Utvärdering och driftplanering av Lidköpings värmeverk633333/FULLTEXT01.pdf · 2013. 6. 26. ·...
Transcript of Utvärdering och driftplanering av Lidköpings värmeverk633333/FULLTEXT01.pdf · 2013. 6. 26. ·...
Karlstads universitet 651 88 Karlstad Tfn 054-700 10 00 Fax 054-700 14 60
[email protected] www.kau.se
Fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap
Miljö- och energisystem
Jarl Bergström
Utvärdering och driftplanering av
Lidköpings värmeverk
Evaluation and operational planning of Lidköpings
heating plant
Examensarbete 30 hp
Påbyggnadsprogram i energi- och miljöteknik mot
Civilingenjörsexamen
Juni 2013
Handledare: Henrik Ullsten
Examinator: Roger Renström
1
Sammanfattning
Lidköpings värmeverk har i uppgift att producera värme till Lidköpings invånare och företag.
Distributionen sker via kommunens fjärrvärmenät. Värmeverket har förutom ren värmeproduktion
även möjlighet att producera el och kyla bort ett visst effektöverskott sommartid.
I dagsläget har värmeverket inga klara riktlinjer för hur elproduktionen och bortkylningen av värmen
ska hanteras vilket är av betydande del för värmeverkets ekonomi. En ökad kunskap om hur man tar
tillvara på förfogad energi har efterfrågats och är en del i att hjälpa Sverige som land att uppnå
uppsatta miljö- och energimål.
Med linjärprogrammering har en beräkningsmodell tagits fram för att utifrån givna förutsättningar
optimera driften av värmeverket. Mot historiska lastdata har modellen använts för att:
Utreda hur väl värmeverket har tagit tillvara på förfogad energi. Parametrar som panndrift,
rökgaskondensering, spillvärme, turbindrift och bortkylning av värme har studerats.
Driftplanerat värmeverkets pannor. Förutom tidigare nämnda parametrar tillkommer drifttid,
total mängd bränsle och revisionsplanering.
Utrett typiska driftfall för vår, sommar, höst och vinter beroende på elpris och tillgång på
olika typer av bränsle.
Resultatet visar att:
Värmeverket har underutnyttjat möjligheten till elproduktion under större delen av året,
men också producerat el på förlust under kortare perioder.
Köpt spillvärme på förlust under delar av året, men att spillvärmen som helhet har varit en
god affär för värmeverket.
Det saknas tillförlitlighet hos mätutrustningen som hanterar bortkyld energi sommartid.
Värmeverket bör förbränna mer avfall än den mängd som är planerad sedan tidigare.
Bortkylning av värme för att hålla igång turbinerna sommartid har en väldigt liten påverkan
för resultatet vilket innebär att värmeverket bör vara restriktivt med att kyla bort energi vid
brist på avfall.
2
Abstract
Lidköping’s heating plant has the task to provide thermal energy to local residents and businesses.
The energy is distributed via the municipal district heating. The heating plant can also produce
electricity and dissipate some energy when necessary during the summer.
The current situation is that Lidköping’s heating plant has no clear guidelines on how to handle the
capability to produce electricity and dissipate energy which can have a hugh impact financially. An
increased knowledge on how to take advantage of the available energy has been requested, which
can also help Sweden as a country to achieve its environmental and energy goals.
A computational model based on linear programming has been developed in order to optimize the
heating plant under given circumstances. This model has been used based on historical loads to:
Investigate how well the heating plant has used the available energy. Parameters like boiler
usage, flue gas condensation, waste heat, turbine operation and heat dissipating have been
studied.
Plan the operational schedule for future use. Operational time, total fuel usage and planned
interruptions have been studied in addition to the aforementioned parameters.
Investigate typical operational conditions for spring, summer, fall and winter based on
electricity prices and the access to different types of fuels.
The result shows that:
The heating plant have underutilized the capability to produce electricity for the most part,
but also produced electricity with a negative result for short periods.
Purchased waste heat with a negative result during some periods of the year even though it
has been a good addition overall.
The equipment that measure heat dissipating lacks reliability.
The heating plant should if it’s possible combust more waste and wood chips compared to
the amount that was planned earlier.
The heat dissipating has a very small impact to the overall result which indicates that the
heating plant should be restricted to dissipate too much energy in order to run the turbines
during the summer, if the overall supply of fuel is decreasing.
3
Förord
Detta examensarbete har redovisats muntligt för en i ämnet insatt publik. Arbetet har därefter
diskuterats vid ett särskilt seminarium. Författaren av detta arbete har vid seminariet deltagit aktivt
som opponent till ett annat examensarbete.
Jag vill tacka värmeverkets personal, framför allt Christoffer Widen, Bengt-Olof Andersson, Peter
Smedberg och Peter Johansson för handledning och att jag fick möjligheten att göra mitt
examensarbete hos dem.
För handledning på universitetet vill jag tacka Henrik Ullsten för visat intresse och god stöttning i
projektet.
4
Innehållsförteckning 1 Inledning .......................................................................................................................................... 7
1.1 Klimat- och miljömål ................................................................................................................ 7
1.1.1 FN:s klimatkonvention ..................................................................................................... 7
1.1.2 Kyotoprotokollet ............................................................................................................. 7
1.1.3 Nationella miljömål ......................................................................................................... 9
1.2 Energidistributionen i Sverige ................................................................................................. 9
1.2.1 Energitillförsel i Sverige ................................................................................................... 9
1.2.2 Fjärrvärme ....................................................................................................................... 9
1.3 Lidköpings värmeverk ............................................................................................................ 11
1.3.1 Värmeverkets uppbyggnad ........................................................................................... 11
1.3.2 Problembeskrivning ....................................................................................................... 12
1.3.3 Syfte ............................................................................................................................... 12
2 Metod ............................................................................................................................................ 13
2.1 Kartläggning ........................................................................................................................... 13
2.1.1 Inflöde............................................................................................................................ 13
2.1.2 Utflöde ........................................................................................................................... 14
2.2 Flödesbegränsingar ............................................................................................................... 15
2.2.1 Olikhetsvillkor ................................................................................................................ 16
2.2.2 Likhetsvillkor .................................................................................................................. 16
2.3 Målfunktional ........................................................................................................................ 17
2.3.1 Driftkostnader ............................................................................................................... 17
2.3.2 Intäkter .......................................................................................................................... 18
2.3.3 Objektfunktion .............................................................................................................. 19
2.4 Lösningsmetod ...................................................................................................................... 19
2.4.1 Lösningsalrogitm ........................................................................................................... 21
2.4.2 Simplexmetoden ........................................................................................................... 21
3 Resultat och diskussion ................................................................................................................. 23
3.1 Utvärdering av 2010 års driftläggning ................................................................................... 23
3.1.1 Avfallsförbränning ......................................................................................................... 23
3.1.2 Bortkyld energi .............................................................................................................. 24
3.1.3 Elproduktion och resultat .............................................................................................. 25
3.1.4 Rökgaskondensering ..................................................................................................... 27
3.1.5 Spillvärme ...................................................................................................................... 28
5
3.1.6 Verkningsgrad ................................................................................................................ 29
3.1.7 Fri panndrift ................................................................................................................... 29
3.1.8 Summering av 2010 ....................................................................................................... 30
3.2 Utvärdering av 2011 års driftläggning ................................................................................... 31
3.2.1 Avfallsförbränning ......................................................................................................... 31
3.2.2 Bortkyld energi .............................................................................................................. 32
3.2.3 Elproduktion och resultat .............................................................................................. 33
3.2.4 Rökgaskondensering ..................................................................................................... 35
3.2.5 Spillvärme ...................................................................................................................... 35
3.2.6 Verkningsgrad ................................................................................................................ 36
3.2.7 Fri panndrift ................................................................................................................... 37
3.2.8 Summering av 2011 ....................................................................................................... 37
3.3 Utvärdering av 2012 års driftläggning ................................................................................... 38
3.3.1 Avfallsförbränning ......................................................................................................... 38
3.3.2 Bortkyld energi .............................................................................................................. 39
3.3.3 Elproduktion och resultat .............................................................................................. 40
3.3.4 Rökgaskondensering ..................................................................................................... 41
3.3.5 Spillvärme ...................................................................................................................... 42
3.3.6 Verkningsgrad ................................................................................................................ 43
3.3.7 Fri panndrift ................................................................................................................... 44
3.3.8 Summering av 2012 ....................................................................................................... 44
3.4 Driftprediktering .................................................................................................................... 45
3.4.1 Lastdata från 2010 ......................................................................................................... 45
3.4.2 Lastdata från 2011 ......................................................................................................... 50
3.4.3 Lastdata från 2012 ......................................................................................................... 54
3.4.4 Summering av driftplanering ......................................................................................... 60
3.5 Utvärdering av särskilda driftlägen ....................................................................................... 63
3.5.1 Vår ................................................................................................................................. 63
3.5.2 Sommar ......................................................................................................................... 67
3.5.3 Höst ............................................................................................................................... 71
3.5.4 Vinter ............................................................................................................................. 74
4 Slutsats .......................................................................................................................................... 78
4.1 Förslag på vidare arbete, förbättringar och tillämpningar .................................................... 78
5 Bilagor ............................................................................................................................................ 79
6
5.1 Ritningar ................................................................................................................................ 79
5.2 Tabeller, matriser och vektorer ............................................................................................. 81
5.3 Underlag kostnader ............................................................................................................... 85
7
1 Inledning Ett väl fungerande energisystem är en förutsättning för att ett samhälle ska utvecklas1. I takt med att
utvecklingen går framåt och behovet av energi ökar ställs världens producenter och distributörer
inför stora utmaningar. Som det ser ut idag är vårt samhälle till stora delar byggt på ett sätt som gör
att fossil energi (kol, gas och olja) urholkas och växthusgaser sätter jordens klimat ur spel vilket kan få
katastrofala följder1. Det krävs stora förändringar i samhället för att lösa energifrågan. Varje
energienhet måste värderas och tas tillvara på bästa och mest kostnadseffektiva sätt.
1.1 Klimat- och miljömål Flera politiska överenskommelser har uppkommit i syfte att både minska och effektivisera
energianvändning. Tanken är att världens länder gemensamt ska reducera utsläppen av växthusgaser
och minska energianvändningen på jorden. Två av de mest betydelsefulla överenskommelserna är
FN:s klimatkonvention och Kyotoprotokollet.
1.1.1 FN:s klimatkonvention
FN:s klimatkonvention är ett ramverk vars syfte är att förhindra klimatförändringen. Konventionen
antogs i samband med FN:s miljö- och utvecklingskonferens i Rio de Janeiro 1992 men trädde inte i
kraft förrän den 21:a september 1994. Konventionen är inte bindande men uppmanar de parter som
undertecknat avtalet att vidta förebyggande åtgärder för att förutse, förhindra och minimera
orsakerna till klimatförändringarna. I dagsläget har 194 länder plus den europeiska unionen
undertecknat FN:s klimatkonvention2.
1.1.2 Kyotoprotokollet
Kyotoprotokollet är en överenskommelse som slöts i slutet av 1997 i Kyoto, Japan och är en del i FN:s
klimatkonvention. Överenskommelsen är frivillig att skriva under men är sedan bindande till skillnad
från FN:s klimatkonvention. Bland annat innebär ett undertecknande av Kyotoprotokollet att man
som i-land förbinder sig att minska utsläppen av växthusgaser i etapper. Det första steget var att
under perioden 2008-2012 minska utsläppen med minst 5,2 % 1. En förlängning av Kyotoprotokollet
beslutades vid miljökonferensen i Doha 2012 då de flesta av medlemsländerna röstade för att
förlänga avtalet. Den nuvarande perioden sträcker sig fram till 2020 och innebär att om möjligen höja
ambitionsnivån under perioden. Samtidigt anser många att förhandlingarna gick i stöp då vissa
åtaganden endast gället ett begränsat antal i-länder, samtidigt som stora nationer som Kina och USA
står utanför avtalet. Vid sidan om detta känner sig vissa utvecklingsländer svikna av västvärlden då de
menar att utlovat bistånd uteblivit och att Kyotoprotokollet bromsar upp det egna landets
industrialiserade utveckling. På andra sidan står olika miljöorganisationer som menar att
förlängningen av Kyotoprotokollet är alldeles för kraftlöst och handlingsfattigt. I dagsläget har 192
länder tecknat Kyotoprotokollet. Figur 1.1 visar resultatet från den första perioden av
Kyotoprotokollet.
1 Gröndahl, Fredrik & Svanström, Magdalena, Hållbar utveckling - en introduktion för ingenjörer och andra
problemlösare, Liber, Stockholm, 2011 2 http://unfccc.int - UNITED NATIONS FRAMEWORK CONVENTION ON CLIMATE CHANGE UNITED NATIONS
1992
8
Figur 1.1: Visar respektive lands uppsatta mål och resultat under Kyotoprotokollets första period 3.
