Den lokala effektbristen och ett ökat fokus på nätkapacitet ställer krav på allehanda nya smarta lösningar för att klara klimatmålen. Nu riktar alltfler energiföretag blickarna mot småskalig kraftvärme, ett område där energiföretaget Ronneby Miljö och Teknik har blivit en föregångare. I snart sex år har företaget deltagit i demonstrationsprojektet ”Småskalig kraftvärme från biomassa” för att undersöka för- och nackdelar med två olika tekniker av småskalig kraftvärme.
– Vi vill ligga i utvecklingens framkant och ser flera fördelar med småskalig kraftvärme, bland annat producerar den el på den tiden av året då vi använder mest el, säger Henrik Bülow, arbetsledare vid Ronneby Miljö och Teknik.
Projektets huvudman Energikontor Sydost, som ägs av kommuner och regioner i sydöstra Sverige, började undersöka förutsättningar för småskalig kraftvärme i början av 2010-talet som en följd av det höga elpriset på den tiden. Sydostregionen tillhör elområde 4 där risken för effektbrist är som störst.
– Även om elpriset har sjunkit finns faktorer och utmaningar som gör att vi måste undersöka alla alternativ för att öka regionens elproduktion, som är låg i förhållande till behovet, förklarar Daniella Johansson, projektledare vid Energikontor Sydost och fortsätter:
– Småskalig kraftvärme har potential att täcka tre procent av regionens elbehov. Ensamt löser den inga stora problem, men i det lokala nätet har den stor betydelse. Den avlastar det befintliga elnätet och ser till att värmeverk kan drivas vidare vid strömavbrott och effektbrist.
Under förstudien identifierade Energikontor Sydost tre olika tekniker för småskalig kraftvärme: förgasningsteknik, turbin för våt ånga samt organisk rankinecykel, även kallad ORC. Organisationen sökte och fick stöd av EU-programmet Life+ för att starta demonstrationsprojektet 2014, och fann tre aktörer som var villiga att investera i varsin teknik med hjälp av EU-stöd.
Emåmejeriet i Hultsfred investerade i Sveriges första småskaliga förgasningsanläggning för el- och värmeproduktion medan Ronneby Miljö och Teknik installerade en miniturbin för våt ånga med tillhörande utrustning på sitt största värmeverk, Sörbyverket. Trots att verkets flispanna möjliggjorde ångproduktion har det varit en komplex process att få det gamla systemet att interagera med det nya.
– Vi har bland annat fått modifiera panncirkulation och ångdom, komplettera med matarvattensystem och uppgradera säkerhetsutrustning. Med ekonomiskt stöd inräknat ligger investeringen på närmare 15 miljoner kronor, säger Henrik Bülow.
– I vår första kalkyl var återbetalningstiden sex år, men nu vet vi ingen exakt tid eftersom den står still. Turbinen, som är på 500 kW, har rullat en fjärrvärmesäsong på full effekt och är fullt funktionsduglig. Den kan producera el ut på nätet, men just nu är elpriset för lågt för att köra turbinen. Ökar elpriset får vi ett annat läge.
Tanken var att en tredje aktör skulle testa ett ORC-system på sitt värmeverk, men företaget hoppade av vid projektstart. Energikontor Sydost sökte länge efter en ny aktör och till slut tog Ronneby Miljö och Teknik på sig att testa även denna teknik.
Värmeverket i Bräkne-Hoby
Värmeverket i Bräkne-Hoby har en flispanna på 5 MW, en pelletspanna på 1 MW för att täcka sommarlasten samt två oljepannor i reserv. Verket producerar cirka 165 MWh el per år.
Systemet på 50 kW, som är utvecklat av Againity, installerades på värmeverket i Bräkne-Hoby, en liten ort utanför Ronneby som tidigare var hemvist för flera sågverk. Värmeverket byggdes initialt för torkning av virke, och när Ronneby Miljö och Teknik köpte anläggningen 1999 investerade de i en ny flispanna och byggde ett fjärrvärmenät på orten.
Henrik Bülow berättar att ORC, i jämförelse med turbin för våt ånga, är mycket enklare att integrera i ett värmeverk.
– ORC levereras helt färdig och behöver bara anslutas till fjärrvärmesystemet. Vi köpte den minsta maskinen på 50 kW som inte kräver något större utrymme. Vid strömavbrott kan turbinen driva en pump och en av våra två oljepannor som vi har i reserv.
Där ORC-systemet står idag stod tidigare två pumpar som pumpade ut vatten till torkanläggningen på sågverksområdet, vilket innebar att det redan fanns framdragna röranslutningar. När varmvatten från flispannan leds in i ORC-systemet värmer den upp ett köldmedium som omvandlas till gasform och driver turbinen. Returen från fjärrvärmenätet används för att kyla ner mediet till vätskefas igen.
