Sammankoppling av fjärrvärmenäten i Nyköping och Oxelösund : miljö- och systemkonsekvenser
District heating covers most of the residential areas and industries in the two neighbouring Swedish municipalities Nyköping and Oxelösund. In Nyköping, Vattenfall AB Värme produces heat in a bio-fuelled CHP plant. In Oxelösund, waste heat and use of waste gases from the steel production at SSAB Oxe...
| Autor principal: | |
|---|---|
| Formato: | H3 |
| Lenguaje: | sueco Inglés |
| Publicado: |
SLU/Dept. of Energy and Technology
2009
|
| Materias: |
| _version_ | 1855570239294537728 |
|---|---|
| author | Lindow, Veronica |
| author_browse | Lindow, Veronica |
| author_facet | Lindow, Veronica |
| author_sort | Lindow, Veronica |
| collection | Epsilon Archive for Student Projects |
| description | District heating covers most of the residential areas and industries in the two
neighbouring Swedish municipalities Nyköping and Oxelösund. In Nyköping,
Vattenfall AB Värme produces heat in a bio-fuelled CHP plant. In Oxelösund,
waste heat and use of waste gases from the steel production at SSAB
Oxelösund is the basis in the district heating system.
This report examines the environmental consequences of a connection between
the two district heating systems. A broad system approach is used and the focus
is on environmental effects in the system.
A system analysis has been performed on the result of simulations of different
heat and electricity production alternatives. The alternatives simulated were
one where Vattenfall Nyköping covers the base load in the joint district heating
system and two where the power plant at SSAB Oxelösund supplies the heat
base load.
The conclusion in this report is that the consequences of connecting the two
district heating systems can be both positive and negative, depending on
system boundaries and on the environmental focus. An efficient use of
resources can be achieved by letting SSAB Oxelösund supply the base load of
heat in the system. Such a solution will lead to a decrease in electricity
production in Nyköping and Oxelösund. This might not be desirable since a
large part of this production is renewable. With a focus on renewable
electricity production the first alternative, with base load production at
Vattenfall Nyköping, would be the best alternative. |
| format | H3 |
| id | RepoSLU882 |
| institution | Swedish University of Agricultural Sciences |
| language | swe Inglés |
| publishDate | 2009 |
| publishDateSort | 2009 |
| publisher | SLU/Dept. of Energy and Technology |
| publisherStr | SLU/Dept. of Energy and Technology |
| record_format | eprints |
| spelling | RepoSLU8822012-04-20T14:11:20Z Sammankoppling av fjärrvärmenäten i Nyköping och Oxelösund : miljö- och systemkonsekvenser A joint district heating system in Nyköping and Oxelösund : environmental consequences with a system approach Lindow, Veronica Fjärrvärme spillvärme kraftvärme miljökonsekvenser systemkonsekvenser resursutnyttjande biobränsle koldioxidutsläpp Nyköping Oxelösund District heating covers most of the residential areas and industries in the two neighbouring Swedish municipalities Nyköping and Oxelösund. In Nyköping, Vattenfall AB Värme produces heat in a bio-fuelled CHP plant. In Oxelösund, waste heat and use of waste gases from the steel production at SSAB Oxelösund is the basis in the district heating system. This report examines the environmental consequences of a connection between the two district heating systems. A broad system approach is used and the focus is on environmental effects in the system. A system analysis has been performed on the result of simulations of different heat and electricity production alternatives. The alternatives simulated were one where Vattenfall Nyköping covers the base load in the joint district heating system and two where the power plant at SSAB Oxelösund supplies the heat base load. The conclusion in this report is that the consequences of connecting the two district heating systems can be both positive and negative, depending on system boundaries and on the environmental focus. An efficient use of resources can be achieved by letting SSAB Oxelösund supply the base load of heat in the system. Such a solution will lead to a decrease in electricity production in Nyköping and Oxelösund. This might not be desirable since a large part of this production is renewable. With a focus on renewable electricity production the first alternative, with base load production at Vattenfall Nyköping, would be the best alternative. I Nyköping och Oxelösund täcks värmebehovet till stor del av fjärrvärme. Produktion och distribution av värme och el i Nyköping sker i Vattenfall AB Värmes biobränsleeldade kraftvärmeverk. I Oxelösunds fjärrvärmenät sker värmeförsörjningen med industriell spillvärme och eldning av restgaser från stålproduktionen vid SSAB Oxelösund. En eventuell sammankoppling av de två fjärrvärmenäten har diskuterats sedan slutet av 1970-talet. Under åren har ett flertal undersökningar med fokus på ekonomiska förutsättningar utförts. Resultatet har varit att en sammankoppling med en kulvert mellan kommunerna inte är ekonomiskt lönsamt på grund av höga investeringskostnader samt att låga bränslepriser och, på senare tid, elcertifikatsystemet har gynnat biobränslebaserad elproduktion i Nyköping. Diskussioner kring resursutnyttjande och klimatförändringar till följd av ökade koldioxidutsläpp har gett ett förnyat intresse av en kulvert mellan Nyköping och Oxelösund. Detta examensarbete syftar till att undersöka förutsättningarna för en sammankoppling av de två