Transcript SPILLVARME i Eydebedriftene

Agderforskning
SPILLVARME i Eydebedriftene
Muligheter og begrensinger
Spillvarme i Eydebedriftene
Muligheter og begrensinger
v/Thore J Sørensen
v/Michael Ricke
v/Mathias Havgar
[email protected]
Spillvarme i Eydebedriftene
Muligheter og begrensinger
• 5110 GWh elektrisk (fornybar) energi (Miljødirektoratet 2011)
• 2060 GWh spillvarme fra 60 ulike kilder identifisert
825 mill NOK/år
Forslag til
utnyttelse
Medie
spillvarme
Varme fra
Ovnshusproduksj
on
Spillvarmekilde
luft
vann/glykol
Energi i avgass
Kjølevann
kompressor ZR-5B ovn 11
El ogvann
fjernvarme? 3533
Kjølevann,
(barA)
(⁰C)
(⁰C)
(kg/s)
atm
40
Medie
Oppetid pr
år
vann
99 %
2
45
25
9950
%
500
Temperatur
(barA)
6
(⁰C)
40
15
27
Medie
1
42
30
30
Oppetid pr
år
4350
Pyro
Møllekjøling VBM-Hydro:
Crystar
Produkttørke
Varme fra oljefyrt der damp er
SiC tørke (direkte
varmekilden
fyrt)
Avgass fra hetolje
kjel
Hydro:
Avtrekk fra tørka
Varme
kap.
J/K*kg
Energimengde
GWh/år
Kommentarer/Utfordringer
Korrosivt-støvinnhold-stort volum. 40 utslipps
Konstruksjonsmessige begrensninger. Illustrer
15
990
41
kjølevannstemp
(ikke tilgjengelig).
Varme
Energi- Spillvarme
Kjølevannstemperatur
Mengde
en måling i utløp
usik
kap.av pipe,mengde
15
Trykk
Forslag til
utnyttelse
luft 4
Tilgjengelig
Kjølevannstemp
min (⁰C)
max (⁰C)
8
(kg/s)
192
min (⁰C)
25
4186
Trykk
8
30
4186
(barA)
2,8
max (⁰C)
J/K*kg
GWh/år
Lukket kjølevannskrets som veksles til luft.Utn
40
4189
53
Det er ca
ca 6 mnd/år. Oppetid basert på dagens prod vo
Tilgjengelig
lukket kjølevannskrets
(vann/glykol)
kjølt i tør
4189
Temperatur
150
Mengde
Kjølevannstemp
Må bygg
Temperatur forurenses av andre kjølevannskil
200
1000
19
het
kontinuerlig drift. Kjøres minst mulig som
kjøl
(kg/s)
min (⁰C) fordi ma
avgasse
vannforsyning (10 kr/m3)
1,0
(⁰C)
Varmekraftverk
Kjølevann
8000 t
25
663,6
4
Lav tem
Forslag til
Oppetid pr
Røropplegg,distribusjon.
Temperatur
må
3 ovner
Kjølevann
8670
t
25Trykk
179,2
Spillvarmekilde
Medie
Temperatur 4Deltahele
T gires
tid
fjernvarme. Returvann temperatur til komp ka
utnyttelse
år
Vann og
100
%
2,6
25
29
15
15
4186
11
Medium
Stort
potensial
for
vann/glykol
4032
2
45
15
25
30
30
4186
2,6(barA)
restenergi må(⁰C)
fjernes.
antikorrosiver
timer
(⁰C)induktiv
Basert på at kompressorer påmonteres
"energ
forbedring! Det
3 ovner
Slaggkjølevann
8670 t
45 temperaturen
71,7 til ca 80 grad 20
dobbelt
finnes
Hallgass
Ventilasjonsluft
8760
1
20
Oppetid
Kjøles
a
Spillvarmekilde
Forslag
til til
Medie
Oppetid
pr pr Trykk
Forslag
Spillvarmekilde
Medie
Trykk
teknologier!
Vann
Røropplegg,distribusjon.Mange enheter
(7).
år
retur
sti
utnyttelse
år Begrenset (barA)
luft
4032
atm
90
60
4
30
30 utnyttelse
0,4
Antatt utnyttbarenergi.
av kondensa
Kjøles
a
Forslag
til990
Oppe-tid
pr
Spillvarmekilde
Medie
Trykk
timer
(barA)
basert på dagens volum.
Vann
100
%
2,6
ovenfor
Gassrensing
Resirkulert vann Prosessgass
8670 t utnyttelse
55 Røropplegg,
81,2
4 440
Ovnsgass
8760
120år 2 enheter
distribusjon.
trafo og
Produsere
strøm 0,1
luft
4032
atm
75
45
2
30
30
990
Antatt utnyttbarenergi. Begrenset av kondensa
Varme fra
Kjøles a
basert
på
dagens
volum.