För Sveriges del innebär undertecknandet det ”nya” Kyotoprotokollet att man genom
energieffektiviseringsåtgärder ska minska energianvändningen till 2020 med 20 % jämfört med 2008.
Andelen förnybar energi ska uppgå till 50 % 1. De nya målen visas i Tabell 1.1.
2016 Sverige EU
Energieffektivisering 9 % 9 % 2020 Andel förnybar energi 50 % 20 % Andel förnybar energi inom transporter 10 % 10 % Energieffektivisering 20 % 20 % Minskade utsläpp av växthusgaser 40 % 20 % Tabell 1.1: Visar Sveriges och EU:s mål för Kyotoprotokollet fram till 2016 och 2020.
1 Gröndahl, Fredrik & Svanström, Magdalena, Hållbar utveckling - en introduktion för ingenjörer och andra
problemlösare, Liber, Stockholm, 2011 3 http://en.wikipedia.org/wiki/Kyoto_Protocol - maj 2013
9
1.1.3 Nationella miljömål
Sverige har sedan april 1999 uppsatt 15 egna nationella miljömål (i november 2005 blev dessa 16)
som ligger utanför FN:s klimatkonvention och Kyotoprotokollet1. Syftet med dessa miljömål är bland
annat att främja människors hälsa, värna om den biologiska mångfalden, ta tillvara på de
kulturhistoriska värdarna, bevara ekosystemets långsiktiga produktionsförmåga och bygga en god
hushållning med de naturresurser som står till förfogande. Dessa miljömål ska uppnås samtidigt som
Kyotoprotokollet 20201.
1.2 Energidistributionen i Sverige På nationell nivå hanteras distributionen av svenska kraftnät som har systemansvar över Sveriges
stamnät och agerar ryggrad i det Svenska energisystemet. På regional nivå tas distributionen över av
Sveriges regionnätsägare som fördelar energin mot städer och industrier. Regionnätsägarna hjälper
även till att tillföra energi till delar av svenska kraftnät vid regionala produktionsöverskott eller vid
avbrott i stamnätet. I städer och kommuner är det ofta mindre energibolag som ansvarar för
distributionen ut mot slutkund. Förutom ren elenergi finns här även ett värmebehov som ska
distribueras ut till stadens invånare.
1.2.1 Energitillförsel i Sverige
Sen 1970-talet har den totala energianvändningen i Sverige ökat med över 30 % 4. Andelen olja har
till stor del reducerats till förmån av kärnkraft och biobränsle vilket visas i Figur 1.2.
Figur 1.2: Visar total tillförd energi till alla sektorer fördelat per energibärare i Sverige från 1970 till 20104.
1.2.2 Fjärrvärme
För Sveriges mindre energibolag spelar fjärrvärmen en central roll för värmedistributionen. Det är en
kostnadseffektiv distributionsväg där vatten hettas upp i en central anläggning för att sedan föra
med sig energin ut mot kund. I den centra anläggningen förbränns till största del bioenergi som visas
i Figur 1.3. Till bioenergi räknas skogsavfall, trädbränsle och hushållsavfall.
1 Gröndahl, Fredrik & Svanström, Magdalena, Hållbar utveckling - en introduktion för ingenjörer och andra
problemlösare, Liber, Stockholm, 2011 4Energimyndigheten: Energiindikatorer 2012: Uppföljning av Sveriges energipolitiska mål ER 2012:20
0
100
200
300
400
500
600
700
19
70
19
72
19
74
19
76
19
78
19
80
19
82
19
84
19
86
19
88
19
90
19
92
19
94
19
96
19
98
20
00
20
02
20
04
20
06
20
08
20
10
[TW
h]
Kärnkraft
Vindkraft
Vattenkraft
Fjärrvärme från värmepumpar
Biobränsle
Oljeprodukter inkl råolja
Naturgas och stadsgas
Kol och koks
10
Figur 1.3: Visar total tillförd energi för distribution via fjärrvärme per energibärare i Sverige från 1970 till 20105.
Jämfört med andra länder i Europa har Sverige en relativt hög andel av värmebehovet som täck via
fjärrvärmedistribution. Sett till stora länder som Frankrike, Tyskland och Storbritannien ligger Sverige
långt före i utvecklingen, men samtidigt en bra bit efter föregångslandet Danmark vilket man kan se i
Figur 1.4.
Figur 1.4: Visar andelen i procent av det totala värmebehovet som täcks av fjärrvärme6.
5 http://www.svenskfjarrvarme.se/Statistik--Pris/Fjarrvarme/Energitillforsel/ - Svensk fjärrvärme, tillförd energi
2011 6 http://www.svenskfjarrvarme.se fjärrvärme i europa: hinder att övervinna för svensk export, Rapport I 2009:3
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
19
70
19
72
19
74
19
76
19
78
19
80
19
82
19
84
19
86
19
88
19
90
19
92
19
94
19
96
19
98
20
00
20
02
20
04
20
06
20
08
20
10
[TW
h]
Spillvärme
Värmepumpar
Elenergi
Oljeprodukter
Biobränsle
Kol och koks
Naturgas och stadsgas
11
1.3 Lidköpings värmeverk Lidköpings kommun har precis som många andra kommuner ett värmeverk som levererar värme till
stadens invånare och företag. Värmen distribueras ut via kommunens fjärrvärmenät. Värmeverket
producerar ca 90 % av stadens värmebehov för bostäder och säljer även värme till Lantmännen
Reppe AB (benämns vidare som reppe) och Odal energi AB (benämns vidare som odal). Bolaget ägs
till 100 % av kommunen.
I huvudsak är det hushållsavfall, industriavfall och avfallsklassad RT-flis som förbränns i värmeverkets
pannor (vidare benämns hushålls- och industriavfallet som sopor och RT-flisen som flis, tillsammans
benämns de avfall). Värmeverket har även möjlighet att förbränna fett och olja för att klara
eventuella topplaster då det är som allra kyligast på året.
Huvudanläggningen ”PC Filen” är placerad i östra hamnen och består av fyra fastbränslepannor och
tre fett- och oljepannor. Total effekt vid PC Filen uppgår till 107 MW varav 69 MW av dessa är
fördelat på värmeverkets fyra fastbränslepannor. Vid PC Filen tar värmeverket även emot spillvärme
från reppe. När fjärrvärmelasten går över 85 MW har värmeverket en begränsning i distributionen ut
från PC Filen vilket gör att värmeverkets andra anläggning ”PC Släggan” måste startas. PC Släggan är
placerad på andra sidan av Lidan och består av 3 oljepannor på totalt 75 MW.
Förutom ren värmeproduktion har värmeverket även möjlighet att driva två turbiner för
elproduktion på totalt 9,5 MW samt kyla bort värme i två kylstationer på totalt 25 MW. Att kyla bort
värme kan bli nödvändigt för att kunna hålla igång elproduktionen när den övriga lasten är låg.
1.3.1 Värmeverkets uppbyggnad
Värmeverket består i huvudsak av ett ångsystem och ett hetvattensystem. Hetvattensystemet kan
delas in i en yttre och en inre hetvattenkrets. En översikt av värmeverkets olika flödes visas i Figur 1.5
där:
Panna 1 och panna 2 är kopplade till den inre hetvattenkretsen.
Panna 3 och panna 4 är i huvudsak kopplade till värmeverkets ångsystem men har även en
hetvattenavtappning till den inre hetvattenkretsen motsvarande ca 15 % av pannornas totala
effekt.
Panna 5, panna 6 och panna 8 är kopplade till värmeverkets ångsystem.
Från ångsystemet matas två dumpkondensorer (DK1 och DK2), två turbinkondensorer (TK1
och TK2) samt reppe.
DK1 är kopplad till den inre hetvattenkretsen. Den inre hetvattenkretsen matar odal och den
yttre hetvattenkretsen.
DK2, spillvärmen, rökgaskondenseringen (RGK) och kondensatet från TK1 och TK2 är kopplat
till den yttre hetvattenkretsen. Från TK1 har man dessutom möjlighet att kyla bort maximalt
15 MW värmeöverskott i Vänern (denna kylstation benämns vidare somt kyla TK1).
Den yttre hetvattenkretsen matar fjärrvärmenätet och om behov finns även en kylstation
som ligger ut med fjärrvärmenätet (denna kylstation benämns vidare som kylstation FV,
alternativt kyla FV).
PC Släggan med panna 21, panna 22 och panna 23 är värmeverkets sista utpost mot
fjärrvärmenätet.
Fullständiga ritningar för ång- och hetvattensystemet återfinns som bilagor under stycke 5.1.
12
Figur 1.5: Visar värmeverkets huvudsakliga effektflöden. DK1 och DK2 har för enkelhetens skull slagits ihop då det i det här fallet inte finns någon anledning till att ha dem åtskilda.
1.3.2 Problembeskrivning
I dagsläget har värmeverket inga klara riktlinjer för vad som gäller överproduktion för drift av de två
turbinerna samt bortkylning av värme vilket är av betydande del för värmeverkets ekonomi. En
bättre kunskap om hur man tar tillvara på förfogad energi efterfrågas och är en del i att hjälpa
Sverige som land att uppnå uppsatta miljö- och energimål.
Vid årsskiftet 2012/2013 var byggnationen av den fjärde avfallspannan (panna 6) klar och
driftprovningen igång. Värmeverket har en önskan att utreda anläggningens nya driftplanering mot
värmelasten tidigare år för att bland annat kunna planera inköp av bränsle och planera stop för
revision.
1.3.3 Syfte
Detta examensarbete syftar till att:
Utreda hur väl värmeverket har tagit tillvara på förfogad energi ekonomiskt mot historiska
lastdata. Samtliga in- och uteffektflöden som visas i Figur 1.5 ska tas i beaktande.
Driftplanera värmeverkets pannor nu efter att den 4:e avfallspannan (panna 6) har tagits i
drift. Förutom respektive effektflöde ska hänsyn tas till drifttid, revisionsplanering och behov
av bränsle.
Utreda typiska driftfall för vår, sommar, höst och vinter beroende på elpris och tillgång på flis
kontra sopor.
Tillsammans ska detta bidra till ett verktyg för planeringen av den dagliga driften av anläggningen.
RGK Panna1 Panna2 Panna3 Panna4 Panna5 Panna6 Panna8x4 x6
x5 x8
x3
Spillvärme x9 Ångax1 x2 x14
x7 x11 x12 x13
x10 DK 1-2 TK1 TK2 Reppe
x19 x14
x29 x11 x16 x20
x18
SlägganPanna21 Panna22 Panna23 Inre Elproduktion
x17
x15 x28
x21 x22 x23
Yttre x27 Kyla TK1x24
<85 x26 x17
Odal <15
Fjärrvärme Kyla FVx27
x25 x26
<10
Filen
13
2 Metod För att göra utredningen kring hur väl värmeverket har driftlagts tidigare år krävs en referensmodell
mot vilken man kan se och jämföra tidigare driftläggning mot den teoretiskt mest optimala. Denna
modell kommer även att nyttjas för att beräkna den framtida driftläggningen med panna 6, samt
beräkna de typiska driftfallen för respektive årstid.
Referensmodellen kommer beräkna den ekonomiskt mest lönsamma driftläggningen för
värmeverkets övergripande nettoeffektflöden. Mindre interna flöden som inte påverkar
anläggningens in- och utflöden försummas. Utgångspunkt för optimeringen kommer vara aktuell
fjärrvärmelast, behovet för odal och reppe samt historiskt spotpris på el.
Det första steget blir att kartlägga anläggningen och identifiera viktiga punkter och flöden i systemet.
Här kommer bivillkor för modellen att sättas som sedan läggs till grund för optimeringen.
2.1 Kartläggning
2.1.1 Inflöde
Värmeverket består av två anläggningar: PC Filen och PC Släggan. PC Filen är värmeverkets
huvudanläggning och producerar den största delen av värmeenergin medan PC Släggan startas vid
behov eller som reserv. Behov innebär att den totala fjärrvärmelasten överstiger begränsningen på
85 MW och reserv innebär att PC Släggan startas vid planerat eller oplanerat stop av någon av PC
Filens pannor som resulterar i att det totala effektbehovet överstiger vad PC Filen kan leverera.
Tabell 2.1 och Tabell 2.2 visar respektives anläggnings olika pannor.
