Brændselsfri varmeforsyning i Aarhus er det muligt?...AffaldVarme Aarhus Teknik og Miljø Aarhus Kommune Disclaimer Det, der bliver præsenteret i aften er projekter, tanker og ideer

AffaldVarme Aarhus Teknik og Miljø

Aarhus Kommune

Brændselsfri varmeforsyning i

Aarhus – er det muligt?

AffaldVarme Aarhus,

bæredygtig, grøn fjernvarme

i synergi med andre energiformer

Chefkonsulent Peter Gedbjerg


Aarhus Kommune

Varmeplan Aarhus


Aarhus Kommune

Magistraten for Teknik og Miljø

Center for Miljø og Energi

AffaldVarme Aarhus


Aarhus Kommune

Disclaimer

Det, der bliver præsenteret i aften er

projekter, tanker og ideer i vidt forskellige

stadier af realisering

AffaldVarme Aarhus er en del af Aarhus

Kommune. Projekter og strategier

behandles i en åben proces, men er først

gældende når de er godkendt af Byrådet


Aarhus Kommune

Klimavarmeplan 2010

Klimavarmeplan 2010 er den strategiske plan for udviklingen af fjernvarmen i Aarhus frem mod 2030:

Byrådet i Aarhus ønsker at tilgodese: • Forsyningssikkerhed

• Mindre CO2

• Energieffektivitet

• Mindre brændsel (også biomasse)

• Vedvarende energi

• Integration med el (samt biomassekonvertering, affald og transport)


Aarhus Kommune

Det gør vi

2013-2017

• SSV 3 levetidsforlængelse sikrer 535 MJ/s frem til 2030 (2014)

• SSV 3 træpillekonvertering (2015)

• 80 MW elkedel (2*40 på SSV)

• Nyt biomassefyret kraftvarmeværk 80 MJ/s (2016)

• Tidsvarierende (ægte) priser (2014)

Det vil vi

2014-2022

• Indvesteringsramme 223 mio kr til VE forsøgs- og demonstrationsanlæg

• 80 MJ/s grundlast fra ikke brændselsbaserede VE anlæg

• Indhentning af erfaring og viden fra egne og andres VE anlæg

• Etablering af beslutningsgrundlaget for ”Klimavarmeplan 2030”

Det skal vi nå

2020-2030

• Erstatning for Studstrupværkets nuværende produktionsanlæg 535 MJ/s i 2030

• Multifacetteret varmeproduktion (ejerskab, teknologi, kilde)

Handlingsplan


Aarhus Kommune

Her er vi - 2014


Aarhus Kommune

Det har vi besluttet - 2017


Aarhus Kommune

Det vil vi – 2030


Aarhus Kommune

Potentielle forsøgs- og demo-

anlæg:

• Store varmepumper (havvand/spildevand)

• Solfangere (høj/lav temperatur)

• Varmelagre (grundvand, dam)

• Industriel overskudsvarme / Biokonvertering

(Aarhus Havn er center for agro-virksomheder)

• Geotermi

• Fjernkøling (synergi med fjernvarmeområdet)


Aarhus Kommune

Konkrete projekter der støtter

VE-satsningen • Elkedel på Studstrupværket – besluttet – idriftsættes marts 2015

• Studstrupværket ombygning til træpiller - besluttet

• Biomassefyret Kraftvarmeværk - besluttet

• Aarhus Ø: 2-12 MW varmepumpe - byrådsbeslutning i 2014

• Sabro: Demonstration af højtemperatursolfanger forår 2015

• Sabro/Harlev: Studie af delforsyning med solvarme (demonstrationsanlæg) afsluttet

• Studie af bottom up på transmissionsnettet - afsluttet

• Geding: Fase 1 LTFJV (demonstrationsanlæg) – idriftsættes i oktober 2014

• Geding: Fase 2 VE-forsyning (demonstrationsanlæg) => byrådsbeslutning forår 2015

• Fjernkøling

• Geotermisk energi feasibilty studie. Igangsætning afventer national screening der afrapporteres efterår 2014

• Biogas: Afledt af kontraktforhandlinger vedr. Båndlev foretages studie af muligheder for at nyttiggøre gas i stedet for varme

