Kiruna Kraft AB som äger och driver fjärrvärmesystemet i Kiruna tätort står inför en stor kommande förändring gällande fjärrvärmenätet. Den pågående stadsomvandlingen i Kiruna påverkar delar av det befintliga fjärrvärmenätet till den grad att det inte går att bibehålla, och byggnation en av nya centrum ökar belastningen i andra delar av nätet. Det nuvarande kraftvärmeverket som står för den största delen av producerad värme i dagsläget ligger också nära påverkansområdet för stadsomvandlingen, och det är inte ställt utom rimligt tvivel att det inte kommer påverkas i fram tiden. I dagsläget härstammar även en betydande del av värmetillförseln i fjärrvärmenätet från spillvärme från LKAB och denna del ska mer än fördubblas inom snar framtid. Syftet med detta arbete är således att undersöka hur produktionsstruk turen i Kiruna Kraft AB:s fjärrvärmesystem hade kunnat utformas i det fall att det nuvarande kraftvärmeverket inte går att behålla på sin nuvarande plats. Målet är att presentera tre olika grundalternativ för möjliga framtida produktionsstrukturer med avseende på storlekar, typer och placeringar av nya produktionsanlaggningar såväl som den ekonomiska och miljömässiga prestandan för de olika alternativen. Detta genomfördes genom undersökande arbete via litteraturstudier och samtal, simulering av fjärrvärmenätet i NetSim, kompletterande simuleringar kring bränslebehov samt beräkningar kring ekonomi och miljö. Resultatet blev fyra olika förslag på alternativ för hur det nuvarande kraftvärmeverket skulle kunna ersättas. Dessa var översiktligt att 1a; ersätta det med en större anläggning kring 40 MW värme, där ett energi lager ingår. 1b; ersätta det med en större anläggning på 40 MW värme, utan ett energilager. 2; ersätta värmeverket med flertalet mindre anläggningar, samt 3; ersätta det med en mellanstor anläggning på 24 MW värme och enstaka mindre anläggningar. Alla förslag visade sig vara tänkbara alternativ, och uppfyller alla ställda krav. Beräkningar gällande ekonomi och miljö visar på att alternativ 1b kan vara det mest fördelaktiga ekonomiskt, och uppvisar också en av de lägre nivåerna av fossil CO2. Alternativ 2 är det alternativ som uppvisar den sämsta prestandan angående både utsläpp av fossil CO2 och livscykelkostnad. Resultaten från de undersökningarna som genomfördes visar på att alternativ 1a eller 1b med en ny större anläggning, med eller utan ett energilager, är de mest fördelaktiga framtida alternativen för produktionsstrukturen. / Kiruna Kraft AB, the owner and operator of the district heating system in Kiruna city is facing great change in their grid. The ongiong urban transformation of Kiruna is affecting parts of the ditrict heating grid to the point of unsustainable operation, and the construction of the new city centre is increasing the heat demand in other parts of the grid. The current central district heating plant is also in close proximitry to the areas affected by the urban transformation, and it is not certain that the current central heating plant is to remain unaffected forever. Currently, a sizeable share of the heat supplied to the district heating grid originates from waste heat supplied by LKAB. This share of the heat supplied is also going to more than double over a very short period of time. The purpose of this study is therefore to investigate how the production structure in Kiruna Kraft AB:s ditrict heating system could be shaped in the future event of a closing of the present day central heating plant. The goal is to present three different base alternatives for possible future production structures, with respect to sizes, types and placements of future production plants as well as the economic and environmental performance of the different options. This was done by investigative work via literature reviews interviews/discussions, simulation of the district heating grid in NetSim, supplementary simulations regarding fuel usage and calculations regarding economy and environmental impact. This resulted in four suggestions for future possible replacements for the current central heating plant. These were, in large; 1a: to replace the current plant with a new large heat production plant with 40 MW heat production capacity, wherein a large thermal energy storage system is included. 1b: to replace the current plant with a large 40 MW production plant, without a large thermal energy storage system. 2: to use several small production units/plants scattered around the grid to replace the current central heating plant. 3: to use a middle-sized production plant of about 24 MW in combination with a few smaller production plants to replace the present day main production plant. All alternatives could be shown to be plausible options for an eventual future replacement of the current central heating plant, and to meet all criterias imposed. The calculations regaring economic and environmental performace showed that alternative 1b could be the most preferable option regarding economy, and also exibits one of the lowest amounts of fossil CO2 emissions. Alternative 2 is the option that displays the worst performance both regaring life cycle cost and emissions of fossil CO2. The results from the studies conducted show that alternative 1a or 1b with a new large heat production plant, with or without a thermal energy storage system, are the most advantageous future alternatives for the production structure.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:umu-225772 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Karlsson, Edwin |
| Publisher | Umeå universitet, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0022 seconds