Panna Maxeffekt [MW] Mineffekt [MW] Typ av bränsle Verkningsgrad
1 15 6 Fett 0,9
2 15 6 Fett 0,9
3 14 12 Sopor/flis 0,88
4 14 12 Sopor/flis 0,88
5 20 15 Sopor/flis 0,88
6 21 15 Sopor/flis 0,88
8 8 3 Olja 0,9
Tabell 2.1: Visar PC Filens olika pannor, dess effekt, vilken typ av bränsle som förbränns och pannornas verkningsgrad.
Panna Maxeffekt [MW] Mineffekt [MW] Typ av bränsle Verkningsgrad
21 25 10 Olja 0,9
22 25 10 Olja 0,9
23 25 10 Olja 0,9
Tabell 2.2: Visar PC Släggans olika pannor, dess effekt, vilken typ av bränsle som förbränns och pannornas verkningsgrad.
Förutom pannorna finns det ytterligare två värmetillskott till PC filen. Dels en rökgaskondensering
och dels ett spillvärmetillskott från reppe. I rökgaskondenseringen finns en möjlighet att återvinna
värmeenergi från rökgaserna som ger en effekt motsvarande 17 % av den totala värmeproduktionen
från PC Filens fastbränslepannor. Spillvärmen varierar mellan 1-1,5 MW.
14
2.1.2 Utflöde
Som mottagare av värmeenergin finns det förutom fjärrvärmenätet, reppe och odal ytterligare tre
uttagspunkter som kan nyttjas vid behov. Dels en sammanlagd turbindrift och dels två kylstationer
som kan om det är lönsamt tas i drift för att kyla bort överskottsvärme sommartid. Tabell 2.3
sammanfattar värmeverkets uttagspunkter.
Betalande uttagskunder Eventuella uttagspunkter vid överproduktion
Uttagspunkt Effekt ca [MW] Uttagspunkt Effekt ca [MW]
Fjärrvärmenätet 8-100 Elproduktion 0-9,5
Reppe 4 Kyla TK1 0-15
Odal 3-15 Kylstation FV 0-10
Tabell 2.3: Visar värmeverkets uttagspunkter samt vilken effekt som kan eller brukar matas ut den vägen.
Lasten för fjärrvärmenätet, reppe och odal benämns vidare som behov. Den totala elproduktionen
och kylningen benämns tillsammans vidare som överproduktion.
Figur 2.1, Figur 2.2 och Figur 2.3 visar värmeverkets totala last under 2010, 2011 och 2012, enligt
uppgift från värmeverket.
Figur 2.1: Visar värmeverkets lastdata för 2010.
0102030405060708090
100
Dyg
nsm
ed
ele
ffe
kt [
MW
]
Lastdata 2010
Reppe
Odal
Fjärrvärme
15
Figur 2.2: Visar värmeverkets lastdata för 2011.
Figur 2.3: Visar värmeverkets lastdata för 2012.
2.2 Flödesbegränsingar I Figur 1.5 är respektive effektflöde markerat som en variabel till . För varje variabel gäller ett
villkor för vilket effektflöde som kan flöda genom noden.
Respektive flödesbegränsning återfinns som bilaga under stycke 5.2.
0102030405060708090
100
Dyg
nsm
ed
ele
ffe
kt [
MW
] Lastdata 2011
Reppe
Odal
Fjärrvärme
0
20
40
60
80
100
Dyg
nsm
ed
ele
ffe
kt [
MW
]
Lastdata 2012
Reppe
Odal
Fjärrvärme
16
2.2.1 Olikhetsvillkor
Eftersom värmeverket har möjlighet till en överproduktion och en delvis reglerad rökgasåtervinning
gäller för modellen följande olikhetsvillkor:
totalt effektflöde in behov + överproduktion
totalt effektflöde in behov
total elproduktion och kyla överproduktion
total rökgaskondensering 17 % av den sammanlagda effekten från panna 3 till panna 6
Matematiskt skrivs det på matrisform:
( )
där matrisen och vektorn återfinns som bilagor under stycke 5.2.
Vektorn innehåller designvariabeln
som bestämmer effektflödet för
( )
( )
( )
2.2.2 Likhetsvillkor
Vidare gäller energibalanser för modellen där i respektive led. Verkningsgradsförluster
i systemet försummas. För respektive panna hanteras det separat i målfunktionalen under stycke 2.3.
Nedan följer likhetsvillkor för systemet i följande ordning:
Energibalans panna3
Energibalans panna4
Energibalans ånga
Energibalans TK1
Energibalans TK2
Energibalans reppe
Energibalans Inre hetvattenkrets
Energibalans yttre hetvattenkrets
Energibalans TK1
Energibalans TK2
Energibalans elproduktion
Energibalans fjärrvärme
Energibalans odal
Energibalans spillvärme
Energibalans totalt
Matematiskt ger det: ( )
där matrisen och vektorn återfinns som bilagor under stycke 5.2.
17
2.3 Målfunktional Modellens målfunktional består av respektive nods kostnad eller intäkt.
2.3.1 Driftkostnader
I driftkostnaden inkluderas alla kostnader som kan hänföras till driften för respektive panna. Bland
annat finns här kostnader för förbrukningsmateriel (kemikalier, sand, kalk och kol), spolning och
sprängning, drift och underhåll, el, deponi och avfallshantering. Här vägs värmeverkets miljöpåverkan
in och dess ekonomiska konsekvenser värdesätts efter utfallet från 2012.
Fastbränslepannorna är dyrare i drift än fett- och oljepannorna p.g.a. avfallshanteringen. Den nya
pannan nr 6 är billigare än övriga fastbränslepannor då soporna inte behöver krossas innan de går till
förbränning. Figur 2.4 sammanfattar kostnaderna för drift och underhåll för respektive panna. En
mer detaljerad uppdelning av kostnaderna återfinns som bilaga under stycke 5.3.
Figur 2.4: Visar kostnaderna för drift och underhåll för värmeverkets samtliga pannor.
2.3.1.1 Bränslekostnader
Avfallet som förbränns i värmeverket delas in i sopor och flis. Innan panna 6 var i drift hade
värmeverket tillstånd att förbränna ca 100 kiloton avfall (sopor och flis) årligen vilket nu har höjt till
ca 130 kiloton då panna 6 är byggd. I dagsläget finns det inte underlag för så mycket sopor utan
värmeverket får fylla upp en viss del med flis. I framtiden är målet att all avfall som förbränns ska
komma från sopor. Bränslekostnaderna visas i Tabell 2.4. Värmeverket får ersättning för varje ton
sopor som tas emot vilket förklarar den negativa kostnaden för den posten.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
[kr/
MW
h]
Drift och underhållskostnader från 2012
Drift och underhåll pannor
Drift och underhållavfallshantering
Spolning och sprängning
Förbrukningsmateriel, slitage ochel
18
Tabell 2.4: Visar intäkter och kostnader för bränslet, dess energidensitet och tillgång.
2.3.2 Intäkter
I slutändan får värmeverket ersättning för levererad energi. Fjärrvärme, odal och reppe ger en fast
ersättning per levererad megawattimme medan ersättningen för levererad elenergi varierar under
året. Elpriset varierar enligt Figur 2.5. Vidare kommer aktuellt elpris benämnas elpris.
Figur 2.5: Elprisets variation under 20107, 2011
8 och 2012
8
Elpriset för 2010 motsvarar medelvärdet per månad7. Elpriset för 2011 och 2012 kommer från
nordpool8.
Spillvärmen genererar både en kostnad och en ersättning beroende på tid på året. Under perioden
maj till augusti får värmeverket en ersättning på 10 kr/MWh och resterande del av året betalar
värmeverket 92 kr/MWh för energin. Vidare kommer aktuell kostnad eller intäkt för spillvärmen
benämnas spillpris.
Tabell 2.5 visar respektive uttagspunkts ersättningsnivå.
7 http://www.vattenfall.se/sv/roerligt-elpris-historik-elomrade-3.htm - maj 2013
8 http://www.nordpoolspot.com/ - maj 2013
0
200
400
600
800
1000
1200
[kr/
MW
h]
elpris 2010
elpris 2011
elpris 2012
Bränsle Tillgång/år [ton]
Tillgång/år [MWh]
Kostnad [kr/ton]
Energidensitet [MWh/ton]
Kostnad [kr/MWh]
Fett ∞ ∞ 5800 10 580
Sopor 100000 330000 -390 3,3 -118
Flis 30000 99000 313,5 3,3 95
Olja ∞ ∞ 6800 10 680
19
Uttagspunkt Ersättning [kr/MWh]
Turbin 1 elpris
Turbin 2 elpris
Kyla TK1 0
Kylstation FV 0
Reppe 500,0
Odal 500,0
Fjärrvärme 500,0
Spillvärme spillpris
Tabell 2.5: Visar värmeverkets uttagspunkter och vilket intäkt den genererar per megawattimme.
Slutligen summeras varje kostnad och intäkt för respektive flöde i kostnadsvektorn [kr/MWh].
Som exempel som återfinns kostnadsvektorn som bilaga under stycke 5.2 då avfallspannorna
förbränner 95 % sopor och 5 % flis. I kostnadsvektorn har verkningsgradsförlusterna för respektive
panna inkluderats.
2.3.3 Objektfunktion
Eftersom det handlar om en kostnadsminimering blir objektfunktionen blir ett
minimeringsproblem:
∑
{
( )
( )
( )
( )
2.4 Lösningsmetod Optimeringsproblemet går att lösa med linjärprogrammering, i detta fall simplexmetoden. Men
eftersom varje panna har tre driftytterlägen (maxeffekt, mineffekt och helt avstängd) krävs det att
varje möjligt driftfall beräknas och jämförs var för sig.
Tabell 2.6 visar hur några av värmeverkets 10 pannor kan kombineras. Totalt finns det för
panndriften möjliga driftläggningar som måste jämföras för att hitta den mest
kostnadseffektiva driftläggningen.
20
m P1 P2 P3 P4 P5 P6 P8 P21 P22 P23
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 På
2 0 0 0 0 0 0 0 0 På 0
3 0 0 0 0 0 0 0 0 På På
4 0 0 0 0 0 0 0 På 0 0
5 0 0 0 0 0 0 0 På 0 På
6 0 0 0 0 0 0 0 På På 0
7 0 0 0 0 0 0 0 På På På
8 0 0 0 0 0 0 På 0 0 0
9 0 0 0 0 0 0 På 0 0 På
10 0 0 0 0 0 0 På 0 På 0
11 0 0 0 0 0 0 På 0 På På
12 0 0 0 0 0 0 På På 0 0
13 0 0 0 0 0 0 På På 0 På
14 0 0 0 0 0 0 På På På 0
15 0 0 0 0 0 0 På På På På
16 0 0 0 0 0 På 0 0 0 0
- - - - - - - - - - -
1024 På På På På På På På På På På
Tabell 2.6: Visar exempel på olika tänkbara driftkombinationer som var och en måste jämföras för att hitta den optimala lösningen. Om en panna kan vara i drift markeras den i tabellen som ”På”, annars ”0”.
21
2.4.1 Lösningsalrogitm
Algoritmen går ut på att hitta en lösning med hjälp av simplexmetoden för varje driftfall m utifrån
Tabell 2.6 och spara värdet på i F om bivillkoren uppfylls. Lägsta värdet på F motsvarar lägst
kostnad och är således modellens svar för vilken driftläggning som är optimal.
2.4.2 Simplexmetoden
Simplexmetoden används för att lösa ∑ . Metoden bygger på att man med bivillkoren
begränsar ett område där en lösning kan verka för att i varje extrempunkt av den inneslutna
mängden beräkna resultatet utifrån objektfunktioen .
I Figur 2.6 exemplifieras simplexmetoden då endast panna 1 och panna 2 är i drift. På x-axeln
begränsas panna 1 ( ) enligt Tabell 5.1 inom intervallet vilket även gäller för panna 2
och y-axeln. Vidare i exemplet är fjärrvärmebehovet 15 MW vilket tillsammans med kylstation FV ger
olikhetsvillkoren och .
𝑓(𝑚)
𝑚𝑖𝑛 ∑ 𝑘𝑛 𝑥𝑛
{
𝑨𝑇(𝑚𝑎𝑥) �� �� ?
𝑨𝒆𝒒𝑇(𝑚𝑎𝑥) �� 𝒃𝒆𝒒
𝑥𝑛(𝑚𝑖𝑛)
𝑥𝑛(𝑚𝑎𝑥) 𝑠𝑛 ?
?
Uppfylls
𝑗𝑎 𝑢 𝑢
𝐹(𝑢) 𝑚𝑖𝑛(𝑓(𝑚))
𝑚 𝑚
𝑛𝑒𝑗 𝑚 𝑚
𝐹(𝑢)
Optimal lösning:
𝑥𝑜𝑝𝑡 min (F(u))
22
Figur 2.6: Visar exempel på simplexmetoden med två variabler för m=3.
