• Ingen resultater fundet

Hvad har vi lært? del 2:

N/A
N/A
Info
Hent
Protected

Academic year: 2022

Del "Hvad har vi lært? del 2:"

Copied!
37
0
0

Indlæser.... (se fuldtekst nu)

Hele teksten

(1)

Hvad har vi lært?

del 2:

17.12.2015

Specialkonsulent Bjarke Lava Paaske Rejseholdet for store varmepumper Center for forsyning

blp@ens.dk 2572 8295

Tekniske forhold og erfaringer

• Varmepumper i forhold til biomasse

• Fleksibelt elforbrug

• Kombinationer med solfangere

• Køling af returvand

• Fjernvarmetemperaturenes betydning

(2)

Varmepumpe eller biomasse?

(3)

Konkurrenceforhold med biomasse

0 100 200 300 400 500 600

Omkostninger, kr./MWh

Varmeproduktionsomkostninger

Totalomkostninger Simpel afskrivning D&V

Andre afgifter Energi- og CO2- afgift

PSO 6000 fuldlasttimer, 3 pct.

(4)

Lille værk – 7.000 MWh/år

1 MW fliskedel (6.268 MWh/år)

Gaskedel til spidslast (732 MWh/år)

Gas fortrænges 430 kr./MWh

Flis fortrænges

240 kr./MWh

(5)

Mellemstort værk – 20.000 MWh/år

1 MW fliskedel (8.000 MWh/år)

Gaskedel/motor (12.000 MWh/år)

Gas fortrænges 430 kr./MWh

Flis fortrænges

240 kr./MWh

(6)

1 MW fliskedel (8.000 MWh/år)

1,5 MW varmepumpe (8.300 MWh/år) – 5.530 fuldlasttimer/år

Gaskedel/motor (3.700 MWh/år)

Mellemstort værk – 20.000 MWh/år

Gas

Varmepumpe

Flis

(7)

Samproduktion øger rentabiliteten

Kedeldrift reducerer behovet for fremløbstemperatur – Øger COP

(8)

Hvornår er der god økonomi

Direkte opgjort imod biomasse – begrænset potentiale

Kombination af varmepumpe og biomasse er fordelagtig

Samdrift reducerer kravet til fremløbstemperatur

Høj COP = billig varmeproduktion (på niveau med biomasse)

1 MW biomasse + 2 MW varmepumpe = 3 MW billig varme

Kræver ”plads” i varmegrundlaget (fortrængning af dyr varme)

(9)

Kombination af absorption og el

Fjernvarme 70 °C 1,7 MW

Sø 20 °C 700 kW Elektricitet

70 kW

Sø 5 °C 630 kW

Kedel 150 °C

1,0 MW

(10)

Indpasning i elsystemet

Jürgen Guerito | www.flickr.com/photos/79432516@N00/11052691 Creative Commons

24-08-2015 | 10

”Varmepumper kan balancere elsystemet”

”Bruger strøm om natten og står stille om dagen”

”Udnytter den billige strøm som ellers eksporteres”

(11)

8.381 timer 19 timer 2015

2015 gns.

173 kr./MWh

Indpasning i elsystemet

Besparelse 190 kr./MWh

(12)

Økonomiske forhold

Enhed Årlig omkostn.

investering Årlige

driftstimer Gns. besparelse Ændring i prod.pris Varmepumpe

COP 4 440.000 kr.

8.740 190 kr./MWh

6 %

4.370 201 kr./MWh

Varmepumpe

COP 6 440.000 kr.

8.759 270 kr./MWh 4.380 275 kr./MWh

2 %

Varmepumper ift. fleksibilitet

Investering i varmepumpe ca. 6,5 mio. kr./MW

(13)

2.113 timer Gennemsnit 70 kr./MWh

2015

Elprisen betyder mere for Elkedler

(14)

Økonomiske forhold

Enhed Investerings-

omk. pr. år Årlige

driftstimer Gns. besparelse Ændring i prod.pris Varmepumpe

COP 4 440.000 kr.

8.740 190 kr./MWh

6 %

4.370 201 kr./MWh

Varmepumpe

COP 6 440.000 kr.

8.759 270 kr./MWh 4.380 275 kr./MWh

2 %

Elkedel 54.000 kr.

