prefeasibility undersøgelse omstilling til vedvarende ... · omstilling til vedvarende energi i...

Case.Dok.5.30

Prefeasibility undersøgelse

Omstilling til vedvarende energi i Ørsted Mulighed for vedvarende energi i olielandsbyen i Roskilde Kommune Jakob Elkjær, Regin Gaarsmand & Tyge Kjær ENSPAC, Roskilde Universitet Den 15. september 2014.

1. Introduktion Formålet er at vurdere mulighederne for omstilling til vedvarende energi i varmeforsyningen i landsbyen Ørsted. 1

1 Roskilde Kommune har følgende olielandsbyer: Hastrup (59 bygninger), Herringsløse (163 bygninger), Ramsømagle (46 bygninger) og Ørsted (54 bygninger). Hertil kommer en række mindre bebyggelser, men også større byer, som også er afhængig af olie til opvarmning.

Vedvarende energi i Ørsted • Roskilde Kommune

Side 2

Det er politisk besluttet, at brugen af olie (mineralsk olie) til opvarmning skal udfases, fordi der er klimamæssige, miljømæssige og økonomiske fordele ved at anvende lokale vedvaren-de energiressourcer som et alternativ. Det er et væsentligt element i Folketingets energiaftale fra 2012, som løber frem til 2020.2 Formålet er her at undersøge, hvilke muligheder, der er i Ørsted for en omstilling til vedvarende energi i overensstemmelse med de generelle politiske aftaler og tilkendegivelser.

Der er registreret 54 opvarmede boliger/bygninger i Ørsted, hvor det aktuelle varmebehov dækkes på følgende måde:

• 36 boliger/bygninger opvarmes med olie med et forventet årlig nettoforbrug på 1.116 MWh. Det gennemsnitlige varmeforbrug er beregnet til 183 kWh pr. m2 pr. år, som må indeholde væsentlige potentialer for besparelser i slutforbruget.

• 10 boliger/bygninger er opvarmet med varmepumper med et årligt nettovarmeforbrug på 250 MWh, hvilket svarer til 134 kWh pr. m2 pr. år, som således er et væsentligt mindre varmeforbrug pr enhed i sammenligning med de olieopvarmede boliger/bygninger. Som følge af varmepumpes funktionsform svarer det anførte varmeforbrug på 134 kWh pr. m2 pr. år til et elforbrug på ca. 40-45 kWh pr m2 pr. år. Det er baseret på den såkaldte COP-værdi på 3,0-3,5. COP-værdien angiver forholdet mellem energiinput (el) og energioutput på varmepumpen.

• De resterede 8 boliger/bygninger er opvarmet med el (3), fast brændsel med centralvar- me (4), samt uoplyst (1). Bygningerne med fast brændsel har et forholdsvist lavt varmeforbrug på 88 kWh pr m2 pr. år. De el-opvarmede har et enhedsforbrug på 143 kWh pr. m2 pr. år.

Bedømt ud fra enhedsforbruget (varmeforbrug i kWh pr m2 pr. år) vil der som nævnt være en del muligheder for energibesparelser i slutforbruget, både for boliger, der er opvarmet med olie, men også for de el opvarmede boliger – omend ikke i samme omfang.

Bygninger med varmepumper indgår ikke i den efterfølgende analyse af omstillingsmulighe-hederne. De er allerede omstillet. Ganske vist er stadig hovedparten af den danske elforsy-ning baseret på fossil energi, men i 2035 forventes hele el-produktionen omstillet til vedva-rende energi. Varmepumperne vil således successivt ’automatisk’ blive omstillet til vedva-rende energi.

Mulighederne for en omfattende omstilling til vedvarende energi i Ørsted vil i det mindst omfatter følgende aktiviteter:

• Etablering af kollektive varmeforsyning for de områder, hvor de økonomiske og tekni- ske betingelser er til stede.

• Iværksættelse af energibesparelser; både i slutforbruget (energibesparelse i husene), og i fremstilling og distribution af fjernvarme, eksempelvis ved anvendelse af intelligent sty- ring af fjernvarmesystemet.

• Anvendelsen af individuelle varmeløsninger, baseret på vedvarende energi i de områder, der ikke kan udbygges til kollektiv forsyning. 2 Jvf. Aftale mellem regeringen (Socialdemokraterne, Det Radikale Venstre, Socialistisk Folkeparti) og Venstre, Dansk Folkeparti, Enhedslisten og Det Konservative Folkeparti om den danske energipolitik 2012-2020. Den 22. marts 2012. Aftalen siger bl.a., at der fra 2013 indføres et stop for installering af olie fyr i nye bygninger, og at der fra 2016 ikke længere skal være muligt at installere oliefyr i eksisterende bygninger i områder med fjernvarme eller naturgas som alternativ.