Skärningspunkterna och resultatet ges i Tabell 2.7. Eftersom det enbart handlar om en kostnad och
ingen intäkt för överproduktion då varken panna 1 eller panna 2 är kopplade till värmeverkets
ångsystem ges svaret att panna 1 ska leverera 9 MW och panna 2 leverera 6 MW, med anledning av
att panna 1 är något billigare i drift än panna 2.
Skärningspunkt {x1,x2} funktionsvärde
1 {9,6} 9987
2 {6,9} 9993
3 {15,6} 13977
4 {6,15} 13995
5 {15,10} 16645
6 {10,15} 16655 Tabell 2.7: Visar respektive skärningspunkt ut exemplet med simplexmetoden
23
3 Resultat och diskussion Resultatet är uppdelat i tre delar.
Utvärdering mot tidigare år.
Driftplanering med panna 6.
Beräkning av typiska driftfall för vår, sommar, höst och vinter.
Den första delen är indelad mot 2010, 2011 och 2012 års driftsituation. Lasten och prissättningen för
el och spillvärme kommer vara densamma för modellen som för verkligheten dag för dag. Parametrar
som panndrift, rökgaskondensering, bortkyld energi, turbindrift och nyttjande av spillvärme är fria
och ska utvärderas. Tabell 3.1 sammanfattar förutsättningarna för utvärderingen mot tidigare år.
Lastvärden: Fjärrvärme Odal Reppe Spillvärme (max)
Intäkt/kostnad för: Elpris Spillpris
Pannor på och av: Om en panna var avställd en dag så gäller samma för modellen Tabell 3.1: Visar förutsättningarna för jämförelsen mot tidigare år.
Eftersom panna 6 inte var i drift förrän årsskiftet 2012/2013 kommer den heller inte vara med för
jämförelsen mot tidigare år. Kostnaden för avfallet baseras på 95 % sopor och 5 % flis.
Den andra delen med driftplaneringen kommer precis som den första delen vara indelad mot 2010,
2011 och 2012 års lastdata. Förutom ovan nämnda parametrar ska även drifttid, total bortkyld energi
och bränslebehov utvärderas.
Den tredje delen i resultatet kommer vara uppdelad i vår, sommar, höst och vinter för att beräkna
när det är lönsamt att hålla igång pannorna, elproduktionen och kylningen utifrån givna
förutsättningar.
3.1 Utvärdering av 2010 års driftläggning
3.1.1 Avfallsförbränning
Figur 3.1 visar hur avfallsförbränningen såg ut 2010 och hur den ligger till i jämförelse mot den
teoretiskt mest lönsamma modellen. Den övre grafen visar skillnaden i dygnsmedeleffekt mellan
modellen och originaldatan från värmeverket och den undre grafen visar det faktiska värdet för
modellen respektive verkligheten.
Resultatet visar att värmeverket har förbränt ungefär lika mycket avfall som referensmodellen men
att det fanns perioder då fastbränslepannorna kunde gått lite hårdare, framför allt under vår- och
sommarperioden.
24
Figur 3.1: Visar hur mycket effekt som avfallspannorna gav jämfört med modellen under 2010.
3.1.2 Bortkyld energi
Figur 3.2 visar hur mycket energi som kyldes bort under 2010. Resultatet visar att en stor del av
energin kyldes bort under februari och mars vilket ger en klar avvikelse mot modellen. Enligt
värmeverket ligger förklaringen till detta i ett mätfel vilket nu ska vara åtgärdat. Under
sommarperioden har värmeverket utnyttjat kylmöjligheten ungefär motsvarande modellens svar,
men det finns perioder då avvikelser kan urskiljas, vilket innebär en förlust för värmeverket.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-25
-20
-15
-10
-5
0
5
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
30
40
50
60
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
25
Figur 3.2: Visar hur mycket effekt som kyldes bort jämfört med modellen under 2010.
3.1.3 Elproduktion och resultat
Figur 3.3 visar hur elproduktionen såg ut 2010. Resultatet visar att produktionen både har legat över
och undre referensmodellen. Tendensen är dock att turbinerna har underytnyttjats under större
delen av året bortsett från perioden januari till april då det funnits tillfället när kombinationen av
elpris, last och tillgängliga pannor inte kunnat motivera elproduktionen i samma utsträckning som
värmeverket har kört.
Figur 3.3: Visar hur den faktiska elproduktionen jämförs med modellen under 2010.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-20
-15
-10
-5
0
5
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-5
0
5
10
15
20
25
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-10
-5
0
5
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-2
0
2
4
6
8
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
26
Avvikelserna i elproduktionen har en betydande påverkan för värmeverkets ekonomi. Detta stärks av
Figur 3.4 som visar resultatet per levererad megawattimme.
Figur 3.4: Visar hur resultatet per levererad MWh jämförs med modellen under 2010.
Under början av året då värmeverket hade igång elproduktionen samtidigt som det kyldes bort
energi och fastbränslepannorna gick på fullast fick fossilbränslepannorna ligga på en högre effekt
vilket Figur 3.5 visar. Detta är ytterligare en förklaring till avvikelsen i resultatet.
Figur 3.5: Visar hur mycket fett- och oljepannorna producerade jämfört med modellen under 2010.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-400
-200
0
200
400
600
[kr/
MW
h]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-200
0
200
400
600
[kr/
MW
h]
Orginal
Modell
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-10
0
10
20
30
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
30
40
50
60
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
27
3.1.4 Rökgaskondensering
Värmeverket har som tidigare beskrivits möjlighet till att återvinna en viss del av värmen i rökgaserna
genom rökgaskondenering. En fråga har varit hur väl detta har nyttjats ur ekonomisk synvinkel. Ett
argument mot rökgasåtervinning är att det kan reducera möjligheten till elproduktion då
rökgasåtervinningen går direkt mot den yttre hetvattenkretsen och kan därför hindra
värmeöverskottet från turbinkondensorerna att mata fjärrvärmenätet vilket vid vissa tillfällen kan
minska möjligheten att producera el.
Rökggaskondenseringen är heller inte helt enkel att styra eftersom möjligheten till att återvinna
värme beror på flera omständigheter, t.ex. rökgasernas sammansättning och fjärrvärmenätets
returtemperatur. En maximal snitteffekt som rökgaskodenseringen kan ge motsvarar ca 17 % av den
sammanlagda effekten från Panna 3 till Panna 6.
Figur 3.6 visar hur stor effekt som återgavs i rökgaskondenseringen under 2010. Resultatet visar att
rökgasåtervinningen var relativt låg under början av 2010 jämfört med referensmodellen. Det visar
att värmeverket om möjligt borde nyttjat rökgasåtervinningen i större utsträckning än vad som
gjordes. Detta hänger ihop med den ökade fossilbränsledriften som beskrevs tidigare. Förklaringen
till den låga nyttjandegraden av rökgaskondenseringen under början av året ligger i att värmeverket
hade tekniska bekymmer som begränsade hur stor effekt som de hade möjlighet att återfå.
Figur 3.6: Visar hur stor effekt rökgaskondenseringen gav jämfört med modellen under 2010.
Figur 3.7 visar hur stor andel av den totala effekten från panna 3 till panna 5 som återgavs i
rökgaskondenseringen. Resultatet visar precis som ovan att rökgaskondenseringen nyttjades i relativt
låg utsträckning under början av året jämfört med modellen.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-10
-5
0
5
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
2
4
6
8
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
28
Figur 3.7: Visar hur stor andel av den levererade effekten från panna 3 till panna 5 som återgavs i rökgasåtervinningen jämfört med modellen under 2010.
3.1.5 Spillvärme
När modellen tillåts att hantera spillvärmen som ett varierbart flöde så visar resultatet i Figur 3.8 att
värmeverket under vissa perioder på året får ett sämre resultat på att köpa spillvärmen för utsatt
pris. Bedömningen är trots det att spillvärmen varit en bra affär under året om helhet.
Figur 3.8: Visar hur mycket spillvärme som togs emot jämfört med modellen under 2010.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
Diffe
rans [1]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
0.1
0.2
0.3
0.4
Andel [1
]
Orginal
Modell
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
0.5
1
1.5
2
2.5
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
29
3.1.6 Verkningsgrad
Värmeverkets verkningsgrad under 2010 visas i Figur 3.9. Under sommarperioden när
verkningsgraden går över 1 misstänks ett mätvärdesfel någonstans i systemet, troligtvis i någon av
mätstationerna för kylan. Under övriga året varierar verkningsgraden runt 97 %, exklusive
verkningsgradsförlusterna för respektive panna som redovisas i Tabell 2.1 och Tabell 2.2.
Figur 3.9: Visar hur värmeverkets verkningsgrad varierade under 2010.
3.1.7 Fri panndrift
Om pannorna hade haft 100 % tillgänglighet bortsett från en månads revision per panna under
sommaren visar resultatet Figur 3.10 hur avfallspannorna skulle gått på full effekt över hela året för
att hålla igång turbinerna. Under sommaren skulle den bortkylda effekten behöva ökas ytterligare då
den totala lasten är låg.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
Verkningsgrad/dag
Medelverkningsgrad = 0.98
30
Fastbränsledrift Elproduktion
Kyla Fossilbränsledrift
Figur 3.10: Visar en summering av resultatet för modellen om panndriften var oberoende värmeverkets driftläggning under 2010.
3.1.8 Summering av 2010
Under 2010 låg elpriset relativt högt jämfört med 2011 och 2012. Det har sett till året som helhet
underutnyttjats av värmeverket. Samtidigt visar resultatet att det inte alltid är ekonomiskt att hålla
turbinerna igång. Däremot finns det andra driftmässiga parametrar som modellen inte har tagit
hänsyn till vilket har motiverad värmeverkets beslut. Till det fanns det skattemässiga fördelar av att
hålla igång turbinerna under året som modellen inte har tagit hänsyn till.
Figur 3.11 visar hur mycket energi som passerat utvalda delar av värmeverket jämfört med modellen.
Det syns tydligt att det funnits tillfällen då avfallspannorna kunde gått på en högre effekt för att hålla
i gång elproduktion.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-40
-30
-20
-10
0
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
30
40
50
60
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-10
-5
0
5
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
2
4
6
8
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10Kyla
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
15
20
25
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-10
0
10
20
30
40
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
30
40
50
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
31
Figur 3.11: Visar hur mycket energi som gått genom några av värmeverkets olika delar jämfört med modellen under 2010. Blå stapel visar resultatet av värmeverkets driftläggning, grön stapel visar modellens resultat om varje panna styrdes utifrån om pannan var i drift eller inte respektive dag, röd stapel innebär att pannorna fritt fick styras av modellen.
3.2 Utvärdering av 2011 års driftläggning
3.2.1 Avfallsförbränning
Figur 3.12 visar att värmeverket från tidig vår till sen höst kunde driftsatt avfallspannorna betydligt
hårdare av vad som gjordes, precis som under 2010. Detta betyder att det är troligt att värmeverket
återigen har underutnyttjat turbinerna då elpriset var relativt högt även under 2011.
Avfall Fett och olja Elproduktion Kyla0
50
100
150
200
250
300
350
400
[GW
h]
Orginal
Modell
Fri panndrift
32
Figur 3.12: Visar hur mycket effekt som avfallspannorna gav jämfört med modellen under 2011.
3.2.2 Bortkyld energi
Figur 3.13 visar att den bortkylda energin ungefär motsvarar vad modellen föreslår, bortsett från
perioder under april och november där de höga elpriserna tillsammans med det relativt varma vädret
gjorde att det var lönsamt att hålla igång kylningen för att öka effekten på turbinerna.
Figur 3.13: Visar hur mycket effekt som kyldes bort jämfört med modellen under 2011.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-30
-20
-10
0
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
30
40
50
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-10
-5
0
5
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
15
20
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
33
3.2.3 Elproduktion och resultat
I Figur 3.14 kan man se spåren av den lägre avfallsförbränningen från Figur 3.12. Det syns att
värmeverket tydligt har underutnyttjat möjlighet till att hålla igång turbinerna även under 2011.
Samtidigt har värmeverket under perioden januari t.o.m. mars haft igång turbinerna på motsvarande
mineffekt med motiveringen att undvika många starter och stop. Detta medför en extra utgift för
värmeverket då elpriset inte väger upp kostnaderna för de pannor som var i drift under perioden.
Figur 3.14: Visar hur mycket el som producerades jämfört med modellen under 2011.
Som resultat av den högre turbindriften under perioden januari t.o.m. mars hade värmeverket en
högre förbränning av fett och olja (Figur 3.15) och det i sin tur återspeglas i Figur 3.16 som redovisar
resultatet per levererad megawattimme som konsekvent ligger under modellen.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-10
-5
0
5
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
2
4
6
8
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
34
Figur 3.15: Visar hur mycket effekt som fett- och oljepannorna gav jämfört med modellen under januari t.o.m. mars 2011.
