige fjernvarmeforsy-

ning, er generelt blevet opdateret.

Fokus er især på afgiften for elvar-

me, som det fra politisk side er aftalt

at reducere delvist i 2018 og 2020,

men så med en mindre stigning igen

i 2021.

Hertil skal lægges, at regeringens

seneste energipolitiske udspil omfat-

ter en permanent afgiftsnedsættelse

efter 2021. Effekten af en sådan er

belyst i rapporten som en følsomhed

på elprisen.

En yderligere nedjustering af elprisen

ved en permanent afgiftsnedsættelse

efter 2021, vil betyde, at alle varme-

pumpe-scenariernes projektpris bli-

ver endnu billigere og med størst

effekt for luft-til-vand varmepumpen.

Sammenlignet med varmepumper på

overskudsvarme har luft-til-vand

varmepumperne en lavere virknings-

grad, derfor et større elforbrug og

derfor større effekt af reduceret el-

pris.

Scenarierne inkluderer optimale mix

imellem de forskellige produktions-

enheder med optimale effektstørrel-

ser og teknologier til indfasning.

Herunder investeringer, system virk-

ningsgrader samt drifts- og vedlige-

holdelsesomkostninger.

Investeringer

I dette afsnit findes de totale inve-

steringer for forskellige scenarier.

Det fremgår også, hvad værdien af

den forventede energibesparelse vil

blive. Energibesparelsen kommer

dels i kraft af reduceret varmetab i

ledningsnettet, som er en gevinst

ved det sænkede temperatursæt, og

dels det reducerede forbrug af

brændsel, som er et resultat af skif-

tet fra naturgaskedler med en lav

virkningsgrad til store eldrevne var-

mepumper med høje virkningsgra-

der.

Bortset fra Viborgs nuværende fjern-

varmeforsyning vil den laveste inve-

stering være i scenariet med luft-til-

vand varmepumper i Viborg. Løsnin-

gen med varmepumpe ved Apple

koster tæt på det dobbelte og løs-

ningen med varmepumper i Viborg

kombineret med solvarme koster tæt

på 4 gange så meget som den billig-

ste.

For uddybning af følsomhederpå de forskellige forudsætnin-ger henvises til bilagsrappor-ten.

Energispareaftalen udløber i2020.


11

Der skal her nævnes, at Energiselskabernes Energispareordning forventes nedlagtved udgangen af 2020, hvorefter scenarier, der implementeres efter 2020 ikke kanopnå tilskud.

Virkningsgrader

Der er beregnet systemvirkningsgra-

der for de forskellige scenarier. Sce-

narierne med varmepumpeanlæg,

der køler på overskudsvarme eller

returtemperaturen i ledningsnettet,

har de højeste virkningsgrader. Sce-

narierne med luft-til-vand varme-

pumperne har lavere system virk-

ningsgrader. I begge tilfælde er virk-

ningsgraderne dog væsentlig højere

end for de eksisterende naturgas-

kedler. Det betyder samtidigt for-

skellige følsomheder i de forskellige

scenarier over for blandt andet elpri-

sen.

Scenarie Pris førEnergi-bespar.

Mio. kr.

Værdi afEnergi-bespar.

Mio. kr.

I altinvestering

Mio. kr.

Viborgs nuværende fjernvar-me-forsyning(naturgas kraftvarme)

29 0 29

Varmepumpe ved Apple(nuværende temperatursæt)

345 -71 274

Varmepumpe ved Apple (frem-skrevet temperatursæt)

377 -74 303

Varmepumpe ved Apple ogspidslastcentraler i Viborg(balanceret temperatursæt)

432 -75 357

Luft-til-vand varmepumpe(fremskrevet temperatursæt)

271 -64 207

Luft-til-vand varmepumpe ogspidslastcentraler i Viborg(balanceret temperatursæt)

276 -63 213

Halve varmepumpeanlæg ihhv. Viborg og ved Apple

403 -71 332

Halvt varmepumpeanlæg i Vi-borg og 45 % solvarme +damvarmelager

815 -35 780

Investeringer i de forskelligescenarier

Øvrige forudsætninger

- se bilagsrapporten.