Side 3

Energiomkostningerne med den eksisterende opvarmning vil kunne motivering en omstil-ling til vedvarende energi og energibesparelser. Energiomkostningerne i de enkelte boliger afhænger af prisen på kWh og det årlige energiforbrug. Beregnet på basis af BBR-oplysnin-gerne forventes det årlige nettovarmeforbrug i et gennemsnitlig år at være 31,0 MWh for de olieopvarmede huse og 15,1 MWh for de el-opvarmede huse.

Det noget mindre varmeforbrug for de el-opvarmede boliger skyldes dels et lavere enheds-forbrug, men også betydeligt mindre boliger eller færre m2 til opvarmning, hvor der er 105 m2 i el-op-varmede boliger mod knap 170 m2 i de olieopvarmede boliger.

2. De aktuelle priser på olie og elektricitet Olie koster for tiden 1,15 kr. pr. kWh. Hvis vi forudsætter, at virkningsgraden for et oliefyr er på 90%, så står nettovarmen i 1,28 kr. pr. kWh. Det betyder, at de olieopvarmede huse i Ørsted i gennemsnit skal regne med en årlig varmeudgift på 39.700 kr., som måske har væ-ret lidt mindre over de seneste par år som følge af de milde vintre.

El koster for tiden 2,25 kr. pr. kWh. Fra første januar 2014 er der vedtaget ændringer i de afgifter, der betales for el. For almindelig forbrug af elektricitet skal der betales en afgift på 83,30 øre. pr. kWh (eksklusiv moms). For el-opvarmede huse er afgiften nedsat for det for-brug, der er udover 4.000 kWh. Afgiften er nedsat til 41,20 øre pr. kWh eksklusiv moms. Det betyder, at afgiften er reduceret med 42,10 øre pr. kWh, eksklusiv moms. Inklusiv moms er afgiftsreduktionen således på 52,62 øre.

Hvis vi antager, at en husholdning bruger 4.000 kWh til andre formål end opvarmning, så skal el-opvarmning betales med 1,72 kr. pr. kWh. Vi forudsætter, at el-radiatorer har en virkningsgrad på 100%. Det betyder, at den gennemsnitlige udgift vil være på 25.900 kr. for de el-opvarmede huse i Ørsted. Uden afgiftsnedsættelsen ville den gennemsnitlige omkost-ning være på 33.900 kr.

3. Omstillingsmuligheder Der er principielt to forskellige former for opvarmning, baseret på vedvarende energi, nem-lig individuelle og kollektive forsyningsmuligheder: • De individuelle løsninger: De mest oplagte individuelle varmeløsninger er pillefyr, om- bygning af bestående kedelanlæg til bioolie, samt individuelle varmepumpeløsninger, hvor der især skal peges på jordvarmeanlæg og på luft-til-vand-varmepumper. En tredje varmepumpemulighed er luft-til-luft varmepumper, som er billigere i anskaffelse, men næppe vil give en tilstrækkelig varmedækning i den kolde periode i ældre huse med stort enhedsforbrug (forbrug pr m2 pr. år).

• De kollektive løsninger: Forskellige former for fjernvarme, enten som mindre enheder, såsom blokcentraler, nabovarmeanlæg eller som større fjernvarmeenheder. Brændsels- mæssigt kan disse anlæg baseres på lokal biomasse, såsom halm, træflis eller træpiller. De kollektive løsninger giver normalt en høj effektivitet på kedelanlægget (i konverte- ringen), men der er dog grænser for, hvor lange fjernvarmerør, der kan trækkes til mere fjerntliggende bygninger, fordi det vil gå ud over anlæggets samlede effektivitet.

De forskellige løsninger kan økonomisk set falde meget forskelligt ud. For at kunne sam-menligne omkostningerne beregnes omkostningerne for både driften og anlægget under ét. Udgiften består af følgende: For det første de årlige driftsudgifter til brændsel, vedligehol-


Side 4

delse osv. For det andet består udgifterne af afskrivning og forrentning af anlægget over hele dets levetid. Endvidere tillægges afgifter og moms.

Den aktuelle pris for olie- og el-opvarmningen er beregnet på et mix af olieprisen og prisen til el opvarmning. Priserne er omregnet til nettovarmepriser, dvs. prisen for den mængde energi, der bruges til at levere en given mængde varme. Denne leverance er afhængig af den pågældende teknologis virkningsgrad. I beregningerne er anvendt Energistyrelsens standard-forudsætninger for de forskellige teknologiers virkningsgrad.3

Fra BBR-oplysningerne kender vi husenes nettoenergiforbrug, som omregnes til bruttoener-gi ved anvendelsen af den specifikke teknologis virkningsgrad, som har betydning for den faktiske pris.

Figur 1. Sammenligninger af priser for forskellige teknologier, inklusiv brændsel, anlæg, afgifter og moms.

