Teknoekonomisk förundersökning av ackumulatortank för Luleå fjärrvärmesystem
Fjärrvärmebehovet i Luleå förses till största delen av kraftvärmeverket LuleKraft som främst bränner processgaser från stålproducenten SSAB. Lågkonjunkturen i stålbranschen de senaste åren har gjort att gastillgången har minskat varpå start av spetslastanläggningar och användande av stödbränsle har ökat. Frågan om energilagring har därför blivit ytterst aktuell. Syftet med arbetet har därför varit att undersöka om en eller flera ackumulatortankar utplacerade i nätet är en fördelaktig investering.Inledningsvis gjordes en litteraturstudie över Luleå fjärrvärmenät samt ackumulatortankar. Därefter undersöktes placeringen av ackumulatortanken. Bristande information om nätets egenskaper samt att den större delen av fjärrvärmebehovet täcktes av LuleKraft gjorde att en placering i anslutning till kraftvärmeverket ansågs som det bästa alternativet. I samråd med Luleå Energi valdes därför denna placering. Syftet med ackumulatortanken var att minska användandet av stödbränsle i form av olja och optimera elproduktionen. Optimering av elproduktionen betyder egentligen att elproduktionen sker vid ett mer fördelaktigt elpris. Med hjälp av insamlad mätdata från LuleKrafts process över två år kunde en simuleringsmodell skapas. Målet blev att implementera ackumulatortanken i modellen och därmed se hur densamma kunde utnyttjas. Insamlingen av mätdata erhölls för år 1 (sep-11 ? maj-12) samt år 2 (mar-13 ? feb-14). Mätdata över sommarmånaderna (jun - aug) uteslöts eftersom ackumulatorn inte anses kunna utnyttjas under denna period. I modellen användes tre olika ackumulatorstorlekar, 10 000, 15 000 och 30 000 m3 (ACK1, ACK2 och ACK3). Dimensioneringen grundar sig på erhållna investeringskostnader från Rodoverken. Ackumulatorutnyttjandet jämförs därefter för de två olika åren och de tre olika storlekarna tillsammans med en LCC (livscykelkostnad) analys över den ekonomiska livslängden 20 år. Resultaten från LCC analysen baseras på att klimatförutsättningarna är desamma över den ekonomiska livslängden samt att LuleKrafts produktion sker på samma sätt. Ackumulatorutnyttjandet skiljer sig ganska markant mellan de båda åren, precis som resultatet från LCC analysen. För år 1 varierade återbetalningstiden mellan 6,8?9,7 år medan det för år 2 varierade mellan 11,3?15,3 år. Återbetalningstiden baseras på minsta till största storlek. För år 1 blev vinsten störst över 20 år för ACK3 (44,1 MSEK) medan för år 2 blev vinsten störst för ACK2 (16,7 MSEK). Eftersom gastillgången beror på hur stålproduktionen ser ut skapades även et alternativt fall med full gasproduktion. Det antogs då att SSAB i framtiden ökar sin produktion från i dagsläget ca 70 % till 100 %. Det skulle resultera i att gastillgången ökar. Mätvärden för år 1 och 2 ligger till grund för även detta fall. Den ökade gastillgången över året gjorde att oljeanvändningen minskade vilket gjorde att potentialen för oljebesparing med ackumulator minskade och således ökade återbetalningstiden. För dessa fall blev återbetalningstiden för de båda åren ungefär lika lång, mellan 9,6?16,2 år.