Transcript Oppgavetekst caseoppgave 2012 - Eramet Norway

Caseoppgave
Første spadetak for å etablere fabrikken i Sauda ble tatt i 1915. Grunnene til at det
amerikanske selskapet Union Carbide valgte å etablere en fabrikk i Sauda var:


Tilgangen til sjø som muliggjorde frakt av råvarer til og ferdigvarer fra verket.
Tilgangen til store mengder vannkraft/elektrisk energi.
Utbyggingen av vannkraft i Saudafjella gikk parallelt med byggingen av smelteverket.
Som en del av betalingen for fallrettighetene må kraftprodusenter inngå avtale med den
aktuelle kommune og fylkeskommune. Denne avtalen kalles konsesjonsavtale og skal være
med å sikre inntekter til den berørte part. Konsesjonsavtalen sier at kommunen som blir
berørt skal ha tilgang på en viss andel kraft til redusert pris (kostpris). Dersom ikke
kommunen utnytter hele sin tildelte andel vil det resterende tilfalle fylkeskommunen.
I praksis vil dette si at Sauda kommune kjøper kraft av kraftprodusenten til produksjonskost
og selger den videre til Saudas innbyggere til markedspris. I Sauda har vi stor
kraftproduksjon og under 5000 innbyggere. Dette betyr at kommunen ikke bruker sin tildelte
kvote og det resterende går da til fylkeskommunen.
Dersom Eramet Sauda skulle utnyttet spillenergien og solgt den videre til Sauda kommune
med innbyggere ville dette ført til at en mindre del av konsesjonskraften ble utnyttet i Sauda
og da tilfalt Rogaland fylkeskommune.
For hver krone innbyggerne i Sauda bruker på elektrisk kraft går 70 øre av disse til inntekter
til Sauda kommune.
For hver krone Saudas innbyggere sparer på strøm, taper Sauda kommune 70 øre.
Dersom Eramet Sauda skulle solgt spillenergi i form av vannbåren varme til Saudas
innbyggere kunne dette utgjøre ca. 40 GWh pr. år mindre elektrisk kraftforbruk i Sauda og
Norge. Det ville også ført til ca. 15 millioner kroner i tapte årlige inntekter til Sauda
kommune.
De fleste smelteverk og ellers eldre kraftkrevende industrier er plassert i enden på en fjord i
en liten kraftkommune. Smelteverkene som tidligere fikk billig elektrisk energi kjøper nå
hovedsakelig elektrisk energi til markedspris. Dette har resultert i store behov for
energisparing med hovedfokus på utnyttelse av spillenergi fra de forskjellige prosessene.
I hovedsak vil dette si varmt vann som ikke kan transporteres over lengre distanser.
Problemet er ofte at de som kan kjøpe vil tape penger på det.
Eramet Sauda er ett smelteverk som produserer og selger 200 000 tonn manganlegeringer,
160 000 tonn slagg og 10 – 15 000 tonn MOR støv hvert år.
Energiforbruket til Eramet Sauda er årlig 1500 GWh. Av dette utgjør elektrisk kraft 670 GWh
og koks 750 GWh.
I forbindelse med de forskjellige prosessene på smelteverket blir det også produsert
brennbar CO-gass, varmt kjølevann, varm avgass og strålevarme fra varmt metall og slagg.
Ingen av disse energikildene blir gjenvunnet i større grad. Samlet utgjør CO-gass, vann,
avgass og strålevarme ca. 750 GWh som ikke blir gjenvunnet.
Det blir i disse dager jobbet med ett større prosjekt rettet mot gjenvinding av CO-gassen
som er den energikilden det er lettest å omforme til elektrisk kraft som er lettest å selge.
Elektrisk produksjon av CO-gass vil derimot produsere enda mer varmt vann (90°C) og varm
avgass (550°C).
Oppdrag:
Dere er konsulenter fra F. Ornybar & Company, og har blitt leid inn av Eramet Norway
Sauda ved fabrikksjef Kåre Bjarte Bjelland. Vi ønsker at dere fokuserer på energigjenvinning
med fokus på utnyttelse av varmt vann.
Dette er oppgaver vi enda ikke har klart å få til gode løsninger. Dette blir jobbet med lokalt i
Eramet Sauda og Eramet konsernet World wide samtidig som at dette er samfunnsmessige
problemer som angår de fleste smelteverk og energikrevende industrier i Norge.