Figur 1 ovenfor sammenligner de forskellige teknologiløsninger. Figurerne viser, for det første priserne for de individuelle vedvarende energiteknologier (de blå søjler), som varierer fra 1,16-1,35 kr. pr. kWh. For andet det viser figuren den forventede standardgennemsnit for fjernvarme, samt for det tredje de aktuelle gennemsnitspriser i Ørsted på 1,45 kr. pr. kWh. Den aktuelle pris er baseret på det aktuelle mix af priserne for olie og elektricitet. For oliefy-rene alene vil prisen være på 1,28 kr. pr. kWh nettovarme, og el-opvarmningen vil prisen være 1,72 kr. pr. kWh. Disse priser er eksklusiv anskaffelse og vedligeholdelse.

Det ses af oversigten, at ingen af de vedvarende individuelle varmeløsninger er dyrere end den aktuelle pris på 1,45 kr. pr. kWh, bl.a. som følge af de større afgifter, som de fossile energikilder er pålagt.

I denne sammenligning er der taget højde for, at oliefyrene og el-radiatorerne allerede fin-des. Der skal ikke investeres. For de vedvarende energiteknologier skal der investeres. I en valgsituationen vil man typisk sammenligne den energiløsning, man har (altså uden anlægs- 3 Der anvendes to udtryk: Nettovarme (og nettovarmepriser) og bruttovarme (og bruttovarmepri-‐ ser). Nettovarme er den varme, der bliver brugt til at opvarmehuset. Bruttovarme er den mængde energi, der skal tilføres oliefyret eller el-‐radiatoren. Hvis huset skal bruge 100 kWh energi og olie-‐ kedlen har en virkningsgrad på 90%, så skal fyret tilføres 111 kWh. Disse omregninger baseres på Energistyrelsens standardforudsætningerne, nemlig følgende: Oliekedel: 90%; ældre naturgaskedel: 85%; ny naturgaskedel: 95%; træpillefyr: 85%; elvarme: 100%; fjernvarme: 100%.

0

0,375

0,750

1,125

1,500

Luft-til-vand Pillefyr Bioolie Jordvarme Fjernvarme Aktuel pris

PrissammenligningerPriser incl. afgifter og momspr kWh varme.

Aktuel pris for olie- og el-opvarmning

1,16 kr 1,22 kr 1,23 kr1,35 kr

0,99 kr

1,45 krKr.Ørsted

Roskilde


Side 5

udgifter), med den energiløsning, man kan anskaffe sig (altså med anlægsudgifter). Derfor kan det være relevant at sammenligne aktuelle kWh-pris for olie og el uden anlægsudgifter med kWh-prisen for de vedvarende energikilder med anlægsudgifter. Derfor er de aktuelle kWh-priser uden anlægsudgifter og kWh-priserne for de vedvarende energiteknologier med anlægsudgifter.

3. Fjernvarmeløsningen Priserne for de individuelle vedvarende energiteknologier kan nogenlunde standardiseres. I tilfælde af fjernvarme kan der derimod være en stor forskel på fjernvarmeprisen, fordi den afhænger af antallet af tilslutninger, antal stikledninger og længden af de rør, som fører var-men frem fra kilden via ledninger og stikledningerne frem til forbrugeren. Vi har derfor beregnet fjernvarmeprisen nærmere. Beregningerne er baseret på BBR (Bolig- og bygningsregistret) og på en beregning af det forventede varmeforbrug på de enkelte bo-liger og bygninger i Ørsted. I bilag 3 er beregnet anlægs- og driftsøkonomien for det foreslå-ede ledningsnet, som kan sammenfattes i følgende figur: Figur 2. Sammenligninger af priser for fjernvarme under forskellige forudsætninger

Oversigten viser, at den aktuelle varmeudgift for opvarmning med olie, el og fast brændsel er beregnet til 1,45 kr. pr. kWh. Fjernvarmen vil kunne leveres til en pris på 0,97 kr. pr. kWh, baseret på en kombination af halm og træpiller (se råvaresammensætningen i bilag 3). Denne kWh-pris er med alt inklusiv, herunder afskrivning af anlæg, afgifter og moms. KWh-prisen er beregnet under den forudsætning, at anlægget afskrives over en 20 års perio-de. Vi kan afkorte afskrivningsperioden ved at ændre på kWh-prisen. Hvis vi antager, at fjernvarmen skal leveres til en pris, der er 10% under de aktuelle priser, så vil priserne blive 1,30 kr. pr. kWh. Det ændrer anlæggets tilbagebetalingsperiode. Prisen på 1,30 kr. pr. kWh betyder, at anlægget vil have en tilbagebetalingsperiode på 11,6 år med udgangspunkt i de investeringer, der er anført i bilag 3.