12

5 Gennemførelse

De to scenarier, der benytter balan-

cerede temperatursæt ’varmepumpe

ved Apple og spidslastcentraler i

Viborg’ såvel som ’luft-til-vand var-

mepumpe og spidslastcentraler i

Viborg’, kan, ud over etablering af de

centrale produktionsanlæg, gennem-

føres ved følgende tiltag i byen:

1. Inddeling af fjernvarme distribu-

tionsnettet i zoner med tempera-

tursæt på 60/35 hhv. 55/30

2. Lokale varmepumpeanlæg på de

fire spidslastcentraler

3. Lokale mini-varmepumpeanlæg

eller alternative anlæg til sikring

mod legionella ved de større en-

keltforbrugere (90 ejendomme i

Viborg by)

4. Blokvarmecentralernes tilslut-

ning ændres fra at være indirek-

te (med varmevekslerstation)

koblet på fjernvarme transmissi-

onsnettet til direkte tilslutning til

distributionsnettet med den ak-

tuelle zones temperatursæt

5. Få nødvendige ændringer af det

bynære transmissionsnet

6. Få nødvendige ændringer til

distributionsnet, pumper og

flow-målere i en enkelt under-

zone

7. Udskiftning af forbrugerinstalla-

tioner til håndtering af den ba-

lancerede fjernvarmes tempera-

tursæt vha. en lejemodel for mi-

nimal forbrugerinvestering

8. Øget energirådgivning med fokus

på returtemperaturen fra de en-

kelte forbrugere.

55/30zone

55/30zone


13

Figuren viser zoneinddelingen markeret med blå og grøn.

6 Teknik

Temperaturerne i fjernvarmenettet

er afgørende for varmetabet i fjern-

varme transmissionsnettet, distribu-

tionsnettet, vekslere og forbrugerin-

stallationerne. Jo højere temperatu-

rer, både i fremløb og retur, jo større

varmetab. Ved at reducere tempera-

turerne kan varmetabet reduceres.

Dermed bliver behovet for produkti-

on også reduceret, og der kan spares

brændsel. Desuden øges virknings-

graden betydeligt ved lavere tempe-

ratursæt, når det er varmepumper

som anvendes til varmeproduktio-

nen.

Så jo lavere temperaturer, jo billige-

re varmepriser.

Scenarierne, der benytter balancere-

de temperatursæt, forudsætter, at

temperaturen på fjernvarmevandet

sænkes fra de nuværende 60-65

grader til 55 grader de fleste steder.

Det forudsættes også, at decentrale

varmepumper ved de eksisterende

spidslastcentraler på Hamlen, Gyl-

denrisvej, Farvervej og Industrivej

hæver fjernvarmen til de nødvendige

temperaturer baseret på en grund-

temperatur i hovedtransmissionsnet-

tet på 50 grader.

Desuden skal der hos større forbru-

gere – eksempelvis boligblokke –

opsættes mindre varmepumpeanlæg

eller anden vandbehandling.

Zoneinddeling af ViborgFjernvarmes distributionsnet

55/30zone

60/35zone60/35

zone


14

Nye forbrugerinstallationer

Samlet set skal 2/3-dele af de godt

9.000 husstande (altså ca. 6.000

husstande) have skiftet deres tekni-

ske installationer i huset – de såkald-

te fjernvarmevekslere – til en ny og

opdateret udgave, som kan håndtere

de lavere temperaturer og samtidig

sikre en effektiv udnyttelse af fjern-

varmevandet. Den udskiftning skal

ske over en årrække, og systemet

bliver sådan, at forbrugerne kan leje

det tekniske udstyr hos Viborg Fjern-

varme fremfor at man selv skal ud at

investere.