– Maskinen är ett kretslopp som fungerar som bäst ju kallare det är utomhus. Ju större temperaturspann du har mellan varm- och kallvattnet desto mer energi får du till att producera el. Vi är jättenöjda med Againity och ORC-systemet, säger Henrik Bülow.
Turbinen sköter sig själv, men Ronneby Miljö och Teknik har en daglig tillsyn med journalanteckningar över bland annat kall- och varmvattnets temperatur och flöde, och turbinens elproduktion. Sedan oktober 2017 har systemet producerat drygt 470 MWh, vilket innebär cirka 165 MWh per år. Tillgängligheten på turbinen har varit på omkring 99 procent.
Värmeverket påverkas inte negativt av ORC, mer än att det har gått åt lite mer bränsle i flispannan. Idag har ORC-anläggningen en verkningsgrad på cirka 99 procent.
– Energikontorets uträkningar visar att värmeverket inte påverkas negativt av ORC, mer än att det har gått åt lite mer bränsle i flispannan. Idag har ORC-anläggningen en verkningsgrad på över 99 procent.
Rent tekniskt går det ha en något större ORC-turbin i värmeverket, men det är inte lönsamt. Småskaliga kraftvärmeanläggningar som producerar mer än 50 kW el omfattas av statlig energiskatt, och för att ett större ORC-system ska vara lönsamt behöver storleken komma upp mot 150 och 200 kW. Med ett ORC-system på 50 kW, och dagens elpris och elproduktion räknar Daniella Johansson med en återbetalningstid på mellan åtta och tio år.
– Tiden kan minskas ytterligare om verket kör fler timmar, och har en panna med högre effekt och temperatur än verket i Bräkne-Hoby.
Småskalig kraftvärmeORC-turbinen och turbinen för våt ånga hos Ronneby Miljö och Teknik är de första småskaliga kraftvärmeinstallationerna inom EU.
Anläggningarna ingår i demonstrationsprojektet ”Småskalig kraftvärme från biomassa” som drivs av Energikontor Sydost. Projektet, som finansieras av EU-programmet Life+ och Energimyndigheten, startade 2014 och avslutas i december 2020.De totala kostnaderna beräknas vara cirka 15 miljoner kronor för turbinen med våt ånga och 1,8 miljoner kronor för ORC-turbinen.
Projektet har rönt stort intresse. Hittills har drygt 950 personer besökt någon eller flera av anläggningarna, bland annat de energiföretag som nu satsar på småskalig kraftvärme och ORC. Totalt finns cirka 15 stycken ORC-turbiner för småskalig kraftvärme i drift, och potentialen är stor. I Sverige finns det ungefär 500 fjärrvärmenät med möjlighet för elproduktion, men runt 400 stycken saknar i dagsläget elproduktion.
– Som samordnare är det vår uppgift att sprida det vi har lärt oss. Det är glädjande att flera av de energiföretag som har varit här och fått en bild av kostnader, fördelar och ingrepp i befintliga system har valt att satsa på ORC. Vi är glatt överraskade av det stora intresset och att tekniken har spridit sig så snabbt innan projektets slut, säger Daniella Johansson.
Stort intresse bland värmeverkenIntresset för ORC-system är stort bland landets värmeverk, enligt företaget Againity som levererat anläggningen i Bräkne-Hoby.
När Energikontor Sydost och Ronneby Miljö och Teknik valde att testa en organisk rankinecykel i sitt demonstrationsprojekt om småskalig kraftvärme blev ORC-turbinen den första anläggningen som Againity levererade till ett värmeverk.
– Projektet har varit väldigt viktigt för oss då många i energibranschen har besökt anläggningen, berättar Elin Ledskog, försäljningschef och delägare i Norrköpingsföretaget Againity.
Tekniken bakom företagets ORC-system, som finns från 50 kW till 2,5 MW, är utvecklat av David Frykerås och Joakim Wren i syfte att ta vara på industriell spillvärme för produktion av el. Inled-ningsvis låg företagets fokus på att sälja anläggningar i utvecklingsländer i Afrika och Sydamerika, men för några år sedan insåg Againity att det fanns en marknad på hemmaplan.– Vi hade gjort ett par mindre installationer i Sverige när vi blev kontaktade av Energikontor Sydost. Sedan dess har vi lagt stort fokus på svenska värmeverk, där cirka 400 anläggningar fortfarande saknar elproduktion.
Againity har främst levererat turbiner till värmeverk i södra Sverige, men under 2019 såldes en turbin till Vilhelminas värmeverk som installeras under våren.
– Då har vi något att visa upp i norra Sverige. Förra året levererade vi även vår första anläggning till ett norskt värmeverk och i Baltikum finns flera värmeverk som har visat intresse. Potentialen inom energisektorn är stor, säger Elin Ledskog.
Pierre Eklund
