AffaldVarme Aarhus DBDH Seminar 19. november 2014...Transportanlæg fra lager silo til og med dagsiloer 5. Møller, m.m. 6. Fyringsudrustning 7. Miljøanlæg 8. Kulaskedosering AffaldVarme

AffaldVarme AarhusTeknik og Miljø

Aarhus Kommune

AffaldVarme Aarhus

DBDH Seminar

19. november 2014

AffaldVarme Aarhus,

Sustainable district heating

Chefkonsulent Peter Gedbjerg


Aarhus Kommune

Varmeplan Aarhus


Aarhus Kommune

Magistraten for Teknik og Miljø

Center for Miljø og Energi

AffaldVarme Aarhus


Aarhus Kommune

Klimavarmeplan 2010

Klimavarmeplan 2010 is the strategic plan for the development of district heating in the greater Aarhus area towards 2030:

The city council wants to focus on:• Security of supply

• CO2

• Energy efficiency

• Less fuel (fossil as well as biomass)

• Sustainable energy

• Integration with electricity (and biomass conversion, transport and waste)


Aarhus Kommune

What we do

2013-2017

• Studstrup 3 life extension program will secure opperations until 2030 (535 MW - 2014)

• Studstrup 3 conversion to wood pellets (2015)

• 80 MW electrical boilers (2*40 MW at Studstrup)

• New biomass fuelled (straw and wood ships) combined heat and power plant 37/80 MW (2016)

• Introduction of heat prices based on an hourly basis (Real time prices) (2014)

What we intend

To do

2014-2022

• 80 MW baseload from non fuel sources:

• 14 MW sea water based and electrically driven heat pump (expected 2016)

• 10 MW solar plant (thermal collectors, heat storage, absorption heat pump, straw fired boiler) (2017)

• Small scale ultra low temperature district heating scheme (2014 – 2020)

• And other activities to establish the foundation for drafting ”Klimavarmeplan 2030”

Our goal

2020-2030

• Sustainable district heating plants to replace Studstrupværket in 2030 (535 MW)

• Diversified heat production (ownership, technology, (fuel-) source)

”The Plan”


Aarhus Kommune

What we do today

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%

Straw fired CHP

Sustainable energy

Oil fired peak load

Biomass fueled boilers

Waste to Energy plants

Coal / Biomass Studstrup 3

Fossil

Biomass

Sustainable


Aarhus Kommune

What we will be doing in 2017

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

Straw fired CHP

Sustainable energy

Oil fired peak load




Fossil

Biomass

Sustainable


Aarhus Kommune

Our goal - 2030

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

Straw fired CHP

Sustainable energy

Oil fired peak load




Fossil

Biomass

Sustainable


Aarhus Kommune

Sources for sustainable energy

• Large scale heat pumps (sea water / sewage)

• Solar (high/low temperature)

• Heat storage (short, mid and long term)

• Industrial surplus heat / Biomass conversion

(Aarhus Harbor is home to many agro industrial industries)

• Geothermal heat

• District Cooling


Aarhus Kommune

Projects supporting the drive

for sustainability

• Electrical boilers at Studstrupværket - 2 *40 MW – in

commissioning phase – operational in December 2014

• Studstrupværket Unit 3 conversion to wood pellets – in

construction – operational in October 2015

• Biomass fired CHP – in construction – Operational in

December 2016

• Aarhus Ø: 12 MW heat pump – City Council in

December 2014

• Geding: Phase 1 Ultra Low Temperature DH – in

commissioning phase


Aarhus Kommune

PARAT IEH – High Voltage boiler

Kapasitet (MW) 31-45

Kapasitet (T/h) 46-67

D (mm) 3.400

H (mm) 6.000

Transportvekt (kg) 14.000

Driftsvekt (kg) 23.000

Testvekt (kg) 44.000


Aarhus Kommune

SSV elkedler

Budget: 80 mio kr


Aarhus Kommune


for sustainability

• Electrical boilers at Studstrupværket 2 *40 MW – in





December 2016


December 2014


commissioning phase


Aarhus Kommune

SSV3 Biokonvertering

1. Losseanlæg

2. Transportanlæg til lagersilo

3. Lagersilo

4. Transportanlæg fra lager

silo til og med dagsiloer

5. Møller, m.m.

6. Fyringsudrustning

7. Miljøanlæg

8. Kulaskedosering


Aarhus Kommune

CO2 emissions from District Heating

production in the grater Aarhus area


Aarhus Kommune


for sustainability






December 2016


December 2014


commissioning phase


Aarhus Kommune

Biomass fired CHP


Aarhus Kommune

• Fuel Energy (LCV): 110 MW

• Electricity production: 34,8 MW

• DH production: 78,9 MW

• Efficiency (LCV): 103%

• Fuel: 240.000 ton/year (straw and wood chips)

• Fuel: 672 ton/day (66 lorries) (straw)

• Fuel storage: 67 timer (3168 big bales)

• Wood chips up to 50 % (by energy content)

Main Data


Aarhus Kommune

Tecnical Data

• Steam temperature 540 C - 111 bar

• Flue gas cleaning: bag filter, SCR DeNOx, condensing scrubber with

added lime

• Sewage(10 m3/day)

• Condensing scrubber produces more than 60.000 m3 of feed water

each year

• Vibration grate

• Slagging super heater in combustion chamber

• 4 fuel feeders with BWE type shredders

• Each feeder with continuous weighing and humidity measurement


Aarhus Kommune


Aarhus Kommune

Storage for Straw


Aarhus Kommune

Site


Aarhus Kommune

Construction has started!