Blokvarmecentraler

Ud over de enkelte forbrugerinstalla-

tioner er der enkelte boligblokke ejet

af de lokale boligselskaber, som i

dag er forsynet via en vekslerstation

fra Energi Viborg Kraftvarmes

transmissionsnettet, som også forsy-

ner Viborg Fjernvarme. Det medfø-

rer, at disse blokvarmecentraler i

dag er dimensionsgivende for en

højere fremløbstemperatur end nød-

vendigt for byen som helhed. Det

anbefales derfor, at blokvarmecen-

tralerne i stedet forsynes direkte fra

Viborg Fjernvarmes lokale fjernvar-

me distributionsnet, som vil kunne

levere den nødvendige varme fra

distributionsnettet uden at resten af

byen nødvendigvis skal hæves til

samme høje temperatur.

Viborg Fjernvarme har igennem åre-

ne arbejdet meget med netop tem-

peraturerne i distributionsnettet. Det

er lykkedes at sænke fremløbstem-

peraturerne fra 75-85 grader i frem-

løb i 2002 til 63-70 grader i 2017.

For at komme yderligere ned til de

60 hhv. 55 grader er det især den

direkte opkobling af blokvarmecen-

tralerne, der er en begrænsning for

det samlede system i Viborg.

Lavere Returtemperatur

Det er lykkedes at sænke returtem-

peraturen fra 47-54 grader i 2002 til

38-43 grader i 2017. For at komme

ned på de ca. 30 grader i returtem-

peratur er det især den dårlige var-

meudnyttelse i forbrugerinstallatio-

nerne, der skal gøres noget ved.

Udskiftning af 2/3-dele af de gamle

fjernvarmevekslere til nye fjernvar-

mevekslere, vil sikre at returen sæn-

kes væsentligt, men også en øget

indsats på energirådgivningen over-

for forbrugerne skal til, for at sikre at

de forudsatte returtemperaturer kan

opnås.

Ny forbrugerinstallation


15

7 Værdikæde

Tidligere rapporter omkring den

fremtidige energiforsyning i Viborg

har koncentreret sig om enten pro-

duktion eller distribution svarende til

den 2-delte, organisatoriske opbyg-

ning, der har været i Viborg siden

1996, hvor Energi Viborg Kraftvarme

i forlængelse af etableringen af

kraftvarmeværket overtog varme-

produktionen fra Viborg Fjernvarme.

I denne rapport er der set på hele

værdikæden fra brændsel til forbru-

ger, som illustreret på nedenstående

figur. Og hvor den nye teknologi

bevirker, at det ikke længere er hen-

sigtsmæssigt med opdelingen af

produktion og distribution, som har

været tilfældet de seneste 20 år.

Der arbejdes med 55 MW fra et luft-til-vand varmepumpeanlæg dadet giver en billigere projektpris end eksempelvis 45 MW. Blandt an-det pga. et mindre naturgasforbrug ved 55 MW sammenlignet med

45 MW.

Der arbejdes med bynære varmepumpeanlæg. Det viser det sig dels atvære løsningen med den billigste projektpris blandt andet pga. fordelene

ved let opkobling på fremtidig bynært overskudsvarme mm.

Der arbejdes med mindre og få nødvendige ændringer til det eksisteren-de bynære transmissionsnet.

Naturgaskedlerne på spidslastcentralerne bibeholdes, men kun til pro-duktion af den absolutte spidslast, som med det fuldt udbyggede scena-

rie reelt er få timer om året.

Der arbejdes med en zoneinddeling af byen. Dels for kun at hæve tempe-raturen til det nødvendige i de forskellige zoner og dels for at minimere

ledningstabet.

Fælles organisation Hele værdikæden inkl. luft-vand varmepumpe i Viborg og ved spidslastcentraler


16

Blokvarmecentralerne nedlægges og der etableres direkte forsyning tilde tilhørende boligblokke. Dels for at minimere varmetabet over

blokcentralerne, dels for at minimere ledningstabet og dels i forhold tilgenerel optimering for at muliggøre et lavere temperatursæt i byen som

helhed.

