Kunskapsbank

Småskalig kraftvärme

Publicerad: 2021-03-16


Översikt definition, olika tekniker med mera

Småskalig kraftvärme

Enligt Energimyndighetens definition av småskalig kraftvärme så ingår anläggningar som producerar upp till 10 MW värme. I EU:s energieffektiviseringsdirektiv är övre gränsen för småskalig kraftvärme 1 MW el och övre gränsen för mikro-kraftvärme är 50 kW el.

Olika tekniker för småskalig kraftvärme

Det finns ett flertal olika tekniker för småskalig elproduktion:

 

  • Ångturbin (överhettad ånga)
  • Turbin för våt ånga (mättad ånga, WST, wet steam turbine)
  • Ångmotor
  • Organisk Rankinecykel (ORC)
  • Förgasning med motor
  • Gasturbin

 

Ångturbinen (mottrycksanläggning) är en vanligt använd teknik i kommersiell skala i anläggningar med en värmeeffekt större än 10 MW. I mindre anläggningar nyttjas mycket sällan ångturbin i Sverige i dagsläget, eftersom de kräver högt ångtryck. Övriga tekniker, förutom ORC, finns i ett fåtal exempel, men kan inte räknas som kommersiella i dagsläget. 

 

ÅNGA
Gasform av ett normalt sett flytande ämne, ofta då det är fördelat i luft.


MÄTTAD ÅNGA
Ånga som inte kan ta upp mer vätska, innehåller vatten.


ÖVERHETTAD ÅNGA
Mättad ånga som fortsätter att värmas under konstant tryck. Överhettad ånga är inte längre mättad och innehåller inte vatten.

Valet av teknik beror på utformningen av nuvarande anläggning och den årliga värmeproduktionen. Viktiga parametrar för val av teknik är effekt, uttagsprofil, temperatur, tryck, elbehov kontra värmebehov samt möjlighet till eldistribution eller användning i egen anläggning. 

 

Via ett flerårigt demonstrationsprojekt, lett av Energikontor Sydost, har tre mindre anläggningar med olika tekniker byggts och utvärderats.

Ett av målen med projektet var att stimulera marknaden genom att testa tekniker som ännu inte kommersialiserats fullt ut. En av de tre teknikerna har kommersialiserats tack vare projektet. Leverantören av ORC-anläggningen har visat att de har en fungerande teknik och har sålt över 16 anläggningar (2020) tack vare demonstrationsanläggningen i Bräkne-Hoby. Representanter från i stort sett alla nya anläggningar  har varit på studiebesök till ORC:n, vilket inspirerade dem att installera en själva. 

Tekniker

ORC (organic rankine cycle)

ORC-tekniken bygger på en sluten turbinkrets som drivs av ett organiskt arbetsmedium med en kokpunkt lägre än vatten. Detta gör att en ORC-anläggning kan använda en värmekälla vid låga temperaturer (omkring 100°C) för att
överhetta mediet och driva en turbin.

Läs mer om ORC-tekniken och lärdomar från demonstrationsanläggningen.

Turbin för våt ånga

Turbiner för våt ånga drivs av mättad ånga, dvs. innehåller en viss andel vattendroppar, till skillnad från vanliga, storskaliga turbiner som drivs med överhettad ånga.

Läs mer om WST-tekniken och lärdomar från demonstrationsanläggningen.

 

Förgasning

I förgasningsprocessen förgasas inkommande biobränsle till en gengas. Gengasen kyls och renas genom ett filter innan den förbränns i en gengasmotor kopplad till en generator. Kylningen producerar värme medan gengasmotorn genererar el.

Läs mer om förgasnings-tekniken och lärdomar från demonstrationsanläggningen.

Fördelar

Småskalig kraftvärme har en viktig roll i vårt framtida energisystem. Småskalig kraftvärme från biomassa är en koldioxidneutral baskraft som är delvis planeringsbar.


Andra fördelar är:

  • Reducerar kostnader för köpt el och nätavgifter
  • Reducerar överföringskostnaden för extern el (effektavgiften minskar)
  • Lokalt producerad el kan öka driftsäkerheten vid elavbrott (vid möjlighet till ö-drift)
  • Ger möjlighet att prioritera elen vid störning i produktion/på nätet
  • Kan bidra till att minska effektbehovet i det lokala nätet
  • Ger en miljöprofil eller en starkare miljöprofil till industrin/företaget
  • Ger företag en möjlighet att bli en del i en ledande utveckling och som ger nya erfarenheter och ett nytt kontaktnät
  • Ger möjlighet att ta bort eller reducera fossil uppvärmning – minska CO2-utsläppen
  • Nyttja spillvärme och minimera energiförluster genom att producera egen elkraft
  • Ökar användning av inhemskt bränsle och främjar sysselsättning inom glesbygden

 

Potential

Potentialen för småskalig kraftvärme finns framförallt hos verksamheter som idag har ett värmebehov eller en produktion av värme, främst fjärrvärmeverk
sågverk, industrier med värmeproduktion men även fastighetsägare och lantbruk med värmebehov.


En uppskattning  av potentialen för småskalig kraftvärme på fjärrvärmeverk enbart i sydöstra Sverige är omkring 51 GWh/år. Ytterligare 800 MWh elskulle kunna produceras med ORC-tekniken på sågverk i regionen. Dessutom finns det industrier och andra verksamheter som har pannor som skulle kunna passa för småskalig kraftvärme med ORC-tekniken. Det används också fortfarande olja inom lantbruk och olika verksamheter i
sydöstra Sverige.


I Sverige finns det omkring 550 fjärrvärmenät och endast drygt 100 av dem har elproduktion, resterande har endast värmeproduktion. Svebio gjorde en
analys av potentialen för småskalig kraftvärme på fjärrvärmeverk i Sverige under 2017, vilket visade att potentialen låg mellan 296 och 567 GWh per år.


Utvecklingen av småskalig kraftvärme i EU har än så länge främst skett i länder med kraftiga subventioner för elproduktion eller för användning av biomassa.Småskalig kraftvärme, främst förgasningstekniken, har utvecklats kraftigt i segmentet under 1 MW i framförallt Tyskland och Österrike.

 

En fortsatt utbredning av småskalig kraftvärme kommer framförallt att bero på två faktorer:

  • Elpris och nätavgifter
  • Värmebehovet (i fjärrvärmenät eller inom industrin/byggnader)


Lokala subventioner kommer också att påverka utvecklingen. Utvecklingen kommer nödvändigtvis inte vara kopplat till länder som själva har råvaran,
utan snarare länder som subventionerar användning av biomassa. Några av de länder som har höga elpriser, fjärrvärmenät och samtidigt tillgång till biomassa är Tyskland, Slovenien och Österrike. Men resultatet av detta projekt visar att småskalig kraftvärme även kan vara rimligt lönsamt i länder med de lägsta elpriserna i EU, som Sverige.

 


 

Informationen i denna post är hämtad från Handbok för småskalig kraftvärme (2020) (installation, lagar och skatter, upphandling, driftsättning med mera) och rapporten Småskalig kraftvärme -  planerbar, lokal och cirkulär (2020).

 


 

Kontaktpersoner


Göran  Gustavsson

Göran Gustavsson

Projektledare

Tel. 0709-21 60 54 ,

goran.gustavsson@energikontorsydost.se


  • Småskalig kraftvärme Life+

Mer inom samma tema

0 artiklar hittades

Se alla poster inom temat