Figur 3.16: Visar resultatet jämfört med modellen under januari t.o.m. mars 2011.
Under perioden januari t.o.m. mars var verkningsgraden för värmeverket i snitt 97,5 % och
medelkostnaden för energin in i systemet 163 kr/MWh. När man räknat bort dessa förluster återstår
ett negativt resultat på 5,3 MSEK som konsekvens av ett felaktigt nyttjande av ångan jämfört med
modellen.
Jan Feb Mar Apr
0
5
10
15D
ygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr
0
10
20
30
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
Jan Feb Mar Apr
-200
-100
0
100
200
[kr/
MW
h]
Jan Feb Mar Apr
100
200
300
400
500
600
[kr/
MW
h]
Orginal
Modell
35
Sett över hela året försvann 7624 MWh i förluster och när detta räknas bort återstår en vinst för
modellen på ca 12 %, vilket i storleksordningen motsvarar ca 15 MSEK.
3.2.4 Rökgaskondensering
Resultatet i Figur 3.17 visar att rökgaskondenseringen i stort sett följer modellen under hela 2011.
Under vissa förutsättningar, som t.ex. när kylningen var igång för att hålla igång turbinerna visar
resultatet att man bör sträva efter att minimera rökgasåtervinningen.
Figur 3.17: Visar hur stor effekt som återgavs i rökgaskondenseringen jämfört med modellen under 2011.
3.2.5 Spillvärme
Under 2011 fanns det ytterligare perioder då spillvärmen inte var ett lönsamt tillskott för
värmeverket vilket resultatet i Figur 3.18 visar. För modellen var vinsten 2,7 MSEK högre med
spillvärmen ”påtvingad” jämfört mot ingen spillvärme alls. Däremot skulle man kunna vinna
ytterligare 300 kkr om spillvärmen vore ett varierbart flöde.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-4
-2
0
2
4
6
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
2
4
6
8
10
12
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
36
Figur 3.18: Visar hur mycket spillvärme som togs emot jämfört med modellen under 2011.
3.2.6 Verkningsgrad
Figur 3.19 visar återigen att värmeverket har en felkälla någonstans i mätningen under
somarperioden precis som under 2010. Under övriga året när inte kylningen var igång ligger
verkningsgraden runt 97 %, exkluderat pannförluster.
Figur 3.19: Visar hur verkningsgraden varierade under2011.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2D
ygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
0.5
1
1.5
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
Verkningsgrad/dag
Medelverkningsgrad = 0.99
37
3.2.7 Fri panndrift
Fri panndrift innebär att modellen inte behöver ta hänsyn till om en panna var i drift eller inte i
verkligheten. För att jämförelsen ska bli rättvis har en revitionsperiod på en månad lagts in per panna
under sommarperioden.
Figur 3.20 visar resultatet av fri panndrift under 2011. Det är tydligt hur avfallspannorna skulle gått
på högre effekt för att hålla igång turbinerna. Under sommaren fanns det lägen då den bortkylda
effekten skulle ökas ytterligare. Fett- och oljepannorna kunde som resultat av den högre
fastbränsledriften gått på något lägre effekt.
Fastbränsledrift Elproduktion
Kyla Fossilbränsledrift
Figur 3.20: Visar en summering över modellens svar om pannorna inte var bundna till att följa verkligheten under 2011.
3.2.8 Summering av 2011
I Figur 3.21 ser man skillnaden mellan hur modellen och värmeverket har distribuerat energin. När
fastbränslepannorna fick styras oberoende av värmeverkets driftläggning visade modellen att det var
lönsamt att flera gånger hämta mer effekt genom avfallsförbränning för att hålla igång turbinerna
och även kylningen.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-30
-20
-10
0
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
30
40
50
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-10
-5
0
5
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
2
4
6
8
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-20
-15
-10
-5
0
5
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-5
0
5
10
15
20
25
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-10
0
10
20
30
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
30
40
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
38
Figur 3.21: Visar hur mycket energi som gått genom några av värmeverkets olika delar jämfört med modellen under 2011.
3.3 Utvärdering av 2012 års driftläggning
3.3.1 Avfallsförbränning
Figur 3.22 visar precis som under 2010 och 2011 att värmeverket kunde om möjligt förbränt mer
avfall, framför allt under sommarperioden.
Avfall Fett och olja Elproduktion Kyla0
50
100
150
200
250
300
350
400
[GW
h]
Orginal
Modell
Fri panndrift
39
Figur 3.22: Visar hur mycket effekt som fastbränslepannorna gav jämfört med modellen under 2012.
3.3.2 Bortkyld energi
Figur 3.23 visar precis som tidigare att värmeverket låg mycket nära modellens alternativ för hur
mycket värme som skulle kylas bort.
Figur 3.23: Visar hur mycket effekt som kyldes bort under 2012.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-40
-20
0
20
40
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
30
40
50
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-20
-10
0
10
20
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
15
20
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
40
3.3.3 Elproduktion och resultat
Figur 3.24 visar att värmeverket har underutnyttjat turbinerna under större delen av året, förutom
under januari till april då turbinerna gick på förlust jämfört med modellen.
Figur 3.24: Visar hur stor eleffekt som värmeverket producerade jämfört med modellen under 2012.
Figur 3.25 visar att resultatet ligger nära modellen men med störst avvikelse under början av året då
turbinerna gått på förlust.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-10
-5
0
5
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
2
4
6
8
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
41
Figur 3.25: Visar resultatet per megawattimme jämfört med modellen under 2012.
Sett över året som helhet gick ca 8800 MWh bort som förluster. När man räknar bort dessa med ett
medelinköpspris på 88 kr/MWh återstår ett negativt resultat på 16,5 MSEK jämfört med modellen,
en skillnad på ca 12 % igen. De sista veckorna har exkluderats ur uträkningen p.g.a. att provdriften av
panna 6 hade startat.
3.3.4 Rökgaskondensering
Under 2012 fanns det inga signifikanta skillnader i rökgasåtervinningen vilket resultatet i Figur 3.26
visar.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-600
-400
-200
0
200
400
[kr/
MW
h]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-400
-200
0
200
400
600
800
[kr/
MW
h]
Orginal
Modell
42
Figur 3.26: Visar hur mycket effekt som återgavs genom rökgaskondenseringen jämfört med modellen under 2012.
3.3.5 Spillvärme
Figur 3.27 visar precis som under 2010 och 2011 att det finns vår- och höstperioder då värmeverket
minskar sitt potentiella resultat genom att köpa spillvärmen för utsatt pris. Sett över året som helhet
var spillvärmen dock en bra affär. Skillnaden mellan att ha spillvärme mot att inte ha spillvärme var
under 2012 för modellen ca 1,2 MSEK, och ytterligare ca 225 kkr om spillvärmen vore reglerbar.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-10
-5
0
5
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
2
4
6
8
10
12
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
43
Figur 3.27: Visar hur stor spillvärmeeffekt som mottogs jämfört med modellen under 2012.
3.3.6 Verkningsgrad
Precis som tidigare visar resultatet i Figur 3.28 att det finns mätvärdesfel i systemet men att
verkningsgraden bortsett från det ligger runt 97 %.
Figur 3.28: Visar hur verkningsgraden varierade under 2012.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-0.5
0
0.5
1
1.5
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
0.5
1
1.5
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0.85
0.9
0.95
1
1.05
1.1
1.15
1.2
1.25
Verkningsgrad/dag
Medelverkningsgrad = 0.98
44
3.3.7 Fri panndrift
Om pannorna hade haft 100 % tillgänglighet bortsett från en månads revision per panna under
sommaren visar resultatet i Figur 3.29 hur avfallspannorna skulle gått på en betydligt högre effekt för
att hålla igång turbinerna. Under sommaren skulle den bortkylda effekten behöva öka då den totala
lasten är låg. Skillnaden i resultatet uppgår nu till ca 25 MSEK.
Fastbränsledrift Elproduktion
Kyla Fossilbränsledrift
Figur 3.29: Visar en summering av resultatet för modellen om panndriften var oberoende värmeverkets driftläggning under 2012.
3.3.8 Summering av 2012
Figur 3.30 summerar energidistributionen för utvalda delar mellan modellen och värmeverket. Som
tidigare skulle det vara lönsammare att förbränna mer avfall och plocka ut detta i turbinerna, och
som resultat av det kyla mer.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-40
-30
-20
-10
0
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
30
40
50
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-10
-5
0
5
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
2
4
6
8
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-30
-20
-10
0
10
20
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
15
20
25
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec-10
0
10
20
30
40
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
30
40
50
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Orginal
Modell
45
Figur 3.30: Visar hur mycket energi som skulle passera delar a värmeverket vid fri panndrift jämfört med utfallet från 2012 års driftläggning.
3.4 Driftprediktering En framtida driftplanering med panna 6 ska göras mot 2010, 2011 och 2012 års lastvärden. En panna
per månad kommer vara avställd för revision under sommaren. I övrigt förväntas alla pannor vara
tillgängliga för att räkna fram drifttid, bränsleåtgång, elproduktion och bortkyld energi. Spillvärmen
antas vara varierbar för att se i vilken storleksgrad den behövs i nuvarande form. Den maximala
effekten som spillvärmen kan ge motsvarar utfallet för respektive år.
3.4.1 Lastdata från 2010
Figur 3.31 visar hur och när respektive fastbränslepanna, rökgaskondenseringen och spillvärmen
skulle tas i drift. Det man kan se är att panna 3, 5 och 6 i stort sett bör vara igång under hela året
utifrån 2010 års lastdata, bortsett från respektive pannas revisionstop. Panna 4 går igång som
topplastpanna och som ersättning under sommarperioden då övriga pannor har revision. Totalt
skulle det gå åt ca 170 kiloton avfall (Figur 3.32) vilket baseras på 95 % sopor.
Vad gäller rökgaskondenseringen så skulle den går ner på noll mellan perioden maj till mitten av
oktober, samtidigt som kylan startar enligt Figur 3.34. Återigen finns det få tillfällen då
rökgaskondenseringen och kylan bör vara i drift samtidigt.
Vad gäller spillvärmen så finns det perioder under sommaren då det kan vara mer fördelaktigt att ha
den avstängd, trots att värmeverket erhåller ersättning för energin. Detta inträffar då kylningen går
för fullt.
Avfall Fett och olja Elproduktion Kyla0
50
100
150
200
250
300
350
400
[GW
h]
Orginal
Modell
Fri panndrift
46
Figur 3.31: Visar hur fastbränslepannorna, rökgaskondenseringen och spillvärmen skulle tas i drift utifrån 2010 års last- och elprisdata.
Figur 3.32: Visar total drifttid per fastbränslepanna och förbrukad mängd avfall utifrån 2010 års lastdata.
Figur 3.33 visar att de båda turbinerna i stort sett skulle gå på fullast hela året om. Detta gäller när 95
% av avfallet kommer från sopor.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
30Effekt per panna
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Panna 3
Panna 4
Panna 5
Panna 6
RGK
Spillvärme
Panna 3 Panna 4 Panna 5 Panna 6 RGK Spillvärme0
100
200Total produktion per panna
[GW
h]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
[GW
h]
Total produktion per panna och månad
Panna3
Panna4
Panna5
Panna6
Rökgaskond
Panna 3 Panna 4 Panna 5 Panna 6 RGK0
2000
4000
6000
8000
10000Total drifttid per panna
[tim
mar]
Drifttid
Maxtid
0
50
100
150
200
[kilo
ton]
Förbrukad mängd avfall
Panna 3
Panna 4
Panna 5
Panna 6
47
Figur 3.33: Visar hur värmeverkets två turbiner skulle tas i drift utifrån 2010 års last- och elprisdata.
Vad gäller kylningen så visar resultatet i Figur 3.34 att kylningen via TK1 skulle gått på fulleffekt hela
perioden från mitten av maj till oktober. Även kylningen ut med fjärrvärmenätet skulle gå på fullast
men endast under juli till augusti.
Figur 3.34: Visar hur värmeverkets två kylstationer skulle tas i drift utifrån 2010 års last- och elprisdata.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
El-produktion per turbin
TK1 El
TK2 El
TK1 El TK2 El0
20
40
60Total produktion per generator
[GW
h]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
2
4
6
[GW
h]
Total elproduktion per generator och månad
TK1 El
TK2 El
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
15
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Total kyleffekt
Kyla TK1
Kylstation FV
Kyla TK1 Kylstation FV0
20
40
60
[GW
h]
Total bortkyld energi
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
15
[GW
h]
Total bortkyld energi per månad
Kyla TK1
Kylstation FV
48
3.4.1.1 70 % sopor och 30 % flis mot 2010 års lastdata
Om värmeverket inledningsvis inte får tag på mer sopor utan får förbränna mer flis, motsvarande 30
% av avfallet visar resultatet i Figur 3.35 att panna 4 är helt avstängd under perioden april till och
med september. Detta resulterar i att den totala avfallsmängden som krävs går ner från 170 till ca
160 kiloton.