Der arbejdes med lokale boost af brugsvand ved større forbrugere i degrønne zoner. Dette for at sikre mod legionella og generel optimering for

at muliggøre et lavere tempertursæt.

Der arbejdes med en prioriteret udskiftning af forbrugerinstallationer-ne vha. en lejemodel. Hovedsagelig til sikring af så lav en returtempe-

ratur som muligt når fremløbstemperatur sænkes.

Der er åbenlyse fordele ved en

sammenlægning af produktion og

distribution til en samlet organisati-

on. Dels for at sikre incitament mel-

lem investering hhv. indsats og ud-

bytte. Dels er der nogle styrings-

mæssige forhold, der ændres ved at

gå fra et produktionsstyret system,

som hidtil, til et forbrugerstyret sy-

stem, som tilfældet ved balanceret

fjernvarme. Dels ligger der betydeli-

ge rationaliseringsgevinster ift. de

faste kapacitetsomkostninger ved en

sammenlægning.

Besparelsen ved sammenlægningen

(scenarie: ’varmepumpe ved Apple

med fremskrevet temperatursæt’

sammenlignet med scenarierne med

balanceret fjernvarme inkl. varme-

pumper på spidslastcentralerne

mm.) er på 8 mio. kr. pr. år svaren-

de til 200 mio. kr. over 25 år.

Fordelingen af de faste driftsomkost-

ninger til produktionsanlæggene er

antaget som hos Energi Viborg

Kraftvarme, og kan reduceres efter

nedlæggelse af kraftvarmeværket og

sammenlægningen. Herunder hensyn

til, at varmepumper har brug for

væsentlig mindre mandskab end

døgnbemanding på kraftvarmevær-

ket.

Driftsbudget Før sammenlægning -Kraftvarmeværk

[mio. kr./år]

Efter sammenlægning –Bidrag til fælles org.

[mio. kr./år]

Management/ledelse 4,0 1,9

Drift og driftspersonale 8,0 3,7

Administration 3,0 1,4

I alt 15 7

Hvor det samlede personale forventes reduceret fra 25 ansatte (Energi ViborgKraftvarme + Viborg Fjernvarme) til 19 i den samlede organisation.

Driftsbudget før og eftersammenlægning


17

8 Økonomiske resultater – resulterende var-mepriser

Resultatet af analyserne med oven-

stående forhold indregnet er gengi-

vet i nedenstående figur med de

gennemsnitlige projektpriser og med

og fuld kapacitet (55 MW) fra Apple

varmepumpeanlægget i hhv. 2022,

2023 og 2024.

I denne figur ses det, at scenariet

vedr. ’luft-til-vand varmepumpe og

spidslastcentraler i Viborg (balance-

ret temperatursæt)’ bliver en kon-

kurrencedygtig løsning, hvis Apple

varmepumpeanlægget har fuld kapa-

citet (55 MW) senere end 2023 ved

den godkendte elafgift. En tilsvaren-

de beregning – men med en perma-

nent nedsættelse af elvarmeafgiften

efter 2021, som det er foreslået af

regeringen i deres energipolitiske

udspil fra april 2018, eller tilsvarende

reducerede elpriser på markedet i

forhold til prognoserne, betyder at

’luft-til-vand varmepumpe og spids-

lastcentraler i Viborg (balanceret

temperatursæt)’, er konkurrencedyg-

tig, selv hvis Apple varmepumpean-

læg er på fuld drift i 2022.

