A Jó Gyakorlatok kiválasztási kritériumai és leírása. Kerületi hűtés Bécsben a Wien Energie által

Átírás

1 A Jó Gyakorlatok kiválasztási kritériumai és leírása Kerületi hűtés Bécsben a Wien Energie által Projekt: Innospirit Enabling and Capitalising of Urban Technologies Munkacsomag: AP 3 Optimalizált technológia használata Szerző: DI Vincent Neumayer Dátum:

2 Tartalom 1 Példa: Kerületi hűtőrendszer Bécs Kiindulási helyzet és motiváció Célok Gazdasági koncepció és alapvető feltételek Távhűtés végrehajtásának tartalma Bécsben Helyzetkép Telepítés Megtakarítási potenciál Monitoring und forgalmazás Módszertan Várható eredmények Projekt csapat Értékelés: Távhűtés Bécsben Források: /12

3 1 Példa: Kerületi hűtőrendszer Bécs Egyes épületek és kerületek fűtése távfűtés használatával. TÉNYEK Rövid leírás Épületek és épületelemek ellátása hűtési kapacitással központilag vagy decentralizált kerületi hűtőrendszerrel. Kezelés, karbantartás, energia- és fogyasztási eszközök a működéshez, akár az elfogadott maximális teljesítményig a Wien Energie által. Távfűtés kapacitás felhasználása nyáron, új üzleti területek megnyitása a Wien Energie-vel, például környezetbarát alternatív tömörítő hűtőgépek. Pénzügyi mutatók Magas beruházási költségek alacsony hűtőközeg szállítási költségek A távfűtés termelése központi szervekkel sokkal hatékonyabb, mint decentralizált szervekkel. Kockázat elhárítás - Wien Energie beruházási- és működési kockázatot feltételez. Változó körülmények között is, mint például új hűtőközeg rendelet, a Wien Energie elfogad minden szükséges módosító intézkedést és nem az ügyfélnek kell. Villamos energia összeköttetés költségei, mely új építési projektből vagy kiterjesztésből származik relevánsan, a hagyományos fűtés felborulhat így ( , - / MW hűtőteljesítmény) Műszaki mutatók A decentralizált rendszerek lehetővé teszik a kevesebb kw teljesítményt, a központi rendszerek legfeljebb 20 MWh teljesítményig jók Ez alapján, a használaton kívüli MWh hidegmegmunkálással a kerületi hűtésben mintegy 100 kg CO2 kibocsátást eredményez, míg a hagyományos termelés (tömörítés) mintegy 340 kg CO2 kibocsátást jelent. (az Osztrák Energia Ügynökség jelenlegi kibocsátási tényezői alapján). Projekt megvalósítása Hűtési infrastruktúratervezés, építkezés az új városrészekben. Meglévő épületek ellátása szerződéses szállítással a Wien Energie által. Közintézmények érdeklődése és nagyobb vállalatok (összes) épülete. Végrehajtó partner Wien Energie, mint az egyetlen távfűtés, kerületi hűtési rendzser üzemeltetője Bécsben. Linz AG mint a második decentralizált hűtési rendszer üzemeltetője Ausztriában. Kapcsolat Wien Energie Burkhard Hölzl, burkhard.hoelzl@wienenergie.at, +43 / channelid/ /12