• Implementering af produktionsstyrings-, asset management- og scenarieværktøjer

• Timevarierende priser – implementeret

• Deltagelse i CITIES (Konsortieleder: DTU), 4GDH (konsortieleder AU) , etc


Aarhus Kommune

SSV elkedler

Budget: 80 mio kr

Idriftsættelse: Januar 2015


Aarhus Kommune

SSV Elkedler - fjernvarmekobling


Aarhus Kommune




• Biomassefyret Kraftvarmeværk - besluttet







• Fjernkøling







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

SSV Træpiller


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

Overskuds-varme

AVA Affalds-Center

Renosyd Halmfyret kraftvarme

Skanderborg Flis

Studstrup-værket

Oliekedler

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

Rådighed Studstrupværket 535 MW

Rådighed andre anlæg 191 MW

Produktionsmængder


Aarhus Kommune

CO2 reduktion efter idriftsættelse af

SSV træpiller


Aarhus Kommune




• Biomassefyret Kraftvarmeværk – besluttet – idriftsættes december 2016







• Fjernkøling







Aarhus Kommune

Biomassefyret kraftvarmeværk


Aarhus Kommune

• Indfyret effekt: 110 MW

• Elproduktion: 34,8 MW

• Varmeproduktion: 78,9 MW

• Virkningsgrad: 103%

• Brændsel: ca. 240.000 ton/år

• Brændsel: 672 ton/dag (66 lastbiler)

• Lagerkapacitet: 67 timer (3168 halmballer)

• Kan fyre op til 50 % flis

Hovedtal


Aarhus Kommune

Anlægget: Situationsplan


Aarhus Kommune

Anlægget: Situationsplan


Aarhus Kommune

Tekniske data

• BWE stående tretrækskedel + to økonomiser tårne,

Damptemperatur 540 oC og 110 baro

• Røggasrensning, posefilter, SCR DeNOx anlæg,

kondenseringsscrubber med kaltilsætning

• Spildevandsfrit anlæg (10 m3/døgn)

• Kondensat rensning producerer ca. 60.000 m3 dionat spædevand/år

• Opfugtning af forbrændingsluften

• Vibrationsrist

• Slaggende overheder i første træk

• 4 indfødningslinier med BWE neddelere

• Vægt og fugtmåling på hver indfyringslinie

• Flisindfødning via halmsnegle


Aarhus Kommune

Halmlageret


Aarhus Kommune

Projektet: Tidsplan


Aarhus Kommune

Princip i fjernvarmekobling


Aarhus Kommune

Anlægget: Proces


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 BKVV Byggeplads og skurby – Ramirent Betonskorsten - MTH

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


Aarhus Kommune

Vi er i gang: skovning


Aarhus Kommune











• Fjernkøling





• Deltagelse i: CITIES (Konsortieleder: DTU), 4GDH (konsortieleder AU) , etc


Aarhus Kommune

Varmeforsyning af Aarhus Ø


Aarhus Kommune

Varmeforsyning af Aarhus Ø


Aarhus Kommune

Varmeforsyning Aarhus Ø


Aarhus Kommune



Aarhus Kommune



Aarhus Kommune











• Fjernkøling







Aarhus Kommune

Solfangerdemo i Sabro


Aarhus Kommune

Solfanger demo i Sabro


Aarhus Kommune











• Fjernkøling







Aarhus Kommune

Østjydsk Halmvarme a.m.b.a


Aarhus Kommune

Varmeværk Harlev Solbjerg Sabro

Årstal 2013

129

12,9

9,3

5,8

2013

115

11,5

8,4

5,0

2013

115

11,5

8,4

5,0

Årsvarmebehov TJ

Spidslast MW

Max døgnmiddel MW

Dim.kedeleffekt MW

Kedelmærkeplade MW 4,0 5,65 3,15

Forv. kedeleffekt MW 5,4 7,9 5,4

Varmeværk Harlev Solbjerg Sabro

Årstal 2013

129

33200

8960

2700

270

570

2013

115

31700

8560

0

0

0

2013

115

29510

7970

2380

238

338

Årsvarmebehov TJ

Halmproduktion MWh

Halmproduktion tons

Olieproduktion MWh

Olieproduktion tons

Olieproduktion tons max

Energieffektiv Varmeforsyning

af Harlev


Aarhus Kommune

Energieffektiv varmeforsyning

af Harlev

Forslag til 50% solvarmedækning:

• Solvarmeanlæg: 40.000 m2 (evt delvis CSP)

• Sæsonvarmelager: 120.000 m2

• Ny hedtvandshalmkedel

• Absorptionsvarmepumpe


Aarhus Kommune

Harlev - 50% solvarme


Aarhus Kommune

Energieffektiv Varmeforsyning

af Harlev


Aarhus Kommune











• Fjernkøling







Aarhus Kommune

Bottom Up på

transmissionsnettet


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.


