Värmelagret för detta arbete undersöks med syftet att minska oljeanvändning för ett kraftvärmeverk i Luleå. I arbetet utreds två olika alternativ för borrhålslagring. Det första alternativet är ett decentraliserat lager ute i fjärrvärmenätet och det andra alternativet är ett centraliserat lager nära kraftvärmeverket. Borrhålslagret ska leverera värme till fjärrvärmenätets framledning under vintertid. Eftersom temperaturen från lagret är lägre än fjärrvärmenätets framledningstemperatur krävs en uppgradering av värmen från lagret för att höja temperaturen. I arbetet utreds två olika metoder för uppgradering. För det decentraliserade lagret sker temperaturhöjningen genom en kompressionsvärmepump och motsvarade för det centrala lagret är en biobränslepanna. För att utföra arbetet har litteraturstudier inom värmelagring, simulering i programmet DST (Duct storage systems), samt beräkningar i Microsoft Excel 2013 varit de övergripande metoderna. Vidare har ekonomiska förutsättningar för investering av ett borrhålslager utretts och även den miljömässiga påverkan genom beräkning av minskade koldioxid-utsläpp. De viktigaste resultaten från arbetet är att ett system med ett decentraliserat lager och en kompressionsvärmepump med en installerad effekt på 50 MW kan reducera oljeanvändningen med 28 GWh under ett år, vilket motsvarar en minskning på 43 %. Ett sådant system har en återbetalningstid på 21 år och bidrar till en minskning av koldioxid-utsläpp på 2034 ton per år. För ett centralt lager med en biobränslepanna som uppgradering och en installerad effekt på 50 MW uppgår återbetalningstiden till 23 år och koldioxid-utsläppen minskar med 2838 ton per år. Slutsatserna från arbetet är att energin i dagsläget är för billig för att det ska vara ekonomiskt motiverat att lagra överskottsenergi. Dock framstår det som intressant att undersöka vidare i ett borrhålslager eftersom det finns potential att minska oljeanvändningen och därmed få en mer hållbar värmeproduktion. / The heat storage for this project is being investigated with the aim of reducing the oil consumption for a combined heat and power plant in Luleå. Two different options for a borehole storage are investigated. The first option is a decentralized storage in the district heating network, and the second option is a centralized storage near the power plant. The borehole storage will supply heat to the district heating network during the winter. Since the temperature from the storage is lower than the district heating temperature, an upgrade of the heat from the storage is required to increase the temperature. Two different methods for upgrading are being investigated. For the decentralized storage, the temperature increase is achieved by a compression heat pump and corresponding to the central storage is a biofuel boiler. To carry out the project, literature studies concerning heat storage theory, simulation in the computer program DST (Duct storage systems), and calculation in Microsoft Excel 2013 have been the overall methods. Furthermore, the economic conditions for investment of a borehole storage are assessed and also the environmental impact by calculating reduced carbon dioxide emissions. The main results of the project are that a decentralized storage and a compression heat pump with an installed power of 50 MW can reduce the oil consumption by 28 GWh over a year, which corresponds to a reduction of 43 %. Such a system has a payback period of 21 years and the reduced carbon dioxide emissions are 2034 tonnes in a year. For a central storage with a biofuel boiler for the upgrade and an installed power of 50 MW, the payback time is 23 years and the carbon dioxide emissions are decreased by 2838 tonnes in a year. The conclusions from the study are that the energy is currently too cheap for it to be economically justified to store surplus energy. However, it appears interesting to further investigate a borehole storage because of the potential of reducing the oil consumption and thus obtain a more sustainable heat production.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ltu-69710 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Vikman, Elin |
| Publisher | Luleå tekniska universitet, Institutionen för teknikvetenskap och matematik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0024 seconds