Beregningerne viser, at den foreslåede ledningsføring må karakteriseres som en rimelig god løsning med en passende tilbagebetalingsperiode på omkring 11 år. Det forventes, at der ved budgetteringen af den konkrete anlægsbudget vil være muligt at reducere den samlede an-lægssum, fordi vi i beregningerne har taget udgangspunkt i et forholdsvist højt prisniveau for især kedelanlæg, mv.

0

0,30

0,60

0,90

1,20

1,50

PrissammenligningerPriser incl. afgifter og momspr kWh varme.

1,45 kr

0,97 kr

1,30 kr

Aktuel pris i Ørsted

Ny fjernvarmepris

Ny fjernvarmepris (÷10%)

Kr.ØrstedRoskilde

Pris÷10%

Afskrivningover 11,6 år

Aktuel pris Fjernvarme Garantipris


Side 6

Som det fremgår af bilag 1, så findes der 10 varmepumper i Ørsted, som efter BBR-oplys-ningerne opvarme 1.872 m2. Fremfor at se det relativt store antal varmepumper som et pro-blem, der eventuelt kan spærre for et fjernvarmeprojekt, så burde man se på det som et ak-tiv, og undersøge, hvordan varmepumperne eventuelt kan spille sammen med fjernvarme-systemet. Det forudsætter dog, at varmepumperne er vandbaseret, enten som jordvarmean-læg eller som luft-til-vand-anlæg.

Det forventes at anlægget vil kunne etableres, så en målsætning om 10% lavere priser og en tilbagebetaling på 10-11 år kan overholdes. Det betyder, at ejerne af de olieopvarmede huse vil kunne se frem til en årlig besparelse på knap 4.000 kr. og ejerne af de el-opvarmede huse til en årlig besparelse på knap 2.600 kr.

4. Foreløbig konklusion Hovedkonklusionen er, at en række individuelle vedvarende energiteknologier vil med øko-nomiske fordel kunne anvendes, især hvis anlægsinvesteringerne kan finansieres. Fjernvar-meløsningen synes oplagt, især hvis det er muligt at optimere anlægget (kedelanlæg og net-ledninger), så tilbagebetalingsperioden kan nedbringes til 10-11 år. Det må anses for en klar mulighed.

Ved diskussion af fjernvarmeanlæg begynder man ofte med en forudsætning om, at så og så mange skal melde sig til at aftage fjernvarmen med baggrund i et allerede fastlagt lednings-net. Antallet af aftagere kan være kritisk. Vi ønsker at gå en anden vej. Med udgangspunkt i denne undersøgelser må det undersøges, hvordan anlægget kan optimeres, således at det vil være muligt at tilbyde en fjernvarmeforsyning med alt inklusiv på 10% under den aktuelle forsyningspris med en tilbagebetaling på 10-11 år.

Med udgangspunkt i dette tilbud vil det være relevant at få belyst, hvor mange der ønsker at deltage. Det vil kræve en længere proces, hvor en række forhold og muligheder bør belyses nærmere. I tilknytning til denne afklaringsproces kan man optimere ledningsnet, eventuelt afskære områder, hvor for få melder sig til at aftage fra fjernvarmenettet. I denne afklarings-proces kunne det være relevant at arbejde med følgende spørgsmål:

• Forbrug: Det aktuelle energiforbrug i de enkelte husstande. Tallene i bilaget er bereg- nede tal for det forventede energiforbrug. I praksis kunne det være anderledes.

• Optimering af anlægget: Er det muligt at optimere varmekilde og fjernvarmenet, såle- des at det er muligt at tilbyde fjernvarme til (måske færre) forbrugere, hvor varmen kan leveres til en pris under 10% af de aktuelle priser med en afskrivningsperiode på ikke længere end 12 år.

• Interessetilkendegivelse: For at få et mere præcist billede af anlægsomkostningerne, og her især omkostninger til ledningsnettet, vil det være en fordel at kende til interessen for en mulig tilslutning. Udgangspunktet kunne her være: Alle udgifter betalt over varme- prisen, dvs. alle udgifter til ledningsnet, stikledning, tilslutning og kedelanlæg betales over varmetariffen; og at den varmepris, der betales, skal være 10% under den aktuelle varmepris, som betales for henholdsvis oliefyring og el-opvarmning.

• Valg af forskellige vedvarende energimuligheder: Ikke alle vil med fordel kunne tilslut- tes fjernvarme, bl.a. fordi ledningsnettet vil kunne blive for lang i forhold til den varme, der kan afsættes. Det vil derfor være en fordel også at fokusere på de individuelle vedvarende energiløsninger.

——————————————


Side 7


Side 8


Side 9


Side 10

prefeasibility undersøgelse omstilling til vedvarende ... · omstilling til vedvarende energi i...

Documents