Varmepumpe på Frederikshavn renseanlæg

Stjernholmdagen 2010

2

Varmepumpeanlæg (900 kW varme) projekteret og etableret i 2009 med prøvestart okt. 2009.

Projektets formål: Integrering af lokal vindkraft i det lokale fjernvarmesystem.Aftale indgået mellem Frederikshavns Varme og DONG Energy: DONG Energy (Power) – bygherreFrederikshavns Varme – operatørCOWI – bygherrerådgiverGEA leverandørSamlet anlægssum incl. bygherrerådgivning – budgetteret til ca 4,6 millioner kr.

Anlægget indgår i DONG Energy's VPP (Virtual Power Plant) demonstrations projekt (merudg. ca 50.000 kr)

Varmepumpen - placeret ved Frederikshavn Renseanlæg for at udnytte varmen fra spildevandet

Frederikshavn Kraft varme værk

17,5 MW el + 31 MJ/s - naturgasfyret

Frederikshavn Affaldskraftvarme anlæg

2 MW el + 9,5 MJ/s varme - letolie tilsatsfyring

Frederikshavnsprojektet - Eksisterende fjernvarme- og elforsyning

Eksisterende elforsyning:

DONG Energy’s 4 vindmøller (2 møller a 3 MW og 2 møller a 2.3 MW (30 GWh/år))

el fra lokal gasturbineanlæg (31 GWh/år)

affaldsfyret kraftvarme (25 GWh/år)

el fra det offentlige forsyningsnet.

Elforbrug total: ca 150 GWh/år

Eksisterende varmeforsyning:

affaldsfyret kraftvarmeværk (80 GWh/år)

gasturbine kraftvarmeværk (131 GWh/år)

gasfyrede spidslastkedler (13 GWh/år).

Varmeforbrug: Ca. 180 GWh fjernvarme + 40 GWh individuel opvarmning.

Eksisterende og fremtidig off-shore vindmøllepark

Eksisterende elkapacitet: 10,6 MW – Fremtidig udbygning med + 25 MW.

Fremtidig årlig elproduktion = 100 GWh ud af et elforbrug på ca 150 GWh

Data for CO2 "transkritisk" varmepumpe – Frederikshavn - spildevandsanlæg

Vand til- og afgang:

8 °C / 4 °C

Vand til- og afgang:

12°C / 8 °C

Vand til- og afgang: 18

°C / 14 °C

Elforbrug, kW 280 288 298

Leveret varmeeffekt, kW 733 794 916

COP 2,62 2,75 3,07

Vandmængde, m3/døgn 2.328 2.568 3.144

Potentiale

I relation til potentiale har følgende særlig betydning:

Eksisterende brændsel til varmeproduktion

Størrelsen af varmegrundlag

Tilgængelighed af varmekilder (gratisvarme), f.eks. rensningsanlæg

Eksisterende brændsel til varmeproduktion skal helst være naturgas!

Brændsel NG Biogas Halm Flis Træpiller

Pris 270 345 125 155 240

Energiafgift 203 - - - -

CO2 afgift 31 - - - -

I alt, kr./MWh 504 345 125 155 240

Plus el-produktionstilskud!

Potentiale

Krav til årligt varmegrundlag for en 1 MW varmepumpe med forventet/ønsket benyttelsestid på 5.000-6.000 timer pr. år:

Årligt varmegrundlag: Mindst 10 GWh og nok snarere 15-20 GWh

Årligt driftsoverskud – 800 kW(varme) varmepumpe

Offentligt net inkl. lov 1417

Udgift til elforbrug. 1.000 kr. 2.168,5

- Heraf refusion jf. lov 1417 1.000 kr. -397,7

Drift og vedligehold 1.000 kr. 25

Samlede variable omk. 1.000 kr. 2.193,5

Sparede omk. på øvrige anlæg 1.000 kr. 3.323,6

Driftsoverskud 1.000 kr. 1.130,1

Budget for etablering 1.000 kr. 4.350,9

Simpel tilbagebetalingstid år 3,8

2008 el- og gaspriser: 394 kr./MWh og 3,589 kr./m3

Tilbagebetalingstid ved forskellige el- og gaspriser – 800 kW(varme) varmepumpe

Lav elpris283 kr./MWh

Mellem elpris394 kr./MWh

Høj elpris473 kr./MWh

Lav gaspris2,651 kr./m3 5,1 - 12,2

Mellem gaspris3,589 kr./m3 - 3,8 -

Høj gaspris4,307 kr./m3 2,1 - -

I 2009 har gasprisen ligget på ca. 3 kr./m3, mens elprisen har ligget på 268 kr./MWh i Vestdanmark og 289 kr./MWh i Østdanmark

Energistyrelsen forudsætter at gasprisen an værk stiger med 95 % fra 2009 til 2020 (til et absolut niveau på ca. 3 kr./m3) og at elprisen stiger med 73 % (til et absolut niveau på 435 kr./MWh).

13

Win-win situation :o)

DONG Energy:

Har som det eneste dansk energiselskab positive erfaringer med det udmeldte koncept

Tager den primære finansielle og tekniske risiko ved anlæggets etablering og drift (de første 5 år) – hvorefter kunden får anlægget forærende (anlæggets levetid er ca 10 år)

Får "mængderabat" ved køb af mange anlæg. En rabat der evt. kan deles med kunden.

Kan udnytte VPP fordelen som kan deles med kunden.

Har eksisterende samarbejdspartnere på anlægssiden (GEA; Advansor, Stjernholm)

DONG Energy:

Har som det eneste dansk energiselskab positive erfaringer med det udmeldte koncept

Tager den primære finansielle og tekniske risiko ved anlæggets etablering og drift (de første 5 år) – hvorefter kunden får anlægget forærende (anlæggets levetid er ca 10 år)

Får "mængderabat" ved køb af mange anlæg. En rabat der evt. kan deles med kunden.

Kan udnytte VPP fordelen som kan deles med kunden.

Har eksisterende samarbejdspartnere på anlægssiden (GEA; Advansor, Stjernholm)

Kunden:

CO2-reduktion

Grøn profil

Sparer/tjener penge

Forsyningsselskabet kan levere grønnere og billigere fjernvarm

Kan udnytte VPP fordelen

Kunden:

CO2-reduktion

Grøn profil

Sparer/tjener penge

Forsyningsselskabet kan levere grønnere og billigere fjernvarm

Kan udnytte VPP fordelen

Varmepumper

Enthalpi diagram – CO2 varmepumpe