Figur 3.35: Visar hur fastbränslepannorna, rökgaskondenseringen och spillvärmen skulle tas i drift utifrån 2010 års last- och elprisdata då 30 % av avfallet består av flis.
Den totala elproduktionen sjunker under sommarperioden som resultat av dyrare avfall. Detta visas i
Figur 3.36.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
30Effekt per panna
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Panna 3
Panna 4
Panna 5
Panna 6
RGK
Spillvärme
Panna 3 Panna 4 Panna 5 Panna 6 RGK Spillvärme0
100
200Total produktion per panna
[GW
h]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
[GW
h]
Total produktion per panna och månad
Panna3
Panna4
Panna5
Panna6
Rökgaskond
49
Figur 3.36: Visar hur värmeverkets två turbiner skulle tas i drift utifrån 2010 års last- och elprisdata då 30 % av avfallet består av flis.
Ännu större påverkan har den ökade andelen flis i avfallet på kylningen som nästan halveras mot när
avfallet bestod av 95 % sopor. Detta visas i Figur 3.37.
Figur 3.37: Visar hur värmeverkets två kylstationer skulle tas i drift utifrån 2010 års last- och elprisdata då 30 % av avfallet består av flis.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
El-produktion per turbin
TK1 El
TK2 El
TK1 El TK2 El0
20
40
60Total produktion per generator
[GW
h]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
2
4
6
[GW
h]
Total elproduktion per generator och månad
TK1 El
TK2 El
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
15
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Total kyleffekt
Kyla TK1
Kylstation FV
Kyla TK1 Kylstation FV0
20
40
60
[GW
h]
Total bortkyld energi
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
15
[GW
h]
Total bortkyld energi per månad
Kyla TK1
Kylstation FV
50
3.4.2 Lastdata från 2011
Precis som under 2010 visar resultatet i Figur 3.38 att panna 3, panna 5 och panna 6 bör gå för fullt
om förutsättningar var som 2011. Rökgaskondenseringen ersätts mot kylning mellan april till mitten
av oktober. Panna 4 går in under revisionsperioden för de andra fastbränslepannorna. I övrigt bör
panna 4 verka som en höglastpanna och endast tas i drift mellan december till och med mars.
Figur 3.38: Visar hur fastbränslepannorna, rökgaskondenseringen och spillvärmen skulle tas i drift utifrån 2011 års last- och elprisdata.
Mängd avfall uppgår återigen till ca 170 kilo ton vilket visas i Figur 3.39. Figuren visar även att antalet
drifttimmar för panna 3, panna 5 och panna 6 uppgår till ca 8000 vilket motsvarar full drifttid alla
månader utan respektive revisionsstop.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
30Effekt per panna
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Panna 3
Panna 4
Panna 5
Panna 6
RGK
Spillvärme
Panna 3 Panna 4 Panna 5 Panna 6 RGK Spillvärme0
100
200Total produktion per panna
[GW
h]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
[GW
h]
Total produktion per panna och månad
Panna3
Panna4
Panna5
Panna6
Rökgaskond
51
Figur 3.39: Visar total drifttid per fastbränslepanna och förbrukad mängd avfall utifrån 2011 års lastdata.
Resultatet i Figur 3.40 visar precis som under 2010 att de båda turbinerna bör gå för fullt, bortsett
från när fossilbränslepannorna tvingas starta och när kylningen går för fullt.
Figur 3.40: Visar hur värmeverkets två turbiner skulle tas i drift utifrån 2011 års last- och elprisdata.
Figur 3.41 och Figur 3.42 visar ungefär liknande resultat som driftplaneringen för 2010. Kylningen
från TK1 bör gå på max mellan maj till oktober och kylningen via fjärrvärmenätet bör gå in under
sommarperioden för att kunna stötta elproduktionen. Knappt någon fossilbränsledrift krävs alls.
Panna 3 Panna 4 Panna 5 Panna 6 RGK0
2000
4000
6000
8000
10000Total drifttid per panna
[tim
mar]
Drifttid
Maxtid
0
50
100
150
200
[kilo
ton]
Förbrukad mängd avfall
Panna 3
Panna 4
Panna 5
Panna 6
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
El-produktion per turbin
TK1 El
TK2 El
TK1 El TK2 El0
20
40
60Total produktion per generator
[GW
h]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
2
4
6
[GW
h]
Total elproduktion per generator och månad
TK1 El
TK2 El
52
Figur 3.41: Visar hur värmeverkets två kylstationer skulle tas i drift utifrån 2011 års last- och elprisdata.
Figur 3.42: Visar hur fett- och oljepannorna skulle tas i drift under 2011 års last- och elprisdata.
3.4.2.1 70 % sopor och 30 % flis mot 2011 års lastdata
När andelen flis ökar i avfallet visar resultatet i Figur 3.43 som tidigare att det är panna 4 som får
stryka på foten. Skillnaden mot 2010 års förutsättningar är att panna 4 nu går igång och under
revisionsperioden för panna 3, d.v.s. under maj månad. Panna 3 kommer under hösten däremot
driftläggas mer återhållsamt jämfört mot samma period 2010. Totalt går avfallsbehovet ner till ca 143
kiloton.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
15
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Total kyleffekt
Kyla TK1
Kylstation FV
Kyla TK1 Kylstation FV0
50
100
[GW
h]
Total bortkyld energi
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
15
[GW
h]
Total bortkyld energi per månad
Kyla TK1
Kylstation FV
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
2
4
6Effekt per panna
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Panna 1
Panna 2
Panna 8
Panna 21
Panna 22
Panna 23
Panna 1 Panna 2 Panna 8 Panna 21 Panna 22 Panna 230
0.5
1
1.5Total produktion per panna
[GW
h]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
0.5
1
[GW
h]
Total produktion per panna och månad
Panna 1
Panna 2
Panna 8
Panna 21
Panna 22
Panna 23
53
Figur 3.43: Visar hur fastbränslepannorna, rökgaskondenseringen och spillvärmen skulle tas i drift utifrån 2011 års last- och elprisdata då 30 % av avfallet består av flis.
Resultatet i Figur 3.44 visar att TK2 i stort sett helt skulle vara helt avställd mellan juni till oktober.
Figur 3.44: Visar hur värmeverkets två turbiner skulle tas i drift utifrån 2011 års last- och elprisdata då 30 % av avfallet består av flis.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
30Effekt per panna
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Panna 3
Panna 4
Panna 5
Panna 6
RGK
Spillvärme
Panna 3 Panna 4 Panna 5 Panna 6 RGK Spillvärme0
100
200Total produktion per panna
[GW
h]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
[GW
h]
Total produktion per panna och månad
Panna3
Panna4
Panna5
Panna6
Rökgaskond
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
El-produktion per turbin
TK1 El
TK2 El
TK1 El TK2 El0
20
40
60Total produktion per generator
[GW
h]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
2
4
6
[GW
h]
Total elproduktion per generator och månad
TK1 El
TK2 El
54
Resultatet i Figur 3.45 visar precis som tidigare att kylningen nästan bör halveras när andelen flis ökar
i avfallet. Det är alltså inget linjärt samband som gäller mellan avfallspris och elproduktion kontra
kylning.
Figur 3.45: Visar hur värmeverkets två kylstationer skulle tas i drift utifrån 2011 års last- och elprisdata då 30 % av avfallet består av flis.
3.4.3 Lastdata från 2012
Figur 3.46 visar återigen att det är panna 3, panna 5 och panna 6 som står för grundproduktionen
under i stort sett hela året. Panna 4 går in under maj, juni och juli och lite till och från när elpriset
motiverar detta eller när lasten är hög.
Spillvärmen kommer under dagens prissättning till nytta under delar av sommaren och köldnätter
som ett påskott samtidigt som fossilbränslepannorna tvingas gå igång.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Total kyleffekt
Kyla TK1
Kylstation FV
Kyla TK1 Kylstation FV0
20
40
[GW
h]
Total bortkyld energi
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
[GW
h]
Total bortkyld energi per månad
Kyla TK1
Kylstation FV
55
Figur 3.46: Visar hur fastbränslepannorna, rökgaskondenseringen och spillvärmen skulle tas i drift utifrån 2012 års last- och elprisdata.
Figur 3.47 visar återigen att modellen räknar med att förbränna närmare 170 kiloton avfall.
Figur 3.47: Visar total drifttid per fastbränslepanna och förbrukad mängd avfall utifrån 2012 års lastdata.
Figur 3.48 visar att turbinerna bör gå för fullt. Skillnaden mot 2010 och 2011 års beräkningar är att
TK2 går ner mot noll under perioden då elpriset når sitt lägstaresultat under 2012. Under februari
och december finns det trots fossilbränsledrift ett litet fönster för elproduktion.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
Effekt per panna
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Panna 3
Panna 4
Panna 5
Panna 6
RGK
Spillvärme
Panna 3 Panna 4 Panna 5 Panna 6 RGK Spillvärme0
100
200Total produktion per panna
[GW
h]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
[GW
h]
Total produktion per panna och månad
Panna3
Panna4
Panna5
Panna6
Rökgaskond
Panna 3 Panna 4 Panna 5 Panna 6 RGK0
2000
4000
6000
8000
10000Total drifttid per panna
[tim
mar]
Drifttid
Maxtid
0
50
100
150
200
[kilo
ton]
Förbrukad mängd avfall
Panna 3
Panna 4
Panna 5
Panna 6
56
Figur 3.48: Visar hur värmeverkets två turbiner skulle tas i drift utifrån 2012 års last- och elprisdata.
Figur 3.49 följer tidigare mönster. När det krävs har kylningen gått igång vilket sträcker sig från tidig
sommar till en bit in på hösten.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
El-produktion per turbin
TK1 El
TK2 El
TK1 El TK2 El0
20
40
60Total produktion per generator
[GW
h]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
2
4
6
[GW
h]
Total elproduktion per generator och månad
TK1 El
TK2 El
57
Figur 3.49: Visar hur värmeverkets två kylstationer skulle tas i drift utifrån 2012 års last- och elprisdata.
Figur 3.50 visar att fossilbränslepannorna har gått in under riktiga höglastfall, men att det är väldigt
sällan som det inträffar.
Figur 3.50: Visar hur fett- och oljepannorna skulle tas i drift utifrån 2012 års last- och elprisdata.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
15
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Total kyleffekt
Kyla TK1
Kylstation FV
Kyla TK1 Kylstation FV0
20
40
60
[GW
h]
Total bortkyld energi
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
15
[GW
h]
Total bortkyld energi per månad
Kyla TK1
Kylstation FV
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
15Effekt per panna
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Panna 1
Panna 2
Panna 8
Panna 21
Panna 22
Panna 23
Panna 1 Panna 2 Panna 8 Panna 21 Panna 22 Panna 230
0.5
1
1.5Total produktion per panna
[GW
h]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
0.5
1
1.5
[GW
h]
Total produktion per panna och månad
Panna 1
Panna 2
Panna 8
Panna 21
Panna 22
Panna 23
58
3.4.3.1 70 % sopor och 30 % flis mot 2012 års lastdata
När mängden flis ökar till 30 % i avfallet visar Figur 3.51 det inte längre betalar sig att starta panna 4
under sommarperioden. Rökgaskondenseringen kan däremot ge lite högre effekt eftersom
ersättningen för elproduktionen inte motiverar bortkylningen av restväme i lika stor utsträckning
som vid tidigare års förutsättningar.
Figur 3.51: Visar hur fastbränslepannorna, rökgaskondenseringen och spillvärmen skulle tas i drift utifrån 2012 års last- och elprisdata.
Figur 3.52 visar att den högre kostnaden för bränslet inte motiverar att hålla igång turbinerna i lika
stor utsträckning som tidigare. Den klart största skillnaden visar sig under sommaren då TK2 i stort
sett förblir helt avstängd.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
30Effekt per panna
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Panna 3
Panna 4
Panna 5
Panna 6
RGK
Spillvärme
Panna 3 Panna 4 Panna 5 Panna 6 RGK Spillvärme0
100
200Total produktion per panna
[GW
h]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
[GW
h]
Total produktion per panna och månad
Panna3
Panna4
Panna5
Panna6
Rökgaskond
59
Figur 3.52: Visar hur värmeverkets två turbiner skulle tas i drift utifrån 2012 års last- och elprisdata då 30 % av avfallet består av flis.