2.113 43 kr./MWh

51 %

1.057 65 kr./MWh

Varmepumper ift. elkedler

Varmepumper er energieffektive – udsving har lille betydning

Stor investering – dyr at have stående som standby-enhed

Varmepumper er ikke egnede til elbalancering – elkedler er

(15)

Solfangere og varmepumper?

(16)

Varmepumper og solfangere

Udetemp.(Ta) = 0° C

FV = 35–69° C → Tm ~ 52° C Tm-Ta = 52 K → η = 60 %

FV = 15–69° C → Tm ~ 42° C Tm-Ta = 42 K → η = 66 %

Gevinst = 10 %

(17)

Varmepumper og solfangere

t

retur

= 35 °C 𝑽𝒂𝒓𝒎𝒆

𝒔𝒐𝒍

= 𝟔. 𝟐𝟒𝟒 𝐌𝐖𝐡

𝟐. 𝟔𝟔𝟑 𝐌𝐖𝐡 @ 𝟏𝟓 − 𝟑𝟓 °𝐂

t

frem

= 69 °C

t t

retur frem

= 69 °C = 15 °C 𝑽𝒂𝒓𝒎𝒆

𝒔𝒐𝒍

= 𝟕. 𝟏𝟗𝟎 𝐌𝐖𝐡 Beregning på givet solfangerareal

𝟒. 𝟓𝟐𝟕 𝐌𝐖𝐡 @ 𝟑𝟓 − 𝟔𝟗 °C

Direkte varmeproduktion reduceres

(18)

Varmepumper og solfangere

Økonomi ved afkøling af retur til solfangere

Opvarmning af vandet er dyrt – ødelægger økonomien

Reference – 7.950 MWh

Afkøling af retur – 7.950 MWh

(19)

Køling på returvand

Varmepumpe afkøler returvand i delstreng Koldere retur

30 °C i stedet for 40

(20)

Køling på returvand - eksempel

Naturgasbaseret varmeværk

20.000 MWh/år

30 % varmetab

80 °C fremløb og 40 °C retur

Varmetab = 𝟔. 𝟎𝟎𝟎 𝐌𝐖𝐡

t

jord

= 10 °C

t

fremløb

= 80 °C t

retur

= 40 °C

𝚽

𝐟𝐫𝐞𝐦

= 𝟒. 𝟐𝟎𝟎 𝐌𝐖𝐡 𝚽

𝐫𝐞𝐭𝐮𝐫

= 𝟏. 𝟖𝟎𝟎 𝐌𝐖𝐡 𝚽

𝐫𝐞𝐭𝐮𝐫

= 𝟏. 𝟐𝟎𝟎 𝐌𝐖𝐡

t

retur

= 30 °C

(21)

Køling af returvand – Gaskedel

Nuværende pris

Gas: 210 kr./MWh Afgifter: 210 kr./MWh D&V: 10 kr./MWh Samlet: 430 kr./MWh

ηkedel: 103 % → 106 %

Ny pris

Gas: 204 kr./MWh Afgifter: 210 kr./MWh D&V: 10 kr./MWh Samlet: 424 kr./MWh

Retur = 40 °C Retur = 30 °C

(22)

Resultater

20.000 MWh/år

30 % varmetab

80 °C fremløb og 40 °C retur

19.400 MWh/år

28 % varmetab

80 °C fremløb og 30 °C retur

Afkøling af returvand

Enhed Varmeproduktion Varmeproduktionspris Omkostning

Gaskedel 19.400 MWh 424 kr./MWh 8.225.600 kr.

Reference

Enhed Varmeproduktion Varmeproduktionspris Omkostning

Gaskedel 20.000 MWh 430 kr./MWh 8.600.000 kr.

MEN: Afkøling af returvand koster energi!

(23)

Afkøling af returvand

Enhed Varmeproduktion Varmeproduktionspris Omkostning Gaskedel 18.624 MWh 424 kr./MWh 7.897.000 kr.

Varmepumpe 776 MWh 1.050 kr./MWh 814.800 kr.

Samlet omkostning 8.711.800 kr.

Omkostning til afkøling

19.400 MWh/år

28 % varmetab

80 °C fremløb og 30 °C retur

Reference

Enhed Varmeproduktion Varmeproduktionspris Omkostning

Gaskedel 20.000 MWh 430 kr./MWh 8.600.000 kr.