VP Apple& multi

VP Viborg

Luft-til-vand VP &multi VPViborg

halv VPApple,halv VPViborg &multi VPViborg

VP Apple& multi

VP Viborg

Luft-til-vand VP &multi VPViborg

halv VPApple,halv VPViborg &multi VPViborg

Godk.Elafgift

Godk.Elafgift

Godk.Elafgift

Perma-nent

sænketelafgift

Perma-nent

sænketelafgift

Perma-nent

sænketelafgift

2022 277 286 302 269 264 2892023 290 286 313 283 264 3022024 304 286 326 298 264 317

0

50

100

150

200

250

300

350

kr./

MW

h

Gennemsnitlig prod. pris (25 år) - Fuld kapacitet fra Apple VP2022-2024

Projektpriser med god-kendte elvarmeafgift ogmed permanent sænketelvarmeafgift


18

Der er indledningsvist analyseret

med udgangspunkt i, at alle scenari-

er kan være i fuld drift allerede i

2020. Dette er gjort for at konstatere

de forskellige scenariers indbyrdes

energieffektivitet set over anlægge-

nes 25-årige tekniske levetid. På

figuren herunder er rapportens øko-

nomiske resultater vist som en gen-

nemsnitlig projektpris for de forskel-

lige scenariers leverance af fjern-

varme over hele anlæggets levetid.

På nedenstående figur fremgår det

også, at scenarierne med ’varme-

pumper ved Apple (fremskrevet

temperatursæt)’, ’varmepumpe ved

Apple og spidslastcentraler i Viborg

(balanceret temperatursæt)’ samt



temperatursæt)’ er de billigste. Her

skal det nævnes, at alt afhængigt af

hvornår Apple varmepumpeanlægget

kan være på fuld kapacitet, bliver

især det sidste scenarie – med luft-

til-vand i kombination med spidslast-

centralerne i Viborg – relativt billige-

re i forhold til Apple løsningen, da

dette ikke er afhængigt af en aftale

med Apple.

Endvidere er prisudviklingen over

årene illustreret på nedenstående

figur. Her ses det, at omkostningerne

ved Viborg Fjernvarmes nuværende

løsning stiger voldsomt, hvilket især

skyldes den stigende prognose for

naturgasprisen.

Ngas VP vedApple

VP vedApple

VPApple &multi VPViborg

Luft-til-vand VP

Luft-til-vand VP& multi

VPViborg

halv VPApple,halv VPViborg& multi

VPViborg

45%Sol,

halv VPViborg& multi

VPViborg

80/40 80/40 60/30 55/30 60/30 55/30 55/30 55/30Afskriv. 23 65 71 82 55 56 77 158D&V 93 82 73 50 68 44 46 41Brændsel 526 153 122 108 192 186 143 111Total 642 300 266 240 315 286 266 310

0

100

200

300

400

500

600

700

kr./

MW

h

Gennemsnitlig projektpriser (produktion inkl.omstillingsinvesteringer på distributionssiden)

Forudsætning at alleanlæg etableres og idrift-sat 2020, hvilket erurealistisk for de scenari-er der indeholder varme-pumpeanlæg ved Apple.


19

Scenariet der gælder en ’varmepum-

pe ved Apple (nuværende tempera-

tursæt)’ er også svagt stigende. Det

skyldes det fortsatte behov for at

hæve temperaturen til det nuværen-

de temperatursæt ved hjælp af na-

turgaskedler. Scenariet vedr. et

’halvt varmepumpeanlæg i Viborg og

45 pct. solvarme + damvarmelager’

har en svagt faldende prisudvikling,

hvilket skyldes, at ”brændslet” i

tilfældet med solvarme er gratis,

mens der stadig er behov for supple-

rende produktion og fuld kapacitet

på andre brændsler. Øvrige scenarier

har en jævn prisudvikling.

Disse prisudviklinger skal dog som anført ovenfor korrigeres ift. hvornår kilderne,

herunder særligt overskudsvarmen fra Apple kan være tilgængeligt og kan derfor

ikke anskues som priseksempler, som man umiddelbart kan vælge imellem.

