Course chp sv

Slide1: 

Kurs I analys av “gröna”energiprojekt © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2005. Samproduktion av el, värme och kyla - Projektanalys Foto: Warren Gretz, DOE/NREL PIX Kraftvärmeverk

Målsättningar: 

Målsättningar Gå igenom grunderna för kraftvärme och andra samproduktionssystem Illustrera de viktigaste övervägandena vid analys av samproduktionsprojekt Introducera RETScreen® Kraftvärmemodell som kan hantera separat eller samproduktion av el, värme och kyla

Vad kan en kraftvärmeanläggning erbjuda?: 

Elektricitet Värme Byggnader Samhällen Industriella processer …men även… Effektivare energianvändning Mindre avfall och emissioner Minskade överföringsförluster Möjligheter att utnyttja fjärrvärmesystem Kylning Vad kan en kraftvärmeanläggning erbjuda? Foto: Andrew Carlin, Tracy Operators/NREL PIX Biobränsleeldad anläggning, USA

Motiv för kraftvärmesystem: 

Motiv för kraftvärmesystem Traditionell storskalig elproduktion är ineffektiv 50 till 66% av energin förloras som värme Denna värme kan användas för industriprocesser, för lokaluppvärmning, varmvatten eller kylning El är i allmänhet värdefullare än värme Adapted from World Alliance for Decentralized Energy Biomassa och Geotermisk energi 1 024 Kol 17 025 Olja 3 215 Gas 8 384 Nuclear 7 777 Vattenkraft 2 705 Total primär- energi för elproduktion 40 180 Netto elproduktion 14 491 Brutto elproduktion 15 454 El till förbrukare 13 153 Omvandlingsförluster Från värmekraftverk 24 726 Egenförbrukning 963 Överföringsförluster 1 338 Industri 5 683 Övrig förbrukn 7 470

Samproduktionskonceptet: 

Samproduktionskonceptet Samtidig produktion av två eller fler former av nyttig energi från en energikälla (kallas kraftvärme vid samtidig produktion av el och värme) Användning av spillvärme från värmekraftverk är ett exempel Bränsle 100 enheter Värmekraftverk Avgaspanna Rökgaser 15 enheter Värme 55 enheter Värme- last Generator El 30 enheter Ellast Värmeåtervinningsverkningsgrad (55/70)=78,6% Totalverkningsgrad (30+55/100)=85,0% Värme i rökgaser 70 enheter

SamproduktionUtrustning och processer: 

Samproduktion Utrustning och processer Utrustning för kylning Kompressor Absorptions kylare Värmepump, etc. Utrustning för värmeproduktion Panna (hetvatten, varmluft) Värmeväxlare för spillvärme Heat pump, etc. Elproduktionsprocesser Ångturbin Förbränningsmotor Gasturbin Gas turbine-combined cycle Bränslecell, etc. Foto: Rolls-Royce plc Gasturbin Foto: Urban Ziegler, NRCan Kylanläggning

Samproduktionsbeskrivning Energikällor: 

Samproduktionsbeskrivning Energikällor Fossila bränslen Naturgas Diesel och eldningsoljor Kol, torv. Förnybara bränslen Hyggesrester Industriellt avfall Deponigas och rötgas Jordbruksavfall Kommunalt avfall Energigrödor etc. Geotermisk energi Vätgas etc. Foto : Joel Renner, DOE/ NREL PIX Geotermisk geyser Foto : Warren Gretz, DOE/NREL Biomassa för kraftvärme

Slide8: 

Samproduktionsbeskrivning Tillämpningar Fjärrvärmeanläggningar Industriprocesser Bostadsområde Uppvärmning av industrilokal, köpcentrum eller enskild bostad El och fjärrvärme från deponigas, Sverige Foto : Urban Ziegler, NRCan Foto : Urban Ziegler, NRCan Mikroturbin vid växthus Foto : Urban Ziegler, NRCan El och värme, stadshuset i Kitchener

Fjärrvärmesystem: 

Värme från en samproduktionsanläggning kan distribueras till ett stort antal byggnader i en närliggande tätort för uppvärmning eller kylning. Värmen distribueras med hetvatten i isolerade rör nerlagda i marken på 0,6 till 0,8 m djup Fördelar jämfört med enskild uppvärmning: Högre verkningsgrad Bättre rening av utsläpp Säkerhet Bekvämlighet Enklare drift Nackdel: Högre anläggningskostnad Fjärrvärmesystem Foto : SweHeat Kraftvärmeverk Foto : SweHeat Fjärrvärmeledningar

Systemkostnad för samproduktion: 

Systemkostnad för samproduktion Stor variation i kostnaderna Anläggningskostnad Elproduktion Värmeutvinning Kylproduktion Elanslutning Mark och tillfartsvägar Fjärrvärmeledningar Driftkostnader Bränsle Drift och underhåll Reservdelar och reparationer

Överväganden vid kraftvärmeprojekt: 

Överväganden vid kraftvärmeprojekt Tillförlitlig, långsiktig bränsleförsörjning Kapitalkostnader måste hållas under kontroll Nödvändigt med ”kunder” för både värme och el Försäljning av el till nätet måste förhandlas om inte all el används internt Kapaciteten bestäms typiskt av baslast för värme (d v s minsta värmelast vid normal drift) Värmeeffekten typiskt 100% till 200% av eleffekten. Värme kan användas för kylproduktion med absorptionskylare Risker förknippade med osäkerheter om framtida el- och bränslepriser samt skatter och subventioner