Aarhus Kommune









• Geding: Fase 1 ULTFJV (demonstrationsanlæg) – idriftsættes i oktober 2014


• Fjernkøling







Aarhus Kommune

Geding


Aarhus Kommune

Geding


Aarhus Kommune

Geding

• Elforbruget til brugsvand beløber sig for et standard-hus

til ca. 250 kWh/år baseret på følgende:

• - totalt årligt varmebehov: 18.000 kWh,

• - heraf behov til brugsvand (25%): 4500 kWh/år,

• - COP af integreret varmepumpe i fjernvarmeunit: 4,5 for

den delmængde af energien, som varmepumper leverer,

• - delmængde af energi til varmpumpe: 25% (resten af

løftet fra 10 til 50 C sker via fjernvarme fremløb),

• - system_COP bliver hermed 18,

• - 4500/18 = 250 kWh/år


Aarhus Kommune

5

Micro Booster station

Radiator kreds

Akkumulerings beholder

Vand varmer


Aarhus Kommune

Microbooster


Aarhus Kommune











• Fjernkøling







Aarhus Kommune

Fjernkøling

Fjernkøling er kommerciel

- ikke teknik

Jagten på synergier:

• Er der et fjernkølemarked

• Er der mulighed for

varmesalg

• Samtidighed/lagring

• Stordriftsfordele

Regulatoriske hindringer


Aarhus Kommune











• Fjernkøling







Aarhus Kommune

Geotermi og Biogas


Aarhus Kommune











• Fjernkøling







Aarhus Kommune

Varmeplan Århus - 1985

Central produktion og rigelig

kapacitet


Aarhus Kommune

Varmeplan Aarhus - 1985


Aarhus Kommune

+ Varmeakkumulator


Aarhus Kommune

Tilsatsfyring med halm


Aarhus Kommune

Besluttet træpillefyring på SSV


Aarhus Kommune

Mere vind- og solstrøm og

Planlagt elkedel


Aarhus Kommune

Planlagt biomassefyret KVV

lagring/salg af affald ?


Aarhus Kommune

Solvarme (demo) ?


Aarhus Kommune

Transport på el incl

akkumulering / smartgrid?


Aarhus Kommune

Varmelager ifb med solvarme

(demo)


Aarhus Kommune

Varmepumpe ifb med

solvarmelager (demo)


Aarhus Kommune

Store elektrisk drevne

varmepumper (demo)


Aarhus Kommune

Bioraffinering / syntesefuel

(Demo) ?


Aarhus Kommune

2030


Aarhus Kommune

Klimavarmeplan 2010

Udviklingen – baseret på Klimavarmeplan 2010 –

medfører et langt mere komplekst energisystem i 2030


Aarhus Kommune

Fremtidens kompetencer skal

støtte:

• Risikovurdering

• Købmandsskab (salg, markedskendskab)

• Strategisk Planlægning

• Udbuds-/kontraktjura

• Modellering / Data Warehousing

• El-/brændsels-/commodities handel

• Teknologi

• (teknik, vedligeholdelse ?)


Aarhus Kommune

Handelspladser i

VPA-varmesystemet

Elmarked Varme-

produktion Transmission Distribution Slutkunde

= Handelsplads

http://77.66.45.131/SitePages/Home.aspx


Aarhus Kommune

Produktionsplan / asset management /

scenarieanalyse

Hurtig, merkantil tænkning => Transparens og overblik

”Planlægningsværkstøj” Produktionsplan: 0 – 3 dage

Asset Management: 0 – 10 år

Scenarieanalyse/investeringsgrundlag: 0 – 30 år

”Data warehouse” Alle validerede data et og kun et sted


Aarhus Kommune











• Fjernkøling







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 mia kr)


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

Tak for ordet

Documents

Brændselsfri varmeforsyning i Aarhus er det muligt?...AffaldVarme Aarhus Teknik og Miljø Aarhus Kommune Disclaimer Det, der bliver præsenteret i aften er projekter, tanker og ideer