Krav / forventninger:
Som høyt anerkjente konsulenter med spisskompetanse på energigjenvinning forventes det
at dere kommer opp med konkrete gjennomførbare løsninger på oppgavene dere er leid inn
for å løse.
Oppgave: Utnyttelse av varmt vann
I forbindelse med smelteprosessen og kjøling av utstyr ved Eramet Sauda blir det
generert store mengder varmt vann.
Kjølevannet som benyttes er ferskvann og hentes fra de to elvene som renner forbi
smelteverket.
Kjølevannet holder en gjennomsnittstemperatur på ca. 10°C, og temperaturen blir
hevet til mellom 40 og 60 grader for de forskjellige prosessene. I dag blir det levert
varmt vann tilsvarende 12 GWh til gatevarme og oppvarming av utendørs
idrettsanlegg. Internt benytter vi 5 - 6 GWh til oppvarming av bygninger.
Totalproduksjonen av varmt vann ligger på ca. 500 m³/h, med en
gjennomsnittstemperatur på ca. 50°C.
Ved en delta t på 40 grader og et forbruk på 500m³/h utgjør dette årlig 200 GWh.
Med utgangspunkt i dagens kraftpris koster 1 GWh oss ca. 280 000 kr.
a) Hvordan kan denne energien utnyttes til eksterne industrielle formål (Sauda sitt
totale energibehov er 70 GWh)?
Forslag som har vært oppe til vurdering er fiskeoppdrett, gipsplatefabrikk,
sagbruk/papirfabrikk og drivhus.
b) Foreslå en ny potensiell kunde som har behov for store mengder varmt vann
gjennom hele året.
b) Hvordan kan vi utnytte mer av det varme vannet internt på fabrikken?
c) Elektrisk kraft er den energien det er lettest å omsette i dag. Hvilke muligheter
har vi i Eramet Sauda for å gjøre om det varme vannet til elektrisk kraft?
Tilleggsinformasjon:
Internt forbedringspotensiale
Eramet Sauda bruker over 600 000 tonn råvarer i året. Råvarene vi mottar inneholder
varierende mengde fuktighet samt at de blir tilført fuktighet i form av regn og snø på
utendørslageret vårt i Sauda. Varierende innhold av fuktighet fører til urolig ovnsdrift
og dermed ikke optimal produksjon. Fuktigheten i råvarene som benyttes på ovnene
varierer med årstider fra 40–80 tonn pr. døgn. Årlig 22 000 tonn vann. Våre
energikostnader til fordamping av vann er ca. 1 mill pr. mnd.
Gjennomsnittstemperaturen på råvarene er på 7 grader før de varmes opp til over
smeltepunktet i ovnene.
Ønsket situasjon er så lavt fuktighetsinnhold på råvarene som mulig før de blir
transportert med belter inn til ovnene.
Transportbeltene tåler ikke temperaturer over 70°C.
For å oppnå god ovnsdrift er det viktigere med stabil fuktighetsinnhold enn lavt
fuktighetsinnhold.
Dette bilde viser vårt utendørs råvarelager. Hovedsakelig består dette av manganmalm og koks.
Energi fra utstøpt metall
Eramet Sauda produserer 700-750 tonn manganlegeringer og 500 tonn slagg per
døgn. Det betyr at vi støper ut mer enn 700 tonn flytende metall hver eneste dag.
Metallet holder en temperatur på over 1300 grader når det støpes ut for «frysing» og
kjøling i luft. Når metallet er så kaldt at det har fått fast form, blir det transportert bort
til videre nedkjøling på større kjølearealer. Før metallet kan knuses må det ha en
temperatur som er mindre enn 70 grader.
Bilde viser nylig utstøpt metall som har en temperatur på over 1300 °C. Metallet skal ligge til kjøling til det har
størknet, dette tar normalt 60-80 minutter. Strålevarmen fra en slik utstøping er svært stor.
Bildet viser metallplatene som ligger til kjøling. Hver plate veier mellom 6 og 7 tonn og først når de er kommet
ned i 70 grader kan de knuses til salgbar størrelse.
Oversiktsbilde av Eramet Sauda
Oversiktskart av Eramet Sauda