4 1.1 Kiindulási helyzet és motiváció A jövőben a globális felmelegedés eredményeképpen jelentősen növekedni fog a nappali hőmérséklet, különösen Kelet-Ausztriában, például Dél-kelet Stájerország és Burgenland területén. A hőmérséklet-növekedés re következik be, hűtést igénylő nap lesz, bázisidőszaknak tekintve. Ez azt jelenti, hogy nem csak nagyobb lesz a hűtési igény, hanem nagyobb erőt is kell alkalmazni, körülbelül 3 MW-t. Bécsben az erőmű kapacitását 2050-ig 400 MW-vel növelni, ezt egyedül a légkondicionálásra számolták ki. (Hinterndorfer et al, 2013, S. 5) Ez az előrejelzés a biztosítandó hűtési kapacitásra Bécsben, strukturális intézkedésekkel csökkenteni kell ezt, másrészt a hulladék hőtermelést és a távfűtést is, így a nyári hónapokban bőségesen hozzáférhető lesz, továbbá a távfűtéses hálózat bővítésének egy részénél is alkalmazni kell ezt Bécsben. Utolsó lépésként majd a hagyományos kompressziós hűtőgépek használhatóak. Bécs alternatívaként a kompressziós hűtőgépek használatát látja jónak, a távfűtés lehet a jövő technológiája. Áram használata helyett abszorpciós hűtők hőjét is lehet használni hideg előállítására, csővezetékeket hasonlóan a távfűtés szállításához a kerületekbe. A hő az energiatermelő erőművek, a biomassza energiatermelő erőművek és a hulladékégetők összekapcsolásából származik Bécsben (Hő bevitel mintegy 140 C) (lásd 1. ábra). 1.2 Célok decentralizált tömörítési hűtőberendezések cseréje decentralizált és főként központi abszorpciós hűtőkkel hulladékból és távfűtésből nyert hő használata alacsony fűtési időszakban hűtési célból energiafogyasztás csökkentése hűtés miatt CO2 kibocsátás csökkentése, ennek eredményeképpen energiafogyasztás csökkentése hűtési célból kerületi hűtési hálózat és decentralizált kerületi hűtés kiépítése új üzleti lehetőségek a városkörnyéki vállalkozásoknak sok kis hűtő cseréje az ügyfelek telephelyein, az épületek és a városrészek összekapcsolása Bécs kerületi hűtési hálózatával 1.3 Gazdasági koncepció és alapvető feltételek A Wien Energie eljárása a telepítésre való felkészülésre egy központi kerületi hűtőrendszer estében nagymértékben függ a nagy ügyfelek kínálatától. Egy központi rendszer nagy beruházást igényel a Wien Energie részéről. Beruházást feltételez a hűtőrendszerbe, a megállapodástól, az üzem működésétől és a hűtés ellátásától függően. Az ügyfél fizeti a szolgáltatás díját. Ez az ügyfél gazdasági kockázatának minimalizálását teremti meg (többnyire lakástulajdonosok). Egy nagy ügyfél, aki érdeklődést mutat a kerületi hűtés elfogadására, generálja az alapvetően nyújtandó, központi kerületi hűtési rendszer áramkimaradását. Ezt követően méretezve lesz a helyi helyzethez és egyéb kapcsolati partnerhálózathoz, az üzem nagysága alapján. Jelenleg a maximális csatlakoztatható terhelés Bécsben 20 MH (egy üzemből generálva). A legfontosabb feltétele egy kerületi hűtési rendszer telepítésének: hely biztosítása a gépeknek és száraz hűtőknek, vagy az épületben vagy egy megfelelő helyen távhő kapcsolattal, karnyújtásnyira a távfűtés központjától. 4/12

5 Olcsó visszahűtő létesítmények (Duna csatorna, Duna), Erőforrások a szabad hűtésre, hűtőtornyok felállításának lehetősége. Olcsó energiaforrások (hulladék hője) felszívódása (azaz a hőforrásnak jelen kell lennie ahhoz, hogy használja ezt az energia bevitelt) Általában kisebb a fajlagos beruházási költsége a hűtőknek, magas kihasználtsággal (teljes terheléskor) A szükséges távfűtés olyan terület nagy sűrűségű hideggel, egy olyan terület, ahol az ügyfelek közel vannak egymáshoz (kevesebb csővezeték építés) Viszonylagosan nagy léptékben felderíthető legyen, vagy elérhetővé lehessen tenni. Ellátás biztonsága speciális vevőknek (pl. adatközpont, labor, kórház) = veszteségek megtérítése Figyelembe véve ezeket a tényezőket a decentralizált kerületi hűtőállomás rendszernek nagy előnyei vannak. Meglepőek a költségek, a viszonylag nagy beruházási kerületi hűtővezetékekre viszonylag alacsonyak a beruházási költségek, ez szimbolikusan az 1. táblázatban látható. Táblázat 1 : Beruházási költségek különböző hűtési rendszereknél (Pohl, Preisler et.al., 2010) A következő gazdasági mutatók biztosítják a Wien Energie hozzáférhetőségét: Teljesítmény ár: ,- per MW Munkadíj: 53,66 per MWh Teljes ár 1000 teljes terhelési órában: 139,5 / MWh Teljes ár a fogyasztó által, 125 és 185 /MWh között Bemeneti oldalon viszonylag magas a villamos energia ára, alacsony energia költségek távfűtéses formában elérhetőek nyáron, a fentiek szerint megfelelő mennyiségben rendelkezésre állnak. (lásd: 2. táblázat) 5/12

