Dansk kraftvarme

Besøg på kraftvarmeanlæg i Morsø og Thisted kommuner

af Ron Ofer, maj 2011

 

 

Den 9. maj 2011 tog Folkecenterets praktikanter og udsendte eksperter af sted for at besøge tre af de mange hundrede lokale fjernvarmeanlæg i Danmark for at lære, hvordan sådanne teknologier giver den nødvendige infrastruktur til levering af 100 % vedvarende energi.

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

Små decentrale fjernvarmestationer begyndte at bruge kraftvarme teknologi i perioden 1989-1996 i et sådant omfang, at de nu kan levere 25 % af den nationale efterspørgsel efter elektricitet i Danmark.

I dag har centrale og decentrale kraftvarmeværker tilsammen en kapacitet til at levere 60 % af elektriciteten og 80 % af varmebehovet.

De bliver ofte brugt til opregulering ved hjælp af fast brændsel, når der ikke er tilstrækkelig sol og vind til rådighed til at dække efterspørgslen, mens el-kedler anvendes til nedregulering. Besøgene på disse anlæg tillod praktikanterne at se mulighederne for at erstatte konventionelle forurenende energikilder med vedvarende energi i deres hjemlande Canada, Tyskland og Holland, og alle andre steder i verden.

Konventionelle kraftværker er typisk 30-40 procent effektive, hvilket gør dem meget primitive. De danske kraftvarmeværker er i stand til at være over 90 procent effektive, da de producerer varmt vand til opvarmning som det vigtigste produkt, og elektricitet fra samme brændsel. Nogle af anlæggene, som de besøgte, er endnu mere end 100 procent effektive, da de ved kondensation genvinder energi fra udstødningsgassen, der dannes, når der afbrændes brændstoffer af.

Udstødningsgasserne forlader derefter anlæggenes skorstene med en temperatur på kun 40 º C. Produktionen af varmt vand til opvarmning er vigtig, fordi 40% af den samlede efterspørgsel efter energi går til opvarmning i Europa. Disse høje virkningsgrader reducerer miljøbelastningen ved at forhindre udslip fra at blive frigivet til atmosfæren. 

Energi Hurup, Thisted kommune

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

Lastbil leverer flis.

Dette varmeværk ejes i fællesskab og har en virkningsgrad på over 100 procent og producerer varmt vand til at opvarme 1.800 af de boliger, virksomheder og offentlige bygninger i den lille by Hurup. Den er baseret på træflis, der er leveret fra en nærliggende nationalpark.

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

Nyt anlæg.

Det varme vand leveres til forbrugerne gennem et netværk af 2-vejs isolerede rør under jorden. Under vedligeholdelsesperioder betjener et nyt anlæg på en anden placering de samme bygninger. På kolde vinterdage med højt varmebehov benyttes begge anlæg sammen.

På varme sommerdage forbrænder anlægget cirka 85 m3 flis om dagen. Dette antal vokser til 300 m3 rundt om vinteren. Halvtreds tons aske produceres årligt fra de 15.000 tons biomasse der forbrændes hvert år i det nye anlæg. Asken anvendes som gødning i plantagerne, som træet stammer fra.

Den danske lovgivning kræver, at hele det overskud der genereres fra at levere varmt vand skal gives tilbage til forbrugerne i form af en lavere energiregning i deres næste betalingsperiode. Systemet er så vellykket, at kun omkring 4 bygninger i byen har valgt ikke at oprette forbindelse til fjernvarmenettet. 
 

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

Opbevaring af flis.

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

Flis kedel fra Euroheat.

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

Rensning af vand efter kondens.

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

Kontrolsystemer.

Snedsted Varmeværk, Thisted kommune
Det andet fjernvarmeanlæg som vi besøgte er et anlæg ejet i fællesskab, der kører med naturgas og overskydende strøm og drives af kun én medarbejder. I dette anlæg, er produktionen af varmt vand det primære energiprodukt, mens det samtidig producerer elektricitet, der leveres til det nationale el-net.

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

Facaden på kraftvarmeanlægget.