fjärrvärmenäten ur ett miljö- och systemperspektiv. En miljö- och systemanalys har utförts på resultatet av simuleringar av olika produktionsalternativ. Resultatet av en miljö- och systemanalys är till mångt och mycket beroende av val av systemgränser. Allt för snäva systemgränser kan ge upphov till suboptimeringar medan allt för vida systemgränser kan försvåra analysen. För värmeproduktionen har systemgränsen dragits kring den region som Nyköping och Oxelösund utgör. Vid jämförelsen mellan system med olika elproduktion måste systemgränsen utvidgas till att även täcka alternativ elproduktion. Den alternativa elproduktionen har miljövärderats utifrån ett marginalelperspektiv eftersom de olika baslastfallen ger upphov till små förändringar i elsystemet som helhet. På kort sikt antas marginalel utgöras av kolkondens. De olika produktionsalternativ som har simulerats är ett scenario där kraftvärmeblocket hos Vattenfall Nyköping producerar baslasten i det gemensamma fjärrvärmenätet (scenario 1) samt två scenarier där SSAB Oxelösunds pannor står för baslasten i systemet (scenario 2a och 2b). De två SSAB-alternativen består av ett baslastfall där nuvarande fjärrvärmeproduktion maximeras och ett alternativ där ett ökat utnyttjande av restgaser ger en högre möjlig värmeeffekt än idag. Beräkningarna inom miljö- och systemanalysen har grundats på de förändringar i el- och värmeproduktion, bränsleförbrukning och utsläpp som de olika baslastfallen ger upphov till. En sammankoppling av fjärrvärmenäten i Nyköping och Oxelösund ger kraftiga förändringar i systemet jämfört med nuläget. I scenario 1 ökar värmeleveranserna från kraftvärmeproduktionen vid Vattenfall Nyköping på grund av ett större värmeunderlag för anläggningen. Detta ger också en förhöjd elproduktion. För SSAB Oxelösund är resultatet det motsatta, dvs. minskade fjärrvärmeleveranser. I scenario 2a-2b ökar värmeproduktionen vid SSAB:s kraftverk. Minskat värmeunderlag i dessa två scenarier ger kraftigt minskad värmeproduktion i Nyköping. Scenario 2a-2b leder dessutom till en minskad elproduktion i systemet som helhet, på grund av den minskade kraftvärmeproduktionen och att en ökad fjärrvärmeavtappning från turbinen vid SSAB:s kraftverk begränsar elproduktionen. Förändringar i bränsleförbrukning sker på grund av ändrad baslastproduktion. I scenario 1 ökar förbrukningen av biobränsle vid Vattenfall Nyköping. I scenario 2a och 2b minskar biobränsleförbrukningen i systemet. Förbrukningen av restgaser vid SSAB Oxelösund är oförändrad i scenario 1 och 2a jämfört med nuläget. I scenario 2b tillkommer ytterligare 300 GWh restgaser. Förändringar i förbrukningen av biobränsle i Nyköping kan frigöra biobränslen. Frigjort biobränsle skulle kunna ersätta andra biobränslen eller fossila bränslen, men effekterna är osäkra. Förändringarna i el- och värmeförbrukning samt bränsleförbrukning i systemet har effekter på utsläppen av kväveoxider, svaveldioxid, fossil koldioxid och stoft. En ökad elproduktion i scenario 1 kan tränga ut elproduktion på marginalen i elsystemet, dvs. kolkondens. Att ersätta kolkondens med biobränslebaserad och restgasbaserad el innebär en minskning av samtliga utsläpp. Den minskade elproduktionen i scenario 2a och 2b ger behov av ersättande elproduktion. Om kolkondens ersätter elproduktion i Nyköping och Oxelösund ökar utsläppen av kväveoxider, svaveldioxid, fossil koldioxid och stoft i scenario 2a och 2b. Detta examensarbete visar på problematiken som råder i system där det finns både kraftvärme och spillvärme. I Nyköping och Oxelösund finns ett begränsat värmebehov vilket gör att det finns en konkurrenssituation mellan kraftvärme och spillvärme vid en eventuell sammankoppling av fjärrvärmenäten. Slutsatsen av miljö- och systemanalysen som utförts i examensarbetet är att konsekvenserna av en sammankoppling av fjärrvärmenäten i Nyköping och Oxelösund inte är självklart positiva eller självklart negativa. Resultatet beror bland annat på val av systemgränser men också vad som prioriteras; resurshushållning eller förnybar elproduktion. Sätts ett effektivt resursutnyttjande och resurshushållning i fokus är ett gemensamt nät med ett ökat utnyttjande av restgaser vid SSAB Oxelösund det bästa alternativet då detta innebär en minskad förbrukning av biobränsle. Om en hög grad av förnybar elproduktion är det viktigaste kan däremot en sammankoppling av fjärrvärmenäten med SSAB Oxelösund som baslastproducent vara klart negativt. SLU/Dept. of Energy and Technology 2009 H3 swe eng https://stud.epsilon.slu.se/882/ |
| spellingShingle | Fjärrvärme spillvärme kraftvärme miljökonsekvenser systemkonsekvenser resursutnyttjande biobränsle koldioxidutsläpp Nyköping Oxelösund Lindow, Veronica Sammankoppling av fjärrvärmenäten i Nyköping och Oxelösund : miljö- och systemkonsekvenser |
| title | Sammankoppling av fjärrvärmenäten i Nyköping och Oxelösund : miljö- och systemkonsekvenser |
| title_full | Sammankoppling av fjärrvärmenäten i Nyköping och Oxelösund : miljö- och systemkonsekvenser |
| title_fullStr | Sammankoppling av fjärrvärmenäten i Nyköping och Oxelösund : miljö- och systemkonsekvenser |
| title_full_unstemmed | Sammankoppling av fjärrvärmenäten i Nyköping och Oxelösund : miljö- och systemkonsekvenser |
| title_short | Sammankoppling av fjärrvärmenäten i Nyköping och Oxelösund : miljö- och systemkonsekvenser |
| title_sort | sammankoppling av fjärrvärmenäten i nyköping och oxelösund : miljö- och systemkonsekvenser |
| topic | Fjärrvärme spillvärme kraftvärme miljökonsekvenser systemkonsekvenser resursutnyttjande biobränsle koldioxidutsläpp Nyköping Oxelösund |