(barA)
Fyrkjele ISO-8300 Elektrisitet
og bruke og
Varmekraftverk
CO-gass
gassrens/svovelsy
Vann
8000som veksles tilovenfor
1luft.Utn
Damp
Lukket kjølevannskrets
Anodegass
Prosessluft
8760
65 trafo
fjernvarme
Dampturbin
hvis
CO2ca 6 mnd/år. 60-70
forbrenning
spillvarmen
fra
ogO
Forslag
til
Spillvarmekilde
Medie
reprod
182
vann/glykol
4032
2
35
10
30
25
25
4186
2,1
Avgass
smelteovn
100
%
1
partikler
i
avgass
N2
Temperaturer
basert
på
designdata.
Operative
Kjøles
i
dette som i dag?
utnyttelse
Støperi, ut av
sesong
avhengig.
Avkjølin
Fjernvarme
Avtrekk fra ovn
8760
1
300
kan renses
H2O
Lukket kjølevannskrets som veksles tilSlaggovn
luft.Utn
skorstein
CO2ca 6 mnd/år.
Kjøles
i
vann/glykol
4032
2
35
10 Trykkluftkompres
10
25
25
4186
0,7
Internvarme/
strøm 1200
342
basert
på
Metallkjøling
Varmestråling
8670
t Produsere
6,4hvis
4CO2 Operative
Vann
gass
Kanal
2
100
% designdata.
11
Dampturbin
N2Temperaturer
Vann
8760
Avkjølin
sorer
varmepumpe
sesong avhengig.
og
bruke
Avgass
Si
1
100 m/lakserolje
0,25 smelteovn
N/A
N/A
710
høy
partikler
i avgass
N2 tilDen
H2O
Fyrkjele
Strøm
8
Damp
Lukket kjølevannskrets som veksles
Støperi,
kjølevann
8760
1
15 luft.Utn
vann/glykol
2
35
10
20
25
25
4186
2,2
spillvarmen
fra
Kan man bruke 6336Kondensat
ca 6 mnd/år.
kan
renses4186
H2O
Internvarme/ N/A
CO2
165 som skimmes
N/A
Gipsfelling
Vann
8760
1
annen varmekilde
80 %
dette
som
i
dag?
av. 1
gass Kanal
100fra
% brenner,
1 og v
CO2
Resirkul
varmepumpe
N2Inneholder avgasser
partikler
ennAvgass
dampkjelen? 3168
80
30
4
50
50
990
0,2
Dampatm
165
N/A
1888
Antatt utnyttbarenergi.
Begrenset
gass KanalN/A
2 Nikkelholdig
Kjølevannn
N2av kondensa
Internvarme/
Slagg
Se ovenfor
8760vann
1400H2O
7,6 8760
4
8760
4
Elektrolytt Rent
1
likeretter
H2O
CO2
varmepumpe
løsning
Avgass
7392
atm
?
Har ikke tilgjengelige data. Anntar 300 kW fyrk
Produsere 990
strøm
Damp
N/A
1888
Slaggvanning Kjølevannn
Se ovenfor
gass Kanal 1
100 %
CO2 1
Elektrisitet og N/A
100
Rent vann
8760
4 Partikler, løste forbindelser,
Autoklaver
Damp
8760 ikke kontinuerlig.
1
Overopphetet
og
bruke
N2 Innehol
H2OIllustrerer
fjernvarme
vann SUM 7392 kompressor
atm
71
1
8
8 gass Kanal
4186 1
0,1 kondensat
energimengde i avløpsvannet
ved o
1010
8015
%
kondensat
spillvarmen fra
partikle
være
høyere).
Kjølevann
H2O
Elektrisitet og
SUM
4N/A
10 1risiko f
Si-partikler
N/A KL-løsning
CementasjonKjølevann
8760lav temperatur,
Veldig mange710
enheter,
dette som8760
i dag?
massefabrikk
CO2
fjernvarme
3B
Avkjøling av
Varme
slaggpotter Pyro
Møllekjøling FCP Utstøpt silisium
Prosessavløp
Mengde
care
Møllekjøling DPF
Delta T
3B
Xstrata
Varme fra
el.tørker (FCP)
Kjølevann,
preheat Pyro
Varme
Kjøling,
sterkstrøm Pyro
ind.ovner
Varme
Temperatur
Eramet
Spillvarme
trykkluft sentral-2reaktorer
Varmepumpe?
Pyro ind.ovn
(DPF)
Varme fra
el.tørker (DPF)
4032
Spillvarmekilde
ovn 11
Trykk
8064
Forslag til
utnyttelse
Kjølevann ovn 11
Spillvarme
trykkluft sentral-1Kjølevann trafo
Ikke utnyttbar i dag
Mulig utnyttbar?
Oppetid pr
år
(timer)
Alcoa Lista
Spillvarmekilde
Elkem Solar
Saint-Gobain Lillesand
Prosjektmulighet?
Allerede (planlagt) utnyttet
Spillvarme i Eydebedriftene
Muligheter og begrensinger
Reduksjon av spilt energi:
• Reduksjon av produsert spillvarme
• Spillvarme fangst
• Gjennvinne spillvarme internt
• Videre leveranse av spillvarme
• Fortynning av spillvarme
Spillvarme i Eydebedriftene
Muligheter og begrensinger
Veileder for utnyttelse av spillvarme
Spillvarmekilde
Kilde
Damp
Vann
Avgass
Trykk
Temperatur
Mengde
Kjølevann
Fullast tid
Kraftpris
bara
°C
kg / s
°C
h / år
øre / kWh
100
10
20
8000
Sett inn verdier for en spillvarmek ilde om gangen. Fyll ut alle de gule feltene på linjen.