334.000 m

3

afkøles 10 K:

- Energi som fjernes = 3.880 MWh

- Elforbrug varmepumpe = 776 MWh (COP 6)

Aktiv afkøling har for store omkostninger

(24)

Kold fjernvarme- individuelle VP’er

Fremløb 20 °C - Retur 10 °C

Individuelle varmepumper løfter temperaturen i boliger

t

jord

= 10 °C

Δt

fremløb

= 10 K Δt

retur

= 0 K

𝚽

𝐟𝐫𝐞𝐦

= 𝟔𝟎𝟎 𝐌𝐖𝐡

𝚽

𝐫𝐞𝐭𝐮𝐫

= 𝟎 𝐌𝐖𝐡

(25)

Kold fjernvarme

Enhed Varmeproduktion Varmeproduktionspris Omkostning Gaskedel 11.800 MWh 420 kr./MWh 4.956.000 kr.

Varmepumper 2.800 MWh 1.050 kr./MWh 2.940.000 kr.

Samlet omkostning 7.896.000 kr.

Resultater

Naturgasbaseret varmeværk

14.600 MWh/år

4 % varmetab

20 °C fremløb og 10 °C retur

Reference

Enhed Varmeproduktion Varmeproduktionspris Omkostning Gaskedel 20.000 MWh 430 kr./MWh 8.600.000 kr.

14.000 MWh opvarmes til behovstemp.:

- Individuelle varmepumper – COP = 5 - Elforbrug varmepumper = 2.800 MWh

MEN: Kræver meget større investering

(26)

Kold fjernvarme

Enhed Varmeproduktion Varmeproduktionspris Omkostning Gaskedel 11.800 MWh 420 kr./MWh 4.956.000 kr.

Varmepumper 2.800 MWh (el) 1.050 kr./MWh 2.940.000 kr.

Samlet omkostning 7.896.000 kr.

Individuelle varmepumper

Individuelle luft/vand eller jordvarmeanlæg

14.000 MWh/år

Varmetab = 0 %

COP 3,5 – Elforbrug = 4.000 MWh

Individuelle varmepumper

Enhed Varmeproduktion Varmeproduktionspris Omkostning Varmepumper 14.000 MWh 300 kr./MWh 4.200.000 kr.

Langt mindre energiforbrug med individuelle løsninger

(27)

Lavtemperaturfjernvarme

Mindre varmetab

Højere effektivitet på produktionsenheder

Solvarme

Røggaskondensering (retur)

Varmepumper

Ford el e Ul emp er

Lavere delta-T

Kræver større pumpeeffekt

Begrænsninger i rør

Brugerinstallationer

Kræver velfungerende brugsvandsenheder

Store radiatorarealer

(28)

Primært kedeldrift

Potentiale - mindre varmeværk

Naturgasbaseret varmeværk

20.000 MWh/år

30 % varmetab

80 °C fremløb og 40 °C retur

Overvejer solvarme

Overvejer varmepumpe

(29)

Reference

Enhed Varmeproduktion Varmeproduktionspris Omkostning Gaskedel 20.000 MWh 430 kr./MWh 8.600.000 kr.

Samlet omkostning 8.600.000 kr.

Med sol og varmepumpe

Enhed Varmeproduktion Varmeproduktionspris Omkostning

Gaskedel 3.200 MWh 430 kr./MWh 1.376.000 kr.

Solvarme 2.600 MWh 300 kr./MWh 780.000 kr.

Varmepumpe 14.200 MWh 400 kr./MWh 5.680.000 kr.

Samlet omkostning 7.836.000 kr.

Med varmepumpe og solfangere

Besparelse 764.000 kr. = 9 %

(30)

Lavere temperature - Varmetab

Naturgasbaseret varmeværk

20.000 MWh/år

30 % varmetab

80 °C fremløb og 40 °C retur

t

fremløb

= 80 °C t

retur

= 40 °C t

fremløb

= 60 °C t

retur

= 30 °C

Årlig besparelse 1.800 MWh

Varmetab = 𝟔. 𝟎𝟎𝟎 𝐌𝐖𝐡

Varmetab = 𝟒. 𝟐𝟎𝟎 𝐌𝐖𝐡

(31)

Resultat – nuværende system

Reducerede temperature alene

Enhed Varmeproduktion Varmeproduktionspris Omkostning

Gaskedel 20.000 MWh 430 kr./MWh 8.600.000 kr.

