Analyse av tekniske og økonomiske forhold ved kraft-varmeproduksjon og fjernvarmeanlegg ved økte energipriser og CO2-avgifter

Abstract

I 1983 nedsatte FN en kommisjon, den såkalte Brundtlandkommisjonen, som blant annet hadde som formål å kartlegge forholdet mellom fattigdom, miljø og utvikling. Etter fire års arbeid la kommisjonen fram sin rapport, Vår Felles Framtid , der hovedkonklusjonen var at dagens utvikling tærer for mye på dagens naturressurser og truer opprettholdelsen av naturens livsbærende systemer. Dette skulle vise seg å danne grunnlag for et senere mye omdiskutert begrep, bærekraftig utvikling; en utvikling som imøtekommer dagens behov uten å forringe muligheten for senere generasjoner å imøtekomme deres behov. Vår felles framtid la dermed grunnlaget for et stadig økende påtrykk for større fokus på klimaproblematikk og effektiv utnyttelse av verdens energiressurser. Ca 40 prosent av energibruken i Norge og resten av Europa kan knyttes opp mot energibruk i bygninger. I 2002 fremmet EU-parlamentet et direktiv, on the Energy Preformence of Buildings, som har til hensikt å gi økt energiytelse i bygninger. Dette innebefatter blant annet redusert energibehov og utslipp av CO2 relatert til bygningssektoren, og skal belyses gjennom en energimerkeordning, der bygninger får karakterer ut i fra bygningers energibehov og energiforsyning. I 2009 fulgte EU-parlamentet opp med et forslag til nytt bygningsdirektiv der det stilles krav til at byggets primærenergiforbruk og CO2-utslipp skal inkluderes i energimerkingen. Dette er et klart signal om at det rettes stort fokus mot energibruk og energieffektivisering tilknyttet bygningssektoren.CHP-anlegg er samproduksjon av kraft og varme i en prosess. Dette betyr at brenselet som benyttes for å drive prosessen, utnyttes i mye større grad i forhold til vanlig kraftproduksjon. I gode CHP-anlegg kan man oppnå virkningsgrader på over 90 prosent. Dette krever imidlertid en drift som gjør at de tekniske egenskapene i anlegget ivaretas på en tilfredsstillende måte. På grunn av stor variasjon i etterspørsel etter varme, stilles det store krav til planlegging av driften og sammensetningen av enheter i et CHP-anlegg. Å drifte et anlegg på en kapasitet som overskrider etterspurt varmebehov, vil medføre større tap fordi anleggets totale virkningsgrad måles ut fra produsert elektrisitet, og nyttiggjort varme. Dette fremskaffer stor motivasjon for å drifte et anlegg på en måte som gir minimale tap i forhold til energietterspørselen. En bedre sammensetning og drift av et CHP-anlegg i en energisentral, vil også kunne gjøre teknologien mer konkurransedyktig i forhold til andre energiforsyningsalternativ, både hva gjelder økonomisk lønnsomhet og miljøvennlighet.Gjennom denne masteroppgaven er det rettet stor fokus mot å tilstrebe en best mulig sammensetning og drift av et CHP-anlegg i forhold til en gitt energietterspørsel. Dette vil bidra til en drastisk økning i det økonomiske og miljømessige konkurransefortrinnet til CHP i kombinasjon med fjernvarme i forhold til andre energiforsyningsalternativ. Ved å benytte velkjente økonomiske metoder og standardiserte metoder for fremskaffing av primærenergiforbruk og CO2-utslipp, er det gjennom denne masteoppgaven funnet ut at CHP i kombinasjon med fjernvarme vil være et energiforsyningsalternativ som absolutt bør tas i betraktning for at det totale energiforsyningssystemet skal imøtekomme Brundtlandkommisjonen og vår felles framtid sin konklusjon om å ivareta våre naturressurser og opprettholdelsen av naturens livsbærende systemer på en bærekraftig måte.