6 Táblázat 2: Energia árak (Pohl, Preisler et.al., 2010) 1.4 Távhűtés végrehajtásának tartalma Bécsben A meglévő hulladék hő erőművek, a hőt előállító üzemek és a geotermikus erőművek használata, az energia erőforrás, a kerületi hűtési rendszer létesítmény a magas beruházási költségek ellenére is vonzóvá teszi a városi kerületet. A távfűtés Bécsben egy olyan hálózathoz tartozik, amely több mint 1000 km, a legnagyobb távfűtési vállalat Európában. Több mint 1200 alkalmazottal látják el a feladatokat, az összes bécsi háztartás mintegy harmadát, és a nagy cégek fűtését és meleg víz ellátását biztosítják Helyzetkép A hulladékból nyert energia használatának nagy hagyománya van Bécsben óta van működésben a Spittelau üzemaz üzem biztosította kezdetben a kórháznak a meleget. Ma a Spittelau a második legnagyobb távfűtési hálózat gyártó Bécs városában. Eddig probléma volt, hogy nyáron a nagy mennyiségű hulladék hő a termikus hulladékkezelésből kihasználatlan maradt, de ugyanakkor több objektumot elláttak hagyományos hűtőkkel Telepítés Spittelauban egy elhagyatott metró alagútban (könnyű vasúti alagút) a kerületi hűtési központ első szakaszát építették ki 17 MW hűtési kapacitással. Két abszorpcióhűtő, 5 MW kapacitással és kompressziós hűtőberendezés 7 MW kapacitással épült meg. Bár az abszorpciós hűtők nagyobb hatékonyságot érnek el, ez azonban megköveteli a hagyományosan működtetett kompressziós hűtőberendezést is rövid időn belül, a villamos energia, mint energiaforrás, kimaradások, csúcsigény és hiány kompenzálására. A központ Spittelauban ellátja a mintegy 2 kilométerre lévő Bécs város kórházát, (AKH Wien) (téli és nyári) az ingatlan projekt Skyline Döblinger övezetben. Ezen felül a második fordulóban két kilométer hosszú kerületi hűtővezeték lenne irányba lefektetve az Agrártudományi Egyetem körül az Ö3 építésénél és ezen a területen más projektek is lehetségesen a kerületi hűtéssel. A távhűtés termelés különlegessége Spittelauban: a meghajtó energiát a hűtőberendezésekhez a meglévő erőforrásokból használják, amely egyúttal a káros üvegházhatású gázokat és a levegőszennyezést is csökkentik. A hűtés előállításához szükséges hő, valamint annak áramlása közvetlenül a szomszédos Spittellau hulladékkezelő üzemből jön és a szemét hőkezelése során nyerik ki. Ezen kívül a dunai vízhűtéses hűtőberendezések a meglévő hulladékkezelő üzem hűtőberendezéseivel fejezik be a hűtést a Duna csatornán. (lásd 1. ábra) 6/12

7 Ábra 1: Hőmérséklet folyamatábra a hűtési központban Spittellauban Megtakarítási potenciál Az aktuális kerületi hűtésnél két hatás van egyrészt a hulladék hő használata az abszorpciós hűtőkben, nagyrészt pedig magasabb hatásfok a nagy hűtőberendezéseknél, sok kis mélyhűtő berendezés legyen helyben. A saját hűtéstechnikák a modern kompressziós hűtőberendezésekben a helyszínen tízszer annyi fosszilis üzemanyagot fogyasztanak és ilyen értelemben az üvegházhatást okozó gázokat bocsátanak ki, mint a Spittellau hűtési center esetében. (az eredeti energiaforrásoktól függően, a jelenleg működtetett KKM). A kerületi hűtési berendezések, amelyek közvetlenül nem tartoznak Spittelauhoz és általában kisebb méretezésűek, az eredményeik még mindig több mint 50 %-osak. (lásd 2. ábra). További hatás csökkenteni az üvegházhatású gázokat a hűtőközeg víz és az abszorpciós folyadék lítium-bromid használatával az abszorpciós hűtőkben, a fluor-szén-hidrogén vegyület alapú hűtőközeg helyett a kompresszoroknál. (Hinterndorfer et al. 2010, 34 o.) 7/12

8 2. ábra: A primer energia felhasználás és a CO2 kibocsátás összehasonlítása a hűtőberendezés típusától függően (Wien Energie, 2013) Ahogy egyre több a helyi jó gyakorlatok alkalmazása, kiszolgálják az új körzeti hűtési központot Schottenringben, az első bécsi kerületben. Ennek a lehetőségnek a mérete hasonló jellegű, mint Spittelauban. A teljes kapacitás mintegy 15 MW, ami lehűti a körgyűrűi építési és a közelben levő épületeket, a kilencedik bécsi kerületben. A végső fázisban kellene egy mintegy 2,4 km útvonal hálózat, ami mintegy helyi munkahelyet hűt, és így egyetlen tömörítési hűtőgépet kellene cserélni. A Wien Energie számításai szerint mintegy 50 %-kal kevesebb primer energiafogyasztás lenne decentralizált hűtési megoldásokkal. A lehűtés a Duna-csatorna vizén is zajlana. A helytakarékos telepítési hely az egyik ok. A másik ok egy integráló rendszer egy új építésű garázsban, az alkalmazott létesítmény tervezésétől függően. Vannak most még további hűtési központok- vagy berendezések a Wien Energie-től a kórházban, a Rudolf Alapítványnál vagy TownTown irodaépületben a harmadik bécsi kerületben, a Modecenter utcában az MGC nagy bevásárló központban és a Renngasséban az első kerületben. Erre az évre további projekteket terveznek, például a bécsi központi pályaudvarnál. Összehasonlítva a létesítményeket Spittelauban és Schottenringben, vannak hagyományos háztetőre szerelt hűtőtornyok, rendelkezésre állnak hulladékból származó hőt használó hűtők és melegvízből származóak is. Jelenleg Bécsben 57 megawattos a kerületi hűtési üzem, 2020-ig a tágulást csaknem négyszeresére tervezik 200 megawattal. A különböző beruházásokról szóló rendelkezések ellenére is. A következő (3. ábra) grafikon mutatja a távhűtési központ használatát egy rendszer diagramban Schottenringben. 8/12