200

300

400

500

600

700

800

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

2030

2031

2032

2033

2034

2035

2036

2037

2038

2039

2040

2041

2042

2043

2044

kr./

MW

h

Varmeprod. pris - 55 MW

80/40 Ngas

80/40 VP ved Apple

60/30 VP ved Apple

55/30 VP Apple & multi VP Viborg

60/30 Luft-til-vand VP

55/30 Luft-til-vand VP & multi VP Viborg

55/30 halv VP Apple, halv VP Viborg & multi VP Viborg

55/30 45% Sol, halv VP Viborg & multi VP Viborg

Prognose for projektpri-sernes udvikling


20

9 Samfundsøkonomi og miljø

Herunder ser vi nærmere på resulta-

tet af de samfundsøkonomiske be-

regninger for de billigste scenarier og

sammenligner med Viborg Fjernvar-

mes nuværende løsning over en

periode på 20 år. Her identificerer

rapporten det samfundsøkonomiske

overskud for de tre scenarier som

stort set ens fra 2,9 til 3,1 mia. kr.,

dog med scenariet ’luft-til-vand var-

mepumpe og spidslastcentraler i

Viborg (balanceret temperatursæt)’

som den laveste af de 3.

Men afhængigt af hvornår et eventu-

elt Apple varmepumpeanlæg er på

fuld drift, vil der for de to andre sce-

narier, som begge forudsætter et

varmepumpeanlæg hos Apple, blive

behov for naturgasproduktion til at

dække varmebehovet indtil da. Det

betyder, at de samfundsøkonomisk

vil blive ringere end scenariet med



temperatursæt)’.

Det samme gælder for CO2-

udledningen, der i så fald, at scena-

rierne bliver etableret samtidig, stort

set giver den samme klimamæssige

besparelse sammenlignet med refe-

rencen på ca. 1,1 mio. tons CO2

over de 20 år. Men hvis Apple var-

mepumpeanlægget først bliver etab-

leret i 2022 eller senere, vil CO2-

udledningen fra scenarierne med et

varmepumpeanlæg ved Apple blive

væsentlig højere end for scenariet

med ’luft-til-vand varmepumpe og


ret temperatursæt)’, der kan etable-

res hurtigt og uafhængig af en aftale

med Apple. Det skyldes især, at der

vil skulle produceret varme på na-

turgas, med en stor CO2-udledning,

indtil et anlæg ved Apple er i fuld

drift.

10 ForbrugerperspektivSet fra forbrugernes perspektiv er

det især forholdende omkring prakti-

ske forhold hos forbrugeren, forsy-

ningssikkerhed, miljømæssige for-

hold samt forbrugerprisen, der har

fokus.

Ændringer hos de enkelte forbrugere

er minimale og består reelt i udskift-

ning af forbrugerinstallationen til en

nyere og mere moderne fjernvarme-

veksler, som kan håndtere de lavere

temperaturer og som er mere ener-

gieffektiv. Den nye fjernvarmeveks-

ler fylder det samme som den gam-

le. Viborg Fjernvarme tilbyder en

lejemodel, således forbrugerne ikke

skal investere i udstyr og lejeudgif-

ten modsvares af en billigere varme-

udgift over de 20 års lejeperiode.

Det er især fokus på returtemperatu-

ren og varmeudnyttelsen hos de

enkelte forbrugere, der er medvir-

kende årsag til det samlede tempe-

ratursæt i ledningsnettet kan sæn-

kes, varmetabet kan reduceres og

varmeprisen kan sænkes.


21

Forsyningssikkerheden, i form af

tilgængelige varmekapacitet fra de

enkelte produktionsenheder, er

uændret. Selv når kraftvarmeværket

bliver nedlagt og hvis det centrale

varmepumpeanlæg skulle være ude

af drift, er der tilstrækkelig kapacitet

på de øvrige spidslastcentraler, in-

klusiv lokale varmepumper, til forsy-

ning af forbrugerne i en spidslastsi-

tuation (kold vinterdag).

Desuden er der hensynet til den

nødvendige kilde til produktionsan-

læggene. Den nuværende varmepro-

duktion er udelukkende baseret på

naturgas. For varmepumpeløsnin-

gerne er der dels naturgaskedlerne

på spidslastcentralerne og dels el-

forbruget til varmepumperne i for-

bindelse med enten køling på over-

skudsvarme eller køling på udeluft.