Figur 3.53 visar att det knappt hade varit lönsamt att alls hålla igång kylningen alls under året,
bortsett från enstaka tillfällen.
Figur 3.53: Visar hur värmeverkets två kylstationer skulle tas i drift utifrån 2012 års last- och elprisdata då 30 % av avfallet består av flis.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
El-produktion per turbin
TK1 El
TK2 El
TK1 El TK2 El0
20
40
60Total produktion per generator
[GW
h]
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
2
4
6
[GW
h]
Total elproduktion per generator och månad
TK1 El
TK2 El
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
10
20
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
Total kyleffekt
Kyla TK1
Kylstation FV
Kyla TK1 Kylstation FV0
5
10
[GW
h]
Total bortkyld energi
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
2
4
[GW
h]
Total bortkyld energi per månad
Kyla TK1
Kylstation FV
60
Slutligen visar Figur 3.54 att behovet av avfall knappt uppgår till 130 kiloton, vilket är vad
värmeverket har sökt tillstånd för i dagsläget.
Figur 3.54: Visar planerad drifttid per fastbränslepanna och totat behov av avfall utifrån 2012 års förutsättningar vid 30 % flis i avfallet.
3.4.4 Summering av driftplanering
Figur 3.55 visar hur resultatet per omsatt megawattimme varierar under året för 2010, 2011 och
2012 års driftpredikteringar. Resultatet visar att den potentiella vinsten per megawattimme sjunker
kraftigt under sommarperioden då kylningen sätter in. För 2012 års driftprediktering då avfallet
bestod av 30 % flis visar resultatet att värdet på energin knappt varierar alls över året, som resultat
av att kylningen i stort sett beräknades vara konstant avstängd.
Figur 3.56 visar hur det totala resultatet varierar över året för 2010, 2011 och 2012 års
driftpredikteringar. Trots den kraftigt minskade avfallsförbränningen under sommaren för 2012 visar
resultatet att skillnaden förblir minimal jämfört med 2010 och 2011 års resultat. Att kyla bort stora
mängder energi för att öka elproduktionen ger en vinst, men bör endast tillämpas då det finns gott
om avfall att tillgå.
Panna 3 Panna 4 Panna 5 Panna 6 RGK0
2000
4000
6000
8000
10000Total drifttid per panna
[tim
mar]
Drifttid
Maxtid
0
50
100
150
[kilo
ton]
Förbrukad mängd avfall
Panna 3
Panna 4
Panna 5
Panna 6
61
Figur 3.55: Visar resultatet per megawattimme för 2010, 2011 och 2012 års driftpredikteringar beroende på andelen flis i avfallet vilket kan likställas med vad energin är värd över året. Uträkningen baseras på 30 dagars flytande medelvärde.
Figur 3.56: Visar det totala resultatet över året för 2010, 2011 och 2012 års driftpredikteringar beroende på andelen flis i avfallet. Uträkningen baseras på 30 dagars flytande medelvärde.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec200
250
300
350
400
450
500
550
[kr/
MW
h]
6 % flis
2010
2011
2012
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec200
250
300
350
400
450
500
[kr/
MW
h]
30 % flis
2010
2011
2012
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
[MS
EK
]
6 % flis
2010
2011
2012
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
[MS
EK
]
30 % flis
2010
2011
2012
62
Figur 3.57 visar den samlade effekten från panna 3, panna 4, panna 5 och panna 6 utifrån 2010, 2011
och 2012 års driftpredikteringar. Resultatet visar tillsammans med Figur 3.56 att en högre
avfallsförbränning inte nödvändigtvis innebär en stor ökning av det totala resultatet.
Figur 3.57: Visar den samlade effekten från fastbränslepannorna för 2010, 2011 och 2012 års driftpredikteringar beroende på andelen flis i avfallet. Uträkningen baseras på 2 veckors flytande medelvärde.
Figur 3.58 visar den samlade elproduktionen och kylan utifrån 2010, 2011 och 2012 års
driftpredikteringar. Resultatet visar stora skillnader mellan åren och beroende på hur stor andel flis
som förbränns i förhållande till sopor. Det är återigen tydligt att en ökad elproduktion endast ger en
marginell vinst om det samtidigt krävs att stora mänger energi måste kylas bort.
Elproduktion Kyla
Figur 3.58: Visar den samlade elproduktionen och kylan utifrån 2010, 2011 och 2012 års driftpredikteringar beroende på andelen flis i avfallet. Beräkningen baseras på 2 veckors flytande medelvärde.
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec30
35
40
45
50
55
60
65
70
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
6 % flis
2010
2011
2012
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec10
20
30
40
50
60
70
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
30 % flis
2010
2011
2012
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec3
4
5
6
7
8
9
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
6 % flis
2010
2011
2012
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec2
3
4
5
6
7
8
9
10
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
30 % flis
2010
2011
2012
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
15
20
25
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
6 % flis
2010
2011
2012
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0
5
10
15
20
25
Dygnsm
edele
ffekt [M
W]
30 % flis
2010
2011
2012
63
3.5 Utvärdering av särskilda driftlägen Värmeverket har en önskan att utvärdera typiska lastsituationer för vår, sommar, höst och vinter.
Tabell 3.2 visar vilka förutsättningar som gäller för respektive driftfall. Det som är intressant är hur
turbinerna, kylan och pannorna ska styras beroende på elpriset som kan variera mellan 0-1000
kr/MWh. Det är även intressant att se om och då när det är lönsamt för värmeverket att tända en
panna extra för att förbränna flis.
Vår Sommar Höst Vinter
Odal [MW] 3 8 3 3
Reppe [MW] 4 4 4 4
Spillvärme [MW] 1.3 1.3 1.3 1.3
Total last [MW] 40 20 60 80
Sopförbränning panna 5, panna 6 panna 6 panna 5, panna 6 panna 3, panna 5, panna 6
Flisförbränning panna 3, panna 4 Panna 3, panna 4, panna 5
Panna 3, panna 4 Panna 4
Elpris [kr/MWh] 0-1000 0-1000 0-1000 0-1000
Spillpris [kr/MWh] 92 -10 92 92
Tabell 3.2: Visar vilka förutsättningar som gäller vid de olika driftfall som ska utvärderas särskilt.
3.5.1 Vår
Resultatet i Figur 3.59 visar att panna 5, panna 6 och rökgaskondenseringen ska gå på fulldrift
oberoende hur elpriset varierar. Detta ger ett effektöverskott som kan driva TK1 på fullast och TK2 på
halvfart vilket Figur 3.60 visar. Ingen kylning krävs och det är inte lönsamt att tända ytterligare en
panna på flis oavsett hur elpriset varierar. Figur 3.61 visar flödesschemat över driftläget. Ingen
spillvärme behövs.
64
Figur 3.59: Visar hur pannorna bör tas i drift under vårdriftfallet beroende på hur elpriset varierar.
Figur 3.60: Visar hur turbinerna och kylningen bör tas i drift under vårdriftfallet beroende på hur elpriset varierar.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
5
10
15
20
25Fastbränsledrift beroende på elpris
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Panna3
Panna4
Panna5
Panna6
Rökgaskond
Spillvärme
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1
-0.5
0
0.5
1Fossilbränsledrift beroende på elpris
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Panna1
Panna2
Panna8
Panna21
Panna22
Panna23
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1
0
1
2
3
4
5
6
7
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Total el-produktion per generator
TK1 El
TK2 El
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1
-0.5
0
0.5
1
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Total kyleffekt
Kyla TK1
Kylstation FV
65
Figur 3.61: Visar hur värmeverket bör vara i drift under vårdriftläget.
3.5.1.1 Full tillgång på sopor
När samtliga fastbränslepannor har full tillgång på sopor visar resultatet i Figur 3.62 att det är
lönsamt att ta i drift panna 3 för att öka elproduktionen. Som resultat av det behöver värmeverket
kyla bort 3,5 MW som visas i Figur 3.63. Ingen rökgaskondensering är till någon nytta.
66
Figur 3.62: Visar hur pannorna bör tas i drift under vårdriftfallet beroende på hur elpriset varierar då samtliga fastbränslepannor har tillgång på sopor.
Figur 3.63: Visar hur turbinerna och kylningen bör tas i drift under vårdriftfallet beroende på hur elpriset varierar då samtliga fastbränslepannor har tillgång på sopor.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
5
10
15
20
25Fastbränsledrift beroende på elpris
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Panna3
Panna4
Panna5
Panna6
Rökgaskond
Spillvärme
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1
-0.5
0
0.5
1Fossilbränsledrift beroende på elpris
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Panna1
Panna2
Panna8
Panna21
Panna22
Panna23
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1
0
1
2
3
4
5
6
7
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Total el-produktion per generator
TK1 El
TK2 El
100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
1
2
3
4
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Total kyleffekt
Kyla TK1
Kylstation FV
67
Figur 3.64 visar en schematisk bild över driftläget vid full tillgång på sopor under vårdriftläget.
Figur 3.64: Visar hur värmeverket bör vara i drift under vårdriftläget då samtliga fastbränslepannor har tillgång på sopor.
3.5.2 Sommar
Figur 3.65 visar att panna 6 som förbränner sopor ska vara i full drift oberoende hur elpriset varierar.
Tillsammans med spillvärmen ger det ett effektöverskott på drygt 2 MW som driver TK1. När elpriset
överstiger 950 kr/MWh visar resultatet i Figur 3.66 att är det läge att tända panna 5 för att öka på
elproduktionen samtidigt som större delen av effekten måste kylas bort. Figur 3.67 visar normalläget
för sommardriftfallet när panna 6 drivs på sopor.
68
Figur 3.65: Visar hur pannorna bör tas i drift under sommardriftfallet beroende på hur elpriset varierar.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
5
10
15
20
25Fastbränsledrift beroende på elpris
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Panna3
Panna4
Panna5
Panna6
Rökgaskond
Spillvärme
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1
-0.5
0
0.5
1Fossilbränsledrift beroende på elpris
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Panna1
Panna2
Panna8
Panna21
Panna22
Panna23
69
Figur 3.66: Visar hur turbinerna och kylningen bör tas i drift under sommardriftfallet beroende på hur elpriset varierar.
Figur 3.67: Visar hur värmeverket bör vara i drift under vårdriftläget.
3.5.2.1 Full tillgång på sopor
Vid full tillgång på sopor under sommardriftläget visar resultatet i Figur 3.68 att det nu är lönsamt att
hålla i gång både panna 5, panna 6 på fulldrift och panna 3 på 13 MW.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1
0
1
2
3
4
5
6
7
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Total el-produktion per generator
TK1 El
TK2 El
100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
2
4
6
8
10
12
14
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Total kyleffekt
Kyla TK1
Kylstation FV
70
Detta resulterar i att båda turbinerna nästan kan gå på fullast som visas i Figur 3.69. Som resultat av
den låga lasten krävs det att båda kylstationerna är i full drift. När detta inträffar finns det ingen
lönsamhet i att ta emot spillvärme trots den ersättningen som utgår under sommarperioden.
Figur 3.68: Visar hur pannorna bör tas i drift under sommardriftfallet beroende på hur elpriset varierar då samtliga fastbränslepannor har tillgång på sopor.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
5
10
15
20
25Fastbränsledrift beroende på elpris
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Panna3
Panna4
Panna5
Panna6
Rökgaskond
Spillvärme
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1
-0.5
0
0.5
1Fossilbränsledrift beroende på elpris
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Panna1
Panna2
Panna8
Panna21
Panna22
Panna23
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1
0
1
2
3
4
5
6
7
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Total el-produktion per generator
TK1 El
TK2 El
100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
5
10
15
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Total kyleffekt
Kyla TK1
Kylstation FV
71
Figur 3.69: Visar hur turbinerna och kylningen bör tas i drift under sommardriftfallet beroende på hur elpriset varierar då samtliga fastbränslepannor har tillgång på sopor.
Figur 3.70 visar en schematisk översikt över driftläget vid full tillgång på sopor under
sommardriftläget.
Figur 3.70: Visar hur värmeverket bör vara i drift under sommardriftläget då samtliga fastbränslepannor har tillgång på sopor.
3.5.3 Höst
Figur 3.71 visar hur pannornas driftläge varieras beroende på elpriset. När elpriset överstiger 600
kr/MWh startar panna 4 samtidigt som panna 3 och rökgaskondenseringen går ner på en lägre effekt.
Figur 3.71 visar hur turbinernas effekt stegvis ökas i takt med ökat elpris. Ingen effekt behöver kylas
bort.
72
Figur 3.71: Visar hur pannorna bör tas i drift under höstdriftfallet beroende på hur elpriset varierar.