Gaskedel 18.200 MWh 424 kr./MWh 7.716.800 kr.

Direkte besparelse 883.200 kr. = 10 %

Naturgasbaseret varmeværk

18.200 MWh/år

23 % varmetab

60 °C fremløb og 30 °C retur

(32)

Ny pris

Afskriv.: 255 kr./MWh D&V: 9 kr./MWh Samlet: 264 kr./MWh

Lavere temperature - Solfangere

Gevinst = 12 %

Nuværende pris

Afskriv.: 290 kr./MWh D&V: 10 kr./MWh Samlet: 300 kr./MWh

(33)

Lavere temperature - Varmepumpe

Reference pris

El: 345 kr./MWh Afskriv.: 45 kr./MWh D&V: 10 kr./MWh Samlet: 400 kr./MWh

Ny pris

El: 265 kr./MWh Afskriv.: 45 kr./MWh D&V: 10 kr./MWh Samlet: 320 kr./MWh

COP

reference

= 3,0

COP

lav temp.

= 4,0

(34)

Med sol og varmepumpe - 60/30 °C

Enhed Varmeproduktion Varmeproduktionspris Omkostning

Gaskedel 2.250 MWh 424 kr./MWh 954.000 kr.

Solvarme 2.950 MWh 264 kr./MWh 780.000 kr.

Varmepumpe 13.000 MWh 320 kr./MWh 4.160.000 kr.

Samlet 18.200 MWh 324 kr./MWh 5.894.000 kr.

Lavere temperature – Sol og VP

Direkte besparelse 2.706.000 kr. = 31 %

Gas, Varmepumpe og Solvarme

18.200 MWh/år

23 % varmetab

60 °C fremløb og 30 °C retur

(35)

Scenarie Varmemængde Omkostning Besparelse Red.

Reference

(80/40) 20.000 MWh 8.600.000 kr. -

Reference

(60/30) 18.200 MWh 7.716.800 kr. 883.200 kr. 10 % Sol+VP

(80/40) 20.000 MWh 7.836.000 kr. 764.000 kr. 9 % Sol+VP

(60/30) 18.200 MWh 5.894.000 kr. 2.706.000 kr. 31 %

Samlede resultater

1 + 1 = 3

Temperature er meget vigtige ifm. Sol og Varmepumper

Lav temperatur minimerer varmetab og sikrer effektiv produktion

(36)

Konklusioner

• Biomasse – Kombinationer med varmepumper kan være rentable

• Fleksibelt elforbrug – Grundlastenheder, ikke til regulering

• Afkøling af solfangere – Vil sjældent være rentabelt

• Afkøling af retur – Giver ikke billigere varmeproduktion

• Lavere FV-temperature – Særlig vigtigt ifm. sol og varmepumper

(37)

Spørgsmål/kommentarer?

Referencer

RELATEREDE DOKUMENTER

Det ville også være en hån mod den vilje, der reelt bragte Charta 77 til sejr, at hævde, at de skulle være en anden slags mennesker med en an- den slags kultur med en anden ad- gang

PEFC Danmark oplever, at flere skovejere er ble- vet mere bevidste om, at det er ukompliceret at certificere de små ejendomme, og at mange i forvejen driver skovene efter

Produktionen af skåret nål steg kun svagt i Europa i 2013, fordi nybyggeriet i mange lande stadig ikke er kommet i gang efter

Det er 1,6 procentpoint højere end når andelen af vedvarende energi opgøres som andel af det sam- lede faktiske bruttoenergiforbrug (s. I 1990 var der kun landvindmøller, de

Figur 2 og Figur 3 viser, at individuelle varmepumper samfundsøkonomisk er billigere end fjernvarme baseret på store varmepumper, når områder med oliefyr eller gaskedler

 Hovedparten af varmen kan dækkes med varmepumper, som kan levere en varme passende til 100 C temperaturbehov, og kun ved et delta T på 70 C stiger potentialet væsentligt med

2. Konvertering til rene varmepumper: Konvertering til rene varmepumper: Konvertering til rene varmepumper: Konvertering til rene varmepumper: I forløb 2) 2) 2) 2) forudsæt-

Departementet for Familie, Kirke, Kultur og Ligestilling i Grønlands Selvstyre og UNICEF Danmark startede i begyndelsen af 2011 projektet NAKUUSA (se www.nakuusa.gl