Exempel: CanadaEnstaka byggnader: 

Exempel: Canada Enstaka byggnader Byggnader som kräver uppvärmning, kylning och säker elförsörjning Sjukhus, skolor, köpcentra, lantgårdar etc Förbränningsmotor Foto : GE Jenbacher Avgaspanna för ånggenerering Foto : GE Jenbacher Sjukhus, Ontario, Canada Foto : GE Jenbacher

Exempel: Sverige och USAFlera byggnader med ledningsnät: 

Exempel: Sverige och USA Flera byggnader med ledningsnät Grupp av byggnader försörjda med central anläggning för generering av värme/kyla och el (Anläggning för värme och el = kraftvärmeverk) Universitet, kommersiella centra, samhällen, sjukhus, industriområden etc. Fjärrvärme eller fjärrkylasystem Gasturbin vid MIT, Cambridge, Mass. USA Foto : SweHeat Kraftvärmeverk

Exempel: Brazilien Industriprocesser: 

Exempel: Brazilien Industriprocesser Industrier med högt, konstant värme eller kylbehov är bra kandidater för samproduktion Bagass som bränsle vid sockerbruk, Brazilien Foto : Ralph Overend/ NREL Pix Speciellt tillämpligt i industrier som genererar avfall som kan användas som bränsle för samproduktion Bränsle Brännkammare Kompressor Gasturbin Generator Ellast Värme -last Generator Ellast Avgas- panna Ångturbin Kondensor Mottryck Avtappning Ånga Rökgaser Matar- vatten Tillsatsbränsle Värme -last Luft

Exempel: Canada och SverigeDeponigas: 

Kraftvärme från deponigas, Sweden Exempel: Canada och Sverige Deponigas Avfallsdeponier producerar metangas när avfallet förmultnar Gasen kan användas som bränsle för produktion av värme, kyla eller el Foto : Urban Ziegler, NRCan Foto : Gaz Metropolitan Deponigassystem Deponi med rörsystem för uppsamling av gas Filter Kompressor Kylare/tork Ångproduktion Process Elproduktion Fackla

RETScreen® Kraftvärmeprojektmodell: 

RETScreen® Kraftvärmeprojektmodell Världsomfattande analys av energiproduktion, livscykelkostnader och minskning av växthusgasemissioner Uppvärmning, kylning, elproduktion och alla kombinationer av dessa Ång- eller gasturbiner, pannor, förbränningsmotorer, bränsle- celler, kompressorer etc. Allehanda energikällor, som fossila bränslen, biobränslen, vind och sol Flera driftstrategier möjliga Deponigasverktyg Fjärrvärme- och fjärrkylasystem Omfattar även: Flera språk, omkoppling mellan enhetssystem och användarverktyg

RETScreen® Kraftvärmemodell: 

RETScreen® Kraftvärmemodell Kan hantera olika typer av projekt Endast uppvärmning Endast elproduktion Endast kylning Samproduktion: Värme och el Kyla och el Värme och kyla Värme, kyla och el Bränsle Värme Värme Elektricitet Elektricitet Bränsle Kyla Återvunnet värme Värme- produktion Värme- last Kyl- anläggning Kyllast El- produktion Ellast

RETScreen® KraftvärmemodellVärmesystem : 

RETScreen® Kraftvärmemodell Värmesystem Värmelast kW Månad Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Topp- last Mellan- last Baslast Värme El Kyla

RETScreen® KraftvärmemodellKylsystem: 

RETScreen® Kraftvärmemodell Kylsystem Kyllast kW Månad Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Värme El Kyla Topp- last Baslast

RETScreen® KraftvärmemodellElsystem: 

RETScreen® Kraftvärmemodell Elsystem Ellast kW Månad Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Topplast Mellanlast Baslast Värme El Kyla

RETScreen®Energiberäkning vid samproduktion: 

RETScreen® Energiberäkning vid samproduktion Se e-lärobok Clean Energy Project Analysis: RETScreen® Engineering and Cases Combined Heat and Power Project Analysis Chapter Förenklat flödesschema för kraftvärmemodell Uppskatta last och efterfrågan Värmeprojekt Kylprojekt och/eller Elprojekt Definiera utrustningens karakteristiska egenskaper Beräkna levererad energi och motsvarande bränsleförbrkning

Exempel på validering av RETScreen® kraftvärmemodell: 

Exempel på validering av RETScreen® kraftvärmemodell Övergripande validering av oberoende konsult (FVB Energy Inc.) och av ett stort antal representanter för industrier, energiföretag, myndigheter och universitet Jämförelser med flera andra modeller och/eller mätvärden med utmärkta resultat (t ex prestandaberäkningar för ångturbin jämförda med GE:s simuleringsprogram för energiprocesser GateCycle) Kpph = 1 000 lbs/hr Jämförelse av beräknade ångturbinprestanda

Slutsatser: 

Slutsatser Samproduktion t ex som kraftvärme, möjliggör effektiv användning av värme som annars skulle ”gå till kråkorna” RETScreen calculates demand and load duration curves, energy delivered, and fuel consumption for various combinations of heating, cooling and/or power systems using minimal input data RETScreen ger möjligheter att genomföra preliminära utredningar av energiförsörjningsalternativ till låg kostnad

Frågor?: 

Frågor? www.retscreen.net För mer information, besök RETScreens hemsida Modul för analys av kraftvärmeprojekt RETScreen® Internationell kurs i analys av "gröna" energiprojekt