Implementering og økonomisk analyse av bærekraftige energitiltak i fiskeforedlingsanlegg

Abstract

I en tid der både bærekraft og økt fokus på klimagassutslipp står i sentrum, er også laksenæringen nødt til å se på hva som kan gjøres for å senke både energiforbruket og klimafotavtrykket. Med økte strømpriser følger det også et behov for å effektivisere energisystemene i laksenæringen.

Med et utgangspunkt i et referanseanlegg tilhørende Austevoll Seafood ASA, er det sett nærmere på om fiskeforedlingsanlegget enten kan energieffektiviseres eller stå for egen energiproduksjon, for å senke energibehovet og avlaste lokalt kraftnett. Det er blant annet sett på om systemene som står for kjøling av fisk kan energieffektiviseres eller -gjenvinnes for å øke virkningsgraden til systemet, og om lokal energiproduksjon kan stå for enten elektrisitet eller brukes til oppvarming av tappevann. Lagt til grunn for oppgaven er systemtegninger, planskisser og enlinjeskjema som fremlagt av systemleverandøren MMC First Process. Det er blitt sett på om spillvarme aktivt kan brukes inn mot kjølesystemene, eller om det er andre bruksområder for spillvarme i nærliggende systemer.

Med hensyn på energieffektiv utnyttelse av spillvarme i laksefabrikkens systemprosesser, er det få til ingen bruksområder for spillvarme i gitt mengde og temperatur. Den eneste teknologien som vil være nyttbar, er absorpsjonskjølere. I laksefabrikkens tilfelle, er det både for lav temperatur og for liten varmemengde til at denne vil kunne drive en absorpsjonskjøler, for å fjerne varme i ønsket område, og derav generert en kjøleeffekt. Spillvarmen er derfor i gitt tilfelle vanskelig å utnytte til fordel for effektivitet.

De resulterende beregningene viser at solkraft med god margin vil la seg gjøre. Til grunn legges energiberegninger som viser at solceller og solfangere kan produsere en større andel av fabrikkens energibehov, dersom taket på den nye fabrikkdelen benyttes til solkraftprosuksjon. Dette takarealet kan med solceller produsere elektrisk energi, som kan gå rett inn på laksefabrikkens energiforbruk, og senke energibehovet og dens belastning på lokalt kraftnett. Solfangere på sin side, vil kunne bidra med termisk energi til oppvarming av tappevann til nedvask. Beregningene viser at solfangere vil kunne bidra med en betydelig andel av energibehovet tilknyttet oppvarming av tappevann til bruk i nedvask av fabrikken. I mengde energi vil solfangere produsere over to og en halv ganger så mye energi per areal i løpet av et år enn solceller. Dette til tross for at solfangere i disse beregningene kun produserer varmtvann ved de 250 produksjonsdagene til fiskeforedlingsanlegget.

Økonomisk sett er kostnadene knyttet til investering av et solfangeranlegg over det dobbelte i forhold til tilsvarende areal solcellepanel. Likevel vil solfangere ha kortere tilbakebetalingstid enn solceller, på grunn av solfangernes høyere virkningsgrad og energiproduksjon. Samtidig vil også solfangerne ha en høyere årlig avkastning på grunn av den høyere energiproduksjonen. I motsetning produserer solfangeranlegget varmtvann, noe som i laksefabrikkens tilfelle har et bruksområde, men som er vanskeligere å utnytte effektivt. Solcellenes elektriske energiproduksjon har høyere nytteverdi, siden denne strømmen enten kan brukes direkte, lagres uten større tap, samt selges videre på strømnettet.

Sett fra et bærekraftig standpunkt, er solcellene overlegne sammenlignet med solfangerne. Dette som følger av at solcellene gjennom et livsløp står for halvannet ganger mindre klimagassutslipp kontra solfangere. Dette gjør at solcellene har en klart lavere tilbakebetalingstid på miljøpåvirkning, der de innen få år har produsert nok fornybar kraft til å tjene tilbake utslippene det krevde for å bygge anlegget.

In a time where both sustainability and greenhouse gas emissions are in focus, the salmon industry is also required to look at what can be done to reduce both energy consumption and carbon footprint. With rising electricity prices, there are also need to improve energy efficiency in the salmon industry.

Based on a factory owned by Austevoll Seafood ASA, this study investigates whether the fish processing plant can be either energy-efficient or self-sufficient in energy production to reduce its overall energy consumption. Specifically, it examines whether the systems responsible for fish cooling can be energy-efficient or energy-recovered to enhance the system's efficiency. It also investigates the possibility of local energy production for either electricity generation or water heating.

The study relies on system drawings, information, and single-line diagrams provided by the system supplier MMC First Process. It explores whether waste heat can be actively utilized in the cooling systems, or if there are other need for waste heat in nearby systems or areas.

Regarding the energy-efficient utilization of waste heat in the salmon factory's system processes, there are few to no applications for the given amount and temperature of waste heat. The only technology that would be useful in this context is absorption chillers. However, in the case of the salmon factory, the temperature is too low, and the amount of heat is insufficient to drive an absorption chiller effectively and generate a cooling effect in the desired area. Consequently, the waste heat is challenging to utilize efficiently in this particular case.

The results show that solar power is feasible with a significant margin. Energy calculations indicate that solar panels and solar collectors can produce a larger portion of the factory's energy requirements, if the roof of the new section of the factory is used for solar power generation. This roof area, equipped with solar panels, can generate electrical energy directly used by the salmon factory, thereby reducing its energy demand and relieve some of the strain on the local power grid. On the other hand, solar collectors can provide thermal energy for heating the water used in cleaning processes. The calculations indicate that solar collectors can contribute a significant proportion of the energy needed for water heating during factory cleaning. In terms of energy quantity, solar collectors produce over two and a half times more energy per unit area throughout the year, compared to solar panels. This even though the calculations account for solar collectors producing hot water only during the 250 production days thorugot the year.

From an economic perspective, the investment costs associated with a solar collector system are more than double that of an equivalent area of solar panels. However, solar panels have a longer payback period than solar collectors due to the higher efficiency and energy production of the collectors. At the same time, solar collectors have a higher annual return on investment than solar panels due to their higher energy production. In contrast, the solar collector system produces hot water, which has a specific use in the salmon factory but is more challenging to utilize efficiently. The electrical energy production of solar panels has higher utility value, since this electricity can be used directly, stored with minimal losses, or sold back to the grid.

From a sustainability standpoint, solar panels outperform solar collectors. Over a lifecycle, solar panels account for one and a half times less emissions compared to solar collectors. This results in significantly shorter payback time for environmental impact.