Energibranschen och fjärrvärmen befinner sig i ständig förvandling och nya utmaningar uppstår hela tiden. Omställningen mot förnybar energi, kraftigt svängande elpriser, höga bränslepriser och hårdare konkurrens på marknaden kräver att energibranschen anpassar sig till nya produktionsmetoder, samtidigt som de måste uppfylla krav om miljömål. Vidare ändras förutsättningarna för fjärrvärmen då energieffektivisering av fastighetssidan väntas leda till ändrat värmebehov i framtiden.
AV PIA M LAWSON | FOTO: ENERGY OPTICON
Det har blivit alltmer komplicerat för energi- bolag att bibehålla lönsamhet, ta alla möjliga driftsscenarion i beaktning och ta rätt beslut gällande produktionsplanering.
Sverige har blivit rankad som det näst mest innovativa landet i världen, vilket även gäller inom energisektorn. Framtidens förutsättningar innebär inte bara utmaningar, utan även möjligheter till att utveckla nya lösningar. Moderna programvaror för optimerad drift har öppnat möjlighet för viktig innovation för att ekonomiskt optimera och sänka temperaturerna i fjärrvärmenätet och undvika onödiga start och stopp av enheter. Detta har stora potentiella fördelar för fjärrvärmenätoperatörer och energi- producerande företag.
Med ekonomisk driftoptimering av hela energisystemet, från produktionssidan till fjärrvärmenätet och elhandelssidan (och ibland även fastighetssidan) har det visat sig att stora ekonomiska och miljömässiga vinster kan erhållas.
Stor outnyttjad potential Programvaruverktyg som planeringshjälp- medel har blivit en viktig del för att till exempel kraftvärmeverken ska kunna hantera situationen med ökad ekonomisk press. Man måste hitta lösningar som sänker kostnader och ökar intäkter, samt bidrar till att tidigare outnyttjade resurser används. Det har blivit alltmer viktigt för energiproducenter att hantera användningen av fjärrvärmenätet som värmeackumulator, ta hänsyn till överföringsbegränsningar inom nätet och hantera värmeförluster där. Vidare måste man kunna optimera elverkningsgraden för ångturbiner i förhållande till framlednings- temperaturen på fjärvärmevattnet.
Många fjärrvärmebolag jobbar idag aktivt med produktionsoptimering, med bättre resurs- utnyttjande som följd. Något som dock ofta glöms bort är huruvida framledningstempera-turen från produktionsanläggningarna faktiskt är ekonomiskt optimal. Historiskt sett har fjärrvärmenätet betraktats som en separat enhet, utan koppling till övriga delar av en-ergisystemet. Genom att optimera driften av fjärrvärmenätet kan man erhålla fördelar;
Optimering av framtemperaturen i fjärrvärmenätet
I ett forskningsprojekt sponsrat av Vinnova, där IT-företag med specialprogramvara för produktionsoptimering och olika energibolag ingick, har en lösning som adderar optimering av framtemperaturen i fjärrvärmenätet i en övergripande ekonomisk optimering av driften i energibolag utvecklats. Beräkningsmodellen ar hänsyn till värmeackumulering och överföringsbegränsningar i ett fjärrvärmenät och ökar flexibiliteten i energiproduktionen. Optimeringen görs för hela energisystemet, från kraftvärmeproduktion och elhandel till slutkonsumenter i byggnader, med hänsyn till givna restriktioner på differenstryck i fjärrvärmenätet.
Fördelar
En stor fördel med detta är ökad utnyttjandegrad vid överföringsbegränsningar i ett fjärrvärmenät. Vissa fjärrvärmenät, särskilt de med långa fjärrvärmeöverföringsledningar, har överföringsbegränsningar som uppstår till följd av begränsad pumpkapacitet i nätet i förhållande till rördimensionerna. Det innebär att värme från t.ex. en avfallsanläggning inte kan pumpas ut i hela nätet. Därmed kan spetslastanläggningar ibland tvingas till start för att uppfylla hela nätets värmebehov, vilket är både dyrt och har en negativ miljöpåverkan.
Lasttoppar uppstår till och från i ett fjärrvärme- nät och beror på låga utomhustemperaturer i kombination med stor varmvattenanvändning som till exempel uppstår på morgnar. Detta har energibolag tidigare löst med att tillfälligt starta spetslastenheter som drivs på fossila bränslen. I ett optimerat driftfall kan framled-ningstemperaturen tillfälligt höjas inför den förväntade laststoppen, och onödiga starter av spetslastanläggningar därmed undvikas. På så sätt minskar både miljöutsläppen och kostnaderna. Energibolagen arbetar ofta manuellt i denna inriktning, men eftersom man är osäker på vilka exakta temperaturplaner man ska följa, lägger man sig ofta extra högt i temperatur. Därig-enom får man onödiga värmeförluster och bränslekostnader.
Ett nytt användningsområde för kraftvärme- verk är också att utnyttja möjlighet till flexi- bilitet i fjärrvärmenätet till att erbjuda flexi- bilitet i handeln med el. Kraftvärmeverk kan få nya intäkter genom att producera mer el vid extra höga elpriser samt erbjuda stödtjänster till elnätsbolagen. Med nuvarande stora sväng-ningar i elpriserna är det stora ekonomiska intäkter som kan erhållas med detta.
Specialprogramvaran som tagits fram för detta ändamål har under senare år med framgång installerats hos många energibolag i Sverige och runt om i Europa.
Exempel Kraftringen i Lund
Det Lundabaserade Energibolaget Kraftringen AB har länge varit en viktig samhällsaktör i utvecklingen av en hållbarare energisektor. Energibolaget förser ca 50 000 hushåll med värme med en årlig värmeleverans motsvarande 1 100 GWh. Redan år 2018 utmärkte sig energibolaget med att ha en helt fossilfri produktion. Vidare har Kraftringen nästan färdigställt världens största lågtempererade fjärrvärmenät som är självförsörjande med spillvärme från partikelforskningsanläggningarna ESS och MaxIV. Parallellt med denna nyetabler-ing arbetar Kraftringen med att optimera det befintliga fjärrvärmenätet. Som ett led ur detta installerades optimering av framledningstem-peraturen i början av 2019. Under de två första månaderna i drift sänktes framledningstemper-aturen i snitt med ca 2 grader med en uppnådd besparing på ca 200 000 SEK.