Dette anlæg adskilles fra andre ved at det har en el-kedel, der modtager overskydende elektricitet på meget blæsende dage fra mange vindmøller i området og bruger det til at levere og oplagre varmt vand til fjernvarmenettet. Denne el-kedel blev taget i brug den 1. april 2011.

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

Her ser man ind i rummet med 6 MW el-kedlen fra Averhoff, der konverterer overskydende vindkraft til varmt vand.

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

El kedel forbindelser. Der er intet konverteringstab for varmt vand, der leveres til fjernvarmenettet.

Brug af overskydende vindmøllestrøm på blæsende dage har flere fordele for samfundet, der ejer kraftvarmeværker, fordi det er billigere periodisk at udbyde og opbevare varmt vand på denne måde, end ved at bruge gasmotorer i anlægget. Faktisk bliver det samfundsejede anlæg på meget blæsende dage betalt penge for at modtage den overskydende elektricitet.

Det anslås, at i det kommende år vil anlægget spare 200.000 m3 naturgas ved at bruge elkedlen. Brug af overskydende el fra vindmøller er en metode til balancering af udbud og efterspørgsel af fluktuerende vedvarende energikilder. 
       

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

Caterpillar gasmotor der har været i drift i sammenlagt 65.000 timer.

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

Ny GE Jenbacher 3,5 MWel gasmotor med en effektivitet på 42 % for elektricitet (over 90 % med termisk produktion).   

Formålet her er at bruge og gemme så meget energi fra vindmøller som muligt, mens naturgas forbrændes som backup, når de ikke har nok vind til rådighed.

Kraftvarmeværker er designet til nemt at skifte fra naturgas til andre typer af brændsler som biomasse, biogas og vindkraft, der fører til fleksibilitet i energisystemet.

Morsø Bioenergi, Morsø kommune
Endelig har Morsø Bioenergianlæg vist, at husdyrgødning aldrig har været så nyttig. Dette kombinerede kraftvarmeværk er den eneste af sin art i Danmark, der bygger udelukkende på husdyrgødning til sit brændstof indtag. Dette sofistikerede biogasanlæg blev afleveret af firmaet Bigadan.          

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

Digester (i midten af billedet).                 

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

Værkets driftsleder forklarer systemet.   

Omkring 480 tons gylle er gæret ved en temperatur på 43-44 º C i en 7000 m3 reaktor. Hver dag leveres gyllen af lastbiler fra 75-80 lokale landmænd, som ejer anlægget.

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

Lastbil ankommer for at aflevere gødning.

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

Tanke til opbevaring af den gærede gylle. Yderligere biogas afleveres her.

Under gæringen bliver noget af kulstoffet taget ud af gyllen. Det meste af det organisk bundne kvælstof bliver mineraliseret under gæringen og efterlader et højkvalitets gødningsprodukt, som bliver givet tilbage til landmændene og kan erstatte kunstgødning. Der er en adskillelse mellem det faste (der indeholder fosfor) og flydende (indeholdende nitrogen). Overskydende materiale sælges til andre landmænd.

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

7000 m3 digester.                                                               

For hver kubikmeter gæret meter gylle bliver der produceret 31 m3 biogas. CH4 andelen i biogas er høj med en procentdel på 68 %. Biogassen brændes i en GE Jenbacher gasmotor med en 1,4 MW elektrisk og 1,6 MW varmekapacitet.

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

Adskillelse af gødningens faste stoffer fra væske.

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

GE Jenbacher gasmotor anvender biogas til at producere strøm og varmt vand.

Den producerede elektricitet leveres til det nationale net. Omkring 40-50 % af den producerede varme anvendes til gæringen, og balancen bliver brugt til opvarmning af vand til en temperatur på 85 º C, som leveres gennem en 5 km isoleret rørsløjfe til en nærliggende by.

Det varme vand fra biogasanlægget anvendes til at erstatte det eksisterende kraftvarme baseret på naturgas, der er placeret ved siden af en skolebygning i byen. Denne gasfyrede kraftvarme bruges sammen med biogas kraftvarmeværket til at dække varmebehovet under spidsbelastning i de kolde vintermåneder.

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi

Pumpe lokale til opladning og afladning.

Dansk kraftvarme, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi
Varmeveksler - varme fra udstødningsgasser fra biogas motoren overføres til vand.