Aarhus Kommune

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1

17

3

34

5

51

7

68

9

86

1

10

33

12

05

13

77

15

49

17

21

18

93

20

65

22

37

24

09

25

81

27

53

29

25

30

97

32

69

34

41

36

13

37

85

39

57

41

29

43

01

44

73

46

45

48

17

49

89

51

61

53

33

55

05

56

77

58

49

60

21

61

93

63

65

65

37

67

09

68

81

70

53

72

25

73

97

75

69

77

41

79

13

80

85

82

57

84

29

86

01

MW

Årets timer

Produktionsplan 2016Efter biomassekonvertering og etablering af nyt halmfyret kraftvarmeværk

Oliekedler

Studstrupværket

Skanderborg Flis

Halmfyret kfrafvarme

Renosyd

AVA AffaldsCenter

Overskudsvarme

Rådighed oliekedler

Rådighed Studstrupværket

Rådighed andre anlæg

Surplus HeatAVA Waste to

Energy

Renosyd Waste to Energy

Biomass firedCHP

Skanderborgbiomass boiler

Studstrup-værket

Peak load - oil

315 TJ 2018 TJ 615 TJ 2.258 TJ 425 TJ 5.551 TJ 33 TJ

Studstrupværket Unit 3 535 MW

Other Plants 191 MW

Production


Aarhus Kommune


for sustainability






December 2016


December 2014


commissioning phase


Aarhus Kommune

Varmeforsyning af Aarhus Ø


Aarhus Kommune

Heat Pump Modul for Aarhus Ø


Aarhus Kommune


for sustainability






December 2016


December 2014


commissioning phase


Aarhus Kommune

Bottom Up on the District

Heating Network


Aarhus Kommune

3

Danfoss Micro Booster station

Radiator kreds

Akkumulerings beholder

Vand varmer


Aarhus Kommune

Geding

Electricity for hot tap water

• Typical heat consumption in a Danish one family house:

18.000 kWh/year

• Hot tap water (25%): 4500 kWh/year

• COP of heat pump in Micro Booster unit: 4,5

• Heat pump will raise temperature from 40 to 50 C – the

rest (from 10 – 40 C) will take place in a heat exchanger

• Effective COP will be 4.5*4=18

• Electricity for hot tap water 4500/18 = 250 kWh/år


Aarhus Kommune

Geding


Aarhus Kommune

Microbooster


Aarhus Kommune

Thank you very much


Aarhus Kommune

Back Up Slides


Aarhus Kommune

SSV Elkedler - fjernvarmekobling


Aarhus Kommune

Varmeplan Århus - 1985

Central produktion og rigelig

kapacitet


Aarhus Kommune

Klimavarmeplan 2010

Udviklingen – baseret på Klimavarmeplan 2010 –

medfører et langt mere komplekst energisystem i 2030


Aarhus Kommune

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 km

2

– 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 miakr)


Aarhus Kommune

VE i varmeforsyningen

Blå: Solfanger, Rød: Varmelager

”Naturlig” størrelse

Tankeeksperimentet illustrerer, at

100% solvarme er en mulighed, men

arealbehovet er en barriere.

Ved at sænke solvarmeandelen til 50%

og supplere med andre teknologier

(feks varmepumper) kan arealbehovet

reduceres væsentligt.

Solvarme kan introduceres gradvist –

demonstrationsprojekter under

forberedelse


Aarhus Kommune

Varmeforsyning Aarhus Ø


Aarhus Kommune

Site


Aarhus Kommune


Aarhus Kommune

Studstrup Wood Pellets


Aarhus Kommune

Princip i fjernvarmekobling


Aarhus Kommune

Status sept. 2014

• Anlægsbevilling fra byrådet 13. august (1.3 mia.)

• Rådgiver på BKVV: COWI og F&M

• Rådgiver på transmissionsanlæg: NIRAS

• BWE: ovn/kedel og røggasrensning

• Skoda Dosan: turbine og fjernvarmeanlæg

• Fredskoven er ryddet og arkæologiske udgravninger er gennemført uden væsentlige fund

• Byggemodningsentreprisen (Arkil) er opstartet og bortgravning af 100.000 m3 opstartet

• Kontrakter på BKVVByggeplads og skurby – RamirentBetonskorsten - MTH

• Kontrakter på transmissionssystemetAnlæg og rør - Barslund (opstart 1. okt)Rørleverance – Logstor


Aarhus Kommune



Aarhus Kommune



Aarhus Kommune

Geding


Aarhus Kommune

“Bottom up på

transmissionsnettet”

Et koldt energifordelingssystem bryder helt

med en traditionel opbygning af

varmeforsyningen. Systemet baser sig

på:

– Mediet er 10 – 40oC vand

– Overskudsvarme fra boliger og

virksomheder kan lettere og billigere

benyttes i systemet

– Varmepumpeenhed i alle bygninger

hvor energien hentes fra mediet

– Varmebeholder i udvalgte bygninger for

regulering og udnyttelse af lavpris

tidsrum

– Hele systemet inklusive varmepumper

og varmebeholder samt elforbrug hertil

kan opfattes som fjernvarmesystemet

og opereres og reguleres af AVA.

Documents

AffaldVarme Aarhus DBDH Seminar 19. november 2014...Transportanlæg fra lager silo til og med dagsiloer 5. Møller, m.m. 6. Fyringsudrustning 7. Miljøanlæg 8. Kulaskedosering AffaldVarme