9 Ab b. 3: Di e Fe rn käl te ze ntr al e Sc ho tte nri ng in Wi en. (W ie n En er gie, ) 9/12

10 1.4.4 Monitoring und forgalmazás Módszertan 1.5 Várható eredmények 1.6 Projekt csapat Wien Energie Hűtőberendezések Burkhard Hölzl Csapatvezető Hűtéstechnika Spittelauer Lände Bécs (Tel.: +43 (0) Fax: +43 (0) /12

11 2 Értékelés: Távhűtés Bécsben Projektlehetőségek tömege: A centralizált és decentralizált abszorpciós hűtők használata korlátozott. Korlátozzák a jelentésben a meghatározott tényezőket, az ügyfelek méretével kapcsolatban, az energia bevitelre vonatkozóan. Ha nincs rendelkezésre álló (hulladék) hőforrás, akkor a lefektetett kerületi hűtési rendszer nem nyereséges. Korlátozott projekt lehetőségek a kritikus tömeg létrehozására, végrehajtás előtt lehetséges. Értékelés: 3 Technológiaválasztás: A technika az abszorpciós hűtők létesítéséhez jelenleg rendelkezésre áll, és nem igényel aránytalan továbbfejlesztést. A rendelkezésre álló technológia használata egy új környezetben újdonságnak számít. Értékelés: 1 Exportlehetőség: A bécsi kerületi hűtési hálózat egyediség Ausztriában, a technika egy jó exportlehetőség lehet, melyhez igazodni kell. Ezt különböző hazai- és külföldi vizsgálatok támasztják alá a Wien Energienél. Értékelés: 1 Végrehajtási szakasz: Projekteken keresztül különböző környezetben, részletesen tesztelni a hűtőfolyadék különböző kombinációinak alkalmazását, technikát, helyi viszonyokat, gazdasági feltételeket és az ügyfelek igényeit, figyelembe venni a jelenlegi távhűtés bővítését és végrehajtani a különböző beállításokat. Értékelés: 1 Erőforrások (finanszírozási lehetőség stb.): Kerületi hűtési rendszerek elvileg nem támogathatóak. A távfűtési csövek és erőművek, épületek létesítését promócióival kapcsoltban lehet támogatni, a kerületi hűtőrendszer építésére lehívhatóak. Értékelés: 4 Haszon/Költséghatékonyság: A Wien Energie befektetési modellje más vállalkozásoknál is alkalmazható, azaz a működés egyetlen beruházónak és ügyfélnek is garantált vevőt jelent egy előre meghatározott ideig, ez nem csak gazdasági előny (makrogazdasági), hanem az ökológiai tolerancia is javul a bevált alternatív hűtési berendezésekkel. Egy kerületi hűtőrendszer működtetése megköveteli a magánszektor (ipari üzemek, nagy irodák stb.) jól funkcionáló együttműködését a létesítmények fejlesztésével kapcsolatban, a modell hűtési használatára évekre le kell szerződni. Értékelés: 2 11/12

12 Források: Hinterndorfer, Laaber, Sattler (2010): Energieeffiziente Kühlung. Verfügbar unter [ ] Eigenverlag MA 27 der Stadt Wien. Wien, Österreich. Magistratsdirektion Klimaschutzkoordination (Hrsg.) (2013). Fernkälte in Wien. Eigenpublikation. Wien, Österreich. Pol, O.; Preisler, A.; et al. (2010): City Cooling Intelligente Fernkälteversorgung in Wien. Aus: Berichte aus Energie- und Umweltforschung 38/2010. Ein Projektbericht im Rahmen der Programmlinie Energiesysteme der Zukunft, Impulsprogramm Nachhaltig Wirtschaften, Im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie, Wien, Österreich. INNOSPIRIT_LP_Good_Practice_Fernkaelte_ /12