Figur 3.72: Visar hur turbinerna och kylningen bör tas i drift under höstdriftfallet beroende på hur elpriset varierar.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
5
10
15
20
25Fastbränsledrift beroende på elpris
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Panna3
Panna4
Panna5
Panna6
Rökgaskond
Spillvärme
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1
-0.5
0
0.5
1Fossilbränsledrift beroende på elpris
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Panna1
Panna2
Panna8
Panna21
Panna22
Panna23
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1
0
1
2
3
4
5
6
7
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Total el-produktion per generator
TK1 El
TK2 El
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1
-0.5
0
0.5
1
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Total kyleffekt
Kyla TK1
Kylstation FV
73
3.5.3.1 Full tillgång på sopor
När samtliga fastbränslepannor har full tillgång på sopor visar resultatet i Figur 3.73 att både panna 3
och panna 4 nu ska tas i drift redan när elpriset är väldigt lågt. Rökgaskondenseringen sänkts till runt
5 MW vilket resulterar i att båda turbinerna kan gå på fullast utan att någon kylning krävs.
Figur 3.74 visar en schematisk översikt över driftläget när samtliga fastbränslepannor har full tillgång
på sopor.
Figur 3.73: Visar hur pannorna bör tas i drift under höstdriftfallet beroende på hur elpriset varierar då samtliga fastbränslepannor har tillgång på sopor.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
5
10
15
20
25Fastbränsledrift beroende på elpris
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Panna3
Panna4
Panna5
Panna6
Rökgaskond
Spillvärme
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1
-0.5
0
0.5
1Fossilbränsledrift beroende på elpris
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Panna1
Panna2
Panna8
Panna21
Panna22
Panna23
74
Figur 3.74: Visar hur värmeverket bör vara i drift under höstdriftläget då samtliga fastbränslepannor har tillgång på sopor.
3.5.4 Vinter
När den totala lasten går upp mot 80 MW visar resultatet i Figur 3.75 hur fastbränslepannorna i stort
sett går på fulldrift oberoende av elpriset. När elpriset går över 650 kr/MWh är det lönsamt att starta
panna 1 på minlast.
75
Figur 3.75: Visar hur pannorna bör tas i drift under vinterdriftfallet beroende på hur elpriset varierar.
När panna 1 startas på minlast visar resultatet i Figur 3.76 hur den totala elproduktionen då kan gå
igång på fullast. Ingen kylning krävs eller motiveras.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
5
10
15
20
25Fastbränsledrift beroende på elpris
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Panna3
Panna4
Panna5
Panna6
Rökgaskond
Spillvärme
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
1
2
3
4
5
6
7
8Fossilbränsledrift beroende på elpris
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Panna1
Panna2
Panna8
Panna21
Panna22
Panna23
76
Figur 3.76: Visar hur turbinerna och kylningen bör tas i drift under sommardriftfallet beroende på hur elpriset varierar.
3.5.4.1 Full tillgång på sopor
När samtliga fastbränslepannor tillåts förbränna sopor blir skillnaden att panna 3 och panna 4 startar
på fulldrift direkt, likaså rökgaskondenseringen som visas i Figur 3.77.
Figur 3.78 visar hur det resulterar i att TK1 kan gå igång tidigare jämfört med när panna 4 förbrände
flis.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1
0
1
2
3
4
5
6
7
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Total el-produktion per generator
TK1 El
TK2 El
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1
-0.5
0
0.5
1
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Total kyleffekt
Kyla TK1
Kylstation FV
77
Figur 3.77: Visar hur pannorna bör tas i drift under vinterdriftfallet beroende på hur elpriset varierar då samtliga fastbränslepannor har tillgång på sopor.
Figur 3.78: Visar hur turbinerna och kylningen bör tas i drift under vinterdriftfallet beroende på hur elpriset varierar då samtliga fastbränslepannor har tillgång på sopor.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
5
10
15
20
25Fastbränsledrift beroende på elpris
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Panna3
Panna4
Panna5
Panna6
Rökgaskond
Spillvärme
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
1
2
3
4
5
6
7
8Fossilbränsledrift beroende på elpris
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Panna1
Panna2
Panna8
Panna21
Panna22
Panna23
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1
0
1
2
3
4
5
6
7
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Total el-produktion per generator
TK1 El
TK2 El
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000-1
-0.5
0
0.5
1
Elpris [kr/MWh]
Genere
rad e
ffekt [M
W]
Total kyleffekt
Kyla TK1
Kylstation FV
78
4 Slutsats Beräkningarna har visat att det finns tydliga brister i utnyttjandet av värmeverkets kapacitet. Under
2010 var det en stor del av effektbortfallet från rökgaskondenseringen som fick ersättas med fett-
och oljebaserad värmeproduktion. Detta förstärktes periodvis under januari till och med mars då
turbinerna var i drift, även då elpriset och lastsituationen inte kunde motivera detta. Samtidigt
underutnyttjades turbinerna under resterande delen av året då fastbränsledriften kunde varit högre.
Oavsett om detta berodde på brist på avfall eller styrning från värmeverkets sida så finns det stora
vinster att hämta genom att höja kapaciteten utifrån rådande förhållanden.
Bortsett från rökgaskondenseringen visade resultatet av utvärderingen från 2011 och 2012 att
turbinerna kunde gått på en högre effekt om det fanns tillräckligt med avfall att tillgå.
För samtliga år visade beräkningarna att spillvärmen har varit en god affär för värmeverket, men att
det fanns långa perioder då värmeverket köpt spillvärme på förlust under dagens rådande
prissättning.
Vad gäller driftpredikteringen visade resultatet att värmeverket bör sträva efter att öka den
planerade mängden avfallsförbränning, även om det innebär att värmeverket måste köpa in större
mängder flis. Det visade sig också att den totala kyleffekten har en liten påverkan för hur mycket den
totala vinsten kan tänkas öka sommartid vid ökad elproduktion. Om värmeverket inte begränsas i sin
tillgång på avfall finns det inga incitament till att minska den totala kyleffekten för att kunna hålla
igång elproduktionen sommartid.
Vid typiska driftfall för vår, sommar, höst, och vinter visade resultatet att värmeverket vid samtliga
fall bör sträva efter att hålla elproduktionen igång, men samtidigt vara aktsam både vad gäller
produktion och eventuell kylning.
4.1 Förslag på vidare arbete, förbättringar och tillämpningar Eftersom samtliga beräkningar i det här arbetet baseras på historiska kostnader för drift och
underhåll är det viktigt att man har det i beaktande och försöker uppdatera driftplaneringen allt
eftersom kostnaderna och förutsättningarna ändras.
Ett förslag är att vidareutveckla beräkningsmodellen och paketera ihop dess indata i någon form av
GUI, så kallad graphical user interface. Detta skulle innebära att värmeverkets personal utifrån
förutsättningarna som beskrevs under stycke 1.3 enkelt kan knappa in lasten och vilka
förutsättningar som gäller dag för dag, eller timme för timme varefter programmet beräknar den
mest lönsamma driftläggningen vid det givna tillfället.
Att hantera tillgången på avfall och framtida variationer av elpriset är den svåraste biten. Det bästa
sättet att hantera detta är att noggrant göra prognoser för året och även uppdatera dessa
kontinuerligt om förutsättningarna ändras. Utifrån prognosen gäller det att uppdatera och jämföra
hur mycket avfall som har gått åt och i vilken utsträckning det finns möjlighet att kyla bort energi,
eller hålla igång turbinerna. Men strävan bör vara att omsätta så mycket energi som möjligt, oavsett
om det handlar om sopor eller flis, för båda hjälper värmeverket att upprätthålla en god ekonomi vid
rätt driftläggning.
79
5 Bilagor
5.1 Ritningar
Figur 5.1: Visar en schematisk översikt över värmeverkets ångsystem
80
Figur 5.2: Visar en schematisk översikt över värmeverkets hetvattensystem
81
5.2 Tabeller, matriser och vektorer
Mineffekt [MW] Flöde Maxeffekt [MW]
Tabell 5.1: Visar respektive flöde och dess begränsningar för vilken effekt som kan passera. Effektflödet för fjärrvärme, reppe och odal varierar enligt Tabell 2.3.
82
[
]
[
]
83
[
]
[
]
84
[
]
85
5.3 Underlag kostnader
Figur 5.3: Visar underlag för värmeverkets drift- och underhållskostnader
Kostnader: Förbrukningsmateriel och slitageGäller typ Kostnadsställe Kostnad [kkr] Panna 3-4-5 [kr/MWh] Panna 6 [kr/MWh] Panna 1-2-8
Slitage/kvarn Kvarn 16/20 4854 1152 3,85261088
Kvar 12/18 4853 561 1,876141236
0
Kemikalier Vattenbehandling 4841 168 0,561839087 0,561839087
Vattenrening 4840 600 2,006568166 2,006568166
Ammoniak 1305 4,364285762 4,364285762
Övriga 50 0,167214014 0,167214014
0
Sand 1455 4,865927804
El Kvarn 3,333333333
Transport 3,5
Driftkostnad per MWh 19,875 9,9375 4,96875
kol/kalk Aktivt kol 425 1,421319118 1,421319118
Kalk 2200 7,35741661 7,35741661
Deponi Ask och rejektdeponi 7457 24,93829803 24,93829803
Ask och rejekttransporter 4811+12+13+14+15+16 1053 3,521527132 3,521527132
Totalt 81,64148117 54,27596792 4,96875
Total produktion pannor 2012
Panna nr: [MWh] Avfallspannor tot [MWh] Fossilbränslepannor filen Fossilbränslepannor släggan
1 21038
2 22506
3 84986
4 85044 299018
5 128988
Rökgaskondensering Panna 7 3149
8 606 44150
21+22+23 11625 11625
Kostnader: Spolning och sprängningkr Panna Spolning [kr/MWh] Sprängning [kr/MWh] Totalt [kr/MWh]
Spolning var 6:e månad 150 000 1 2,314814815 2,314814815
Sprängning var 6:e vecka 60 000 2 2,314814815 2,314814815
3 2,48015873 4,25170068 6,73185941
4 2,48015873 4,25170068 6,73185941
5 1,736111111 2,976190476 4,712301587
6 1,653439153 2,83446712 4,487906274
Rökgaskondensering 7 0
8 0
Kostnader: Drift och underhåll avfallshanteringGäller: Kostnadsställe Kostnad [kkr] Kostnad för P3-P5 [kr/MWh]
Transportörer samt kvarn hall A 2222 1519
Inmatningstransportör mellan
kvarn fram till silo 2223 402
SID-kross hall B 2232 1819 kr?? 1000
Inmatningstransportörer hall B 2233 516
Grovavfallskvarn hall B 2234 552
Kranar, telfer och travers 2214 538
Skruvmatare 2521+2524+2534 704
Bränsleuppmatning silo, panna 2523 313
Summa 5544 18,54068986
Kostnader: Drift och underhåll pannorGäller Kostnadsställe kostnad [kkr] kostnad [kr/MWh] Gäller panna 3-5 [kr/MWh] Gäller Panna 6 [kr/MWh] Gäller P1-P2-P8 Gäller P21-P23
Sand och kalksystem 2551 384 1,284203627 1,284203627 0,642101813
Panna3 2553 1953 22,98025557 22,98025557
Panna4 2554 2104 24,74013452 24,74013452
Panna5 2552 3699 kr?? 1880 14,57499922 14,57499922
Asktransportsystem 2555 1142 3,819168077 3,819168077 1,273056026
Oljepannsystem filen 2560 616 13,95243488 13,95243488
Rökgaskondensering ink v 2556 948 kr?? 550 1,839354153 1,839354153 1,839354153
Oljepannsystem släggan 4000 13688 kr??? 337 28,98924731 28,98924731
Summa 69,23811517 3,754511991 13,95243488 28,98924731
Kostnader: Summering per pannaPanna: Förbrukningsmateriel, slitage och elSpolning och sprängningDrift och underhåll avfallshanteringDrift och underhåll pannor Summa totalt [kr/MWh]
panna 1 4,96875 2,314814815 13,95243488 21,2359997
panna 2 4,96875 2,314814815 13,95243488 21,2359997
panna 3 81,64148117 6,73185941 18,54068986 29,92298143 136,8370119
panna 4 81,64148117 6,73185941 18,54068986 31,68286037 138,5968908
panna 5 81,64148117 4,712301587 18,54068986 21,51772508 126,4121977
panna 6 54,27596792 4,487906274 3,754511991 62,51838618
RGK 0
panna 8 4,96875 13,95243488 18,92118488
panna 21 28,98924731 28,98924731
panna 22 28,98924731 28,98924731
panna 23 28,98924731 28,98924731