This master thesis has examined how two of the heat pumps at Norrenergi, Solnaverket, can be converted to steam driven heat pumps. The heat pumps are driven by electrical motors today and this thesis has investigated the technical and economical aspects of replacing them with steam turbines and also installing a pellet boiler. The purpose with this project is to lower the costs for the heat pumps which varies with the electricity price, where the electricity taxes represent about 40-60 % of the total electricity cost. In addition, Norrenergi is one of the largest electricity consumers in Stockholm. This, combined with the prevailing capacity shortage in Stockholm makes it important to examine another alternative than electricity for the heat pumps. Capacity shortage means that electricity can't be transmitted into the city during periods with high electricity demand. The results of this master thesis show that the costs reduces on a system level when two steam driven heat pumps are installed compared to the electrity driven heat pumps. All district heating plants in Stockholm, including Söderenergi's, Norrenergi's and Stockholm Exergi's plants, have been involved while examining the costs in this study. Despite the cost reduction the investment calculation shows that the investment is not profitable for a low or average electrity price. For a high electricity price the investment seems to be profitable, but this is not considered enough for the investment to be recommend since future electricty prices are hard to predict. On the other hand there might be other aspects than economical to invest in this type of district heating plant, for example from a sustainability perspective. / Norrenergi är ett fjärrvärme- och fjärrkylabolag i Stockholm som bland annat producerar värme via energiåtervinning i en VP-anläggning i Solnaverket. Värmepumparna har en total värmeeffekt på 100 MW och drivs av elektricitet samt spillvatten från Bromma reningsverk. Kostnaden för att producera fjärrvärme via värmepumpar varierar med elpriset där en betydande faktor är elskatten. Elskatten utgör ungefär 40–60 % av den totala elkostnaden för VP-anläggningen i Solnaverket. Utöver de höga kostnaderna för att driva VP-anläggningen råder en så kallad kapacitetsbrist i Stockholm vilket bland annat grundar sig i att staden växt i en snabbare takt än utbyggnaden av stamnätet. På grund av ovan nämnda orsaker är det intressant att undersöka alternativa lösningar för hur den eldrivna VP-anläggningen kan producera fjärrvärme, dels för att minska kostnader för elektricitet men också för att bidra till en samhällsnytta genom att minska effektuttaget på elnätet. Detta examensarbete ämnar därför undersöka hur två av värmepumparna i Solnaverket kan omvandlas från eldrift till mekanisk ångdrift via ångturbiner, där ångturbinerna i sin tur drivs av ånga från en pelletspanna. Därtill undersöks systemdriftsnyttan, där även Stockholm Exergis och Söderenergis anläggningar beaktas, samt lönsamheten för att konvertera två av värmepumparna till ångdrift. Resultatet visar att systemdriftsnyttan är positiv oavsett elprisprofil vilket beror på att kostnaderna på systemnivå minskar när ångdriven VP-anläggning implementeras i Solnaverket. Trots den positiva systemdriftsnyttan visar dock investeringskalkylen att denna investering endast är lönsam vid ett högt elpris. Det beror bland annat på att den positiva systemdriftsnyttan inte är tillräckligt hög (vid låg och medelelpris) för att uppnå ett tillräckligt högt nuvärde med given kalkylränta och ekonomisk livslängd, i jämförelse med grundinvesteringskostnaderna. Den låga lönsamheten beror dessutom på att Stockholm Exergi ska bygga ett nytt avfallskraftvärmeverk i Lövsta som har billigare produktionskostnader än den ångdrivna VP-anläggningen. Det är svårt att förutspå elprisets utveckling framöver och variationerna i elpris under året förväntas öka, därför är det rekommenderat att denna investeringen inte genomförs eftersom den beror så pass mycket av elpriset. Det kan dock finnas andra aspekter än ekonomiska i att investera i en ångdriven VP-anläggning. Till exempel ur ett hållbarhetsperspektiv då belastningen på elnätet minskar när de eldrivna VP:arna konverteras till ångdrift.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:uu-415326 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Lindén Magnusson, Josephine |
| 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 |
| Relation | UPTEC ES, 1650-8300 ; 20019 |
Page generated in 0.003 seconds