40
0
Elektrisk kraft fra spillvarme
Kilde
Vann
Vann
Vann
Teknologi
Stirling
ORC
Utnyttbar
effekt
Elektrisk
effekt
Elkraft
produksjon
Investering
Payback
MW
MW
GWh / år
1000 kr
år
1,26
1,68
0,12
0,11
1,0
0,9
1 824
1 296
5,2
4,2
Eller
Fjernvarme fra spillvarme
83 GWh => 33 mill NOK i el/år
Kilde
Kundens
system
Utnyttbar
effekt
Energi
dekning
Energi
dekning
Vann
Vann
80 - 60
60 - 40
MW
2,0
2,4
%
100 %
100 %
GWh / år
15,9
19,3
Spillvarme i Eydebedriftene
Mulighter og begrensinger
• Identifiserte
bruksområder
– Enkel kontroll og styring
• Reduksjon
– Utfasing av gammelt
utstyr
• Fangst
– Varmevekslere
•
•
•
•
Rekuperator
Regenerator
Varmehjul
Rør- og platevekslere
– Termoelektrisk
generator
– Intern oppvarming av
bygg
– Fjernvarme
– Forvarming og tørking
– Spillvarmekjeler
– Damproduksjon
– Varmepumper
– Termoelektriske
sykler
• Rankine, Kalina,
Stirling, Craft Engine
Spillvarme i Eydebedriftene
Mulighter og begrensinger
Eksempler på det gode arbeid:
GE Healthcare: veldig høyt fokus på intern reduksjon i
forbruk av kraft
1. Sette ambisiøse mål – har stadig overlevert
2. Identifisere tapskildene og synliggjøre parameterne
3. Planlegging, bevisstgjøring og implementering av gode
rutiner
“Billigste kWh er den som ikke brukes”
Spillvarme i Eydebedriftene
Mulighter og begrensinger
Eksempler på det gode arbeid:
Elkem Solar: Stort potensial fremover
1. Søke på energiledelse sertifisering for å øke
kompetanse
2. God erfaring ved bruk av Innovasjon Norge og Enova
midler
3. Stort potensial for gjenvinning internt
4. Er veldig interessert i samarbeid med andre EYDE
bedrifter
Spillvarme i Eydebedriftene
Mulighter og begrensinger
Eksempler på det gode arbeid:
Eramet : fokus på energiledelse
1. Tidlig ut på energi ledelse : “Ikke et prosjekt, men en
måte å jobbe”
2. Har hatt fokus i mange år på både gjenvinning og
levering av energi og varme ut av bedrift
1. CO forbrenning system
2. Varmtvann systemet I nærmiljø
3. “trappetrinn systemet” for gjenvinning internt
3. Kan hente ut mer
Spillvarme i Eydebedriftene
Mulighter og begrensinger
Eksempler på det gode arbeid:
Saint-Gobain Ceramic Materials : fokus på
samfunnsansvar og nærmiljø
1. Har inngått avtale med Lillesand kommune om å
levere varme til Møglestu videregående og sykkelsti
2. Spillvarme kan brukes internt
3. Samarbeid mellom 4 partnere
a.Saint Gobain b.Lillesand kommune c.ITEK d.Libir
Spillvarme i Eydebedriftene
Noen funn - UTFORDRINGER
Mulighter og begrensinger
1. Lønnsomhet for å ta i bruk spillvarme
• Fangst krever store endringer/investeringer i nytt
utstyr og metoder
• Pris på elektrisitet vis-à-vis andre energi kilder
2. Krav fra daglig drift – “må først og fremst ha fokus på
det vi lever av”
• Mange prosesstrinn kan være påvirket av “enkelte”
endringer
3. Offentlig infrastruktur
• Tidshorisont : privat sektor/offentlig sektor
Spillvarme i Eydebedriftene
Noen funn - MULIGHETER
Mulighter og begrensinger
1. Øke systematisk tilnærming til besparelse/utnyttelse
• Økt deling av erfaring og metoder for reduksjon og
gjenvinning
• Bygge på regionens formelle trening og høye interne
prosess kunnskap
2. Dele informasjon angående de gode underleverandører
• Database/workshop
3. “Bridge the Gap”
• Utvikle en mer systematisk tilnærming til spillvarme
potensialer av regionens utviklingsmål
• Technology roadmapping
Spillvarme i Eydebedriftene
Mulighter og begrensinger
Veien videre:
1. Fakta innsamling og ambisiøs målsetning
2. Dele erfaring og samarbeide på enkelte
prosjekter
3. Mer systematisk planlegging mellom bedriftene
og offentlige aktører
Many of the low hanging fruits have been identified and plucked – but the
requirement to improve will only grow