Hvor der kan være usikkerheder

forbundet med leveringssikkerheden

af overskudsvarmen, men hvor an-

læggene med køling på udeluft har

en sikker kilde. Den største forsy-

ningssikkerhed, i form af tilgængelig

kilde til produktionsanlæggene, op-

nås således ved scenarie ´Luft-til-

vand varmepumpe og spidslastcen-

traler i Viborg (balanceret tempera-

tursæt)´.

Hverken til eksisterende anlæg eller

til anlæggene i scenarierne er der el-

backup. Det vil sige i de tilfælde hvor

dele eller hele byen måtte miste el-

forsyningen, vil fjernvarmeprodukti-

onen også stoppe. Der skal bruges el

til pumper og styringsanlæg såvel

som produktionsanlæg og herunder

varmepumper. Der er ingen forsy-

ningssikkerhed, i form af tilgængelig

el, ligesom tilfældet også er i dag.

Miljømæssigt bidrager skiftet fra

naturgas på kedelanlæg med lav

virkningsgrad til el-drevne varme-

pumpeanlæg med høj virkningsgrad

til den største reduktion i CO2 udled-

ningen. Jo senere Apple varmepum-

peanlægget er på fuld drift, jo læn-

gere tid, skal der køres med natur-

gaskedler, hvilket resulterer i væ-

sentlige CO2 udledninger sammen-

lignet med scenariet ’Luft-til-vand

varmepumpe og spidslastcentraler i

Viborg (balanceret temperatursæt)

der kan etableres hurtigt og uaf-

hængigt af overskudsvarme fra

Apple.

Det sidste af de nævnte forbrugerfo-

kuspunkter er økonomien. Efter hen-

syn til projekt virkningsgrad (øge

den samlede virkningsgrad i distribu-

tionsnettet til 90 pct.), administrati-

onsomkostninger, fastbidrag samt

leje af måler bliver gennemsnitlig

forbrugerpris for et standard hus på

130 m2 og med et forbrug på 18,1

MWh/år som vist på nedenstående

figur.

Af figuren fremgår det, at scenarier-

ne ´Varmepumpe ved Apple (frem-

skrevet temperatursæt)´ og

´Varmepumpe ved Apple og spids-


temperatursæt)´ er de billigste løs-

ninger med udgangspunkt i forbru-

gerprisen. Dermed også de 2 løsnin-

ger med den største besparelse for

forbrugeren sammenlignet med nu-

værende anlæg og temperatursæt.


22

Hertil kommer hensynet til hvornår

Apple anlægget kan forventes at

være i fuld drift. Og hvis det først er

efter 2022, så er scenariet ´Luft-til-

vand varmepumpe og spidslastcen-

traler i Viborg (balanceret tempera-

tursæt)´ den billigste løsning.

For samtlige anlæg etableret og i fuld drift 2020, hvilket er urealistisk for alle sce-narier med varmepumpeanlæg ved Apple.

Ngas VP vedApple

VP vedApple

VPApple

&multiVP

Viborg

Luft-til-

vandVP

Luft-til-

vandVP &multiVP

Viborg

halvVP

Apple,halvVP

Viborg&

multiVP

Viborg

45%Sol,halvVP

Viborg&

multiVP

Viborg

80/40 80/40 60/30 55/30 60/30 55/30 55/30 55/3055 MW 18925 11164 10438 9877 11560 10920 10469 11457

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

16.000

18.000

20.000

kr.

Gns. forbrugerpriser - standard hus (inkl. moms)Forbrugerpris for etstandard hus


23

11 Konklusion

Styrkerne ved det balanceret tempe-

ratursæt, er en større forsyningssik-

kerhed, som kommer i kraft af den

øgede kapacitet på spidslastcentra-

lerne med varmepumper. Hertil

kommer et lavt varmetab i nettet i

og med, at temperatursættet er

sænket væsentligt i forhold til i dag.

Når løsningen er baseret på over-

skudsvarme eller udeluft som ener-

gikilde medvirker den også til den

laveste forbrugerpris og den bedste

samfundsøkonomiske løsning, da

naturgasforbruget reduceres til et

minimum. Desuden giver scenariet

den laveste CO2-udledning, da ud-

ledningen fra forbrænding af natur-

gas minimeres, samt en optimal

mulighed for udnyttelse af bynær

overskudsvarme vha. de bynære

varmepumpeanlæg.

Svaghederne ved scenariet ’varme-

pumpe ved Apple og spidslastcentra-

ler i Viborg (balanceret temperatur-

sæt)’ er uvisheden om, hvornår der

kan forventes indgået en 25-årig,

bindende produktionsaftale med

Apple. Og hertil kommer også uvis-

heden om, hvornår et større Apple

varmepumpeanlæg kan forventes at

være på 100 pct. drift. Desuden er

der store investeringer i et produkti-

onsanlæg, der ligger 10 km fra Vi-

borg. Disse forhold er belyst i forbin-

delse med følsomhedsanalyser og

risikovurderinger.

Overskudsvarme fra Apple kan reali-

stisk set tidligst blive til noget i 2022

eller senere. Dermed bliver løsningen

med overskudsvarme fra Apple en

dyrere løsning, end hvis varmeener-

gien i stedet tages fra udeluften på

et luft-til-vand varmepumpeanlæg i

Viborg.

I ovenstående tilfælde kan scenariet



temperatursæt)’ med en anlægsin-

vestering på 212 mio. kroner gen-

nemføres hurtigere og væsentligt

billigere end en Apple-løsning, som

vil koste mindst 274 mio. kroner;

ikke mindst grundet den væsentlige

investering i en transmissionsledning

ud til Foulum. Også den gennemsnit-

lige projektpris og forbrugerpris vil

være billigere for dette scenarie

sammenlignet med scenariet, der

gælder ’varmepumpe ved Apple og


ret temperatursæt)’, i tilfældet, hvor

Apple varmepumpeanlægget først er

i fuld drift i 2022 eller senere. Dette

selvom den samlede system virk-

ningsgrad for scenariet uden Apple-

løsningen er lavere end for scenariet

med Apple-løsningen.

I begge tilfælde vil den bynære

overkapacitet ved varmepumper på

spidslastcentralerne, kunne benyttes

dels til forsyningssikkerhed og dels

til udnyttelse af bynært overskuds-

varme.


24

12 Anbefaling

Det anbefales at forfølge scenariet


lastcentraler i Viborg’ som den valgte

teknologi samt følgende:

· Balanceret fjernvarme (med

byens forsyningsnet opdelt i 2

zoner).

· Varmepumpeanlæg på spidslast-

centraler (med køling på retur

og/eller udeluft)

· Bynær produktion (for største

forsyningssikkerhed)

· Én samlet organisation (sam-

menlægning af produktion og di-

stribution)

· Nedlukning af kraftvarmeværket

(når ny produktion er etableret)

13 Læsevejledning

Herunder læsevejledning til den ful-

de, tekniske rapport som er opdelt i

følgende kapitler:

· Kapitel 1 med et kort resumé af

rapportens konklusioner

· Kapitel 2 beskriver opbygningen

af rapporten

· Kapitel 3 med rapportens forud-

sætninger

· Kapitel 4 med beskrivelse af refe-

rencen og de forskellige scenarier

· Kapitel 5 med investeringer

· Kapitel 6 med beskrivelse af de

driftsmæssige forhold

· Kapitel 7 med organisation og

styring

· Kapitel 8 med selskabsøkonomi

· Kapitel 9 med forbrugerperspek-

tiv

· Kapitel 10 indeholder følsom-

hedsanalyse på udvalgte para-

metre

· Kapitel 11 med beskrivelse af de

samfundsøkonomiske forhold

· Kapitel 12 er konklusion og anbe-

faling

· Kapitel 13 indeholder bilag.

analyse af balanceret fjernvarme · juni 2018 2 indhold 1 forord 3 2 resumé 4 3 scenarier 6 4...

Documents