Fernwärme DIE KOMFORT-ENERGIE Fernwärme aus der KVS Giubiasco Turbinenabwärmenutzung für die Fernwärme mit Injektortechnik Joachim Ködel Bereichsleiter Energieanlagen / Leitungsbau Gruneko Schweiz AG
Turbinenabwärmenutzung für die Fernwärme mit Injektortechnik Die Orgel und der Dampf 2
Turbinenabwärmenutzung für die Fernwärme mit Injektortechnik Inhalt Projekt Fernwärme Region Bellinzona Fernwärme für Gewächshäuser Wärmeauskopplung mit Injektortechnik Bedeutung Nutzung Turbinenabdampf Ergebnisse und Ausblick 3
SUPSI Studie 2007 2008 Teleriscaldamento del Bellinzonese Fernwärme Region Bellinzona Bellinzona Studie SUPSI (Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana) in Zusammenarbeit mit Gruneko Schweiz AG Fernwärme aus KVA Giubiasco KVA Giubiasco Potenzial 60 000 MWh/a 4
KVA Giubiasco Betreiber ACR (Azienda Cantonale dei Rifiuti) KVA Giubiasco In Betrieb seit 2009 (noch ohne Fernwärme) 5
Projekt Fernwärme Fernwärme Region Bellinzona Projekt 3 Netze 21 km Nord 105 C (Bellinzona) Süd 105 C (San Antonino) Süd 65 C (Gewächshäuser) Erschliessung bis 2017 durch TERIS SA: Leistung HT 24 MW Leistung NT 5 MW Wärme 52 000 MWh/a 6
Fernwärme Region Bellinzona Besonderheiten Der Kanton unterstützt das Vorhaben Fernwärme Die Perimeter Fernwärme (TERIS) und Erdgas (METANORD) überschneiden sich Coexistenz Erdgas und Fernwärme, teilweise koordiniert, teilweise in Konkurrenz und Ausbau bis 2017 auf 29 MW und 52 000 MWh/a Die Dampfentnahme aus der KVA Giubiasco ist auf 8 MW begrenzt 7 ha Gewächshäuser benötigen Wärme mit 65 C 7
Gewächshausbeheizung Möglichkeiten der Beheizung von Gewächshäusern Bodenheizung Vorlauf 40 C Rücklauf 30 C Luftheizung Vorlauf 60 C Rücklauf 45 C
Gewächshausbeheizung Beispiele Schweiz KEZO Hinwil direkte Nutzung des Abdampfes der Turbine Hinwil: 3,9 ha Gewächshäuser Heizkondensator für Fernwärme 45/35 Quelle: Fahrer AG
Fernwärme Region Bellinzona Gewächshäuser in der Magadino Ebene 7 ha für Gemüse - Kräuter - Tomaten - Salat Wärmebedarf: 1,3-1,5 MW/ha Bisher: Erdgas / LPG / HEL Neu: Fernwärme 65/45 C 10
Fernwärme mit Vorlauf 65 C für Gewächshäuser Voraussetzungen Wärme für Gewächshäuser muss günstig angeboten werden Dampfentnahme der KVA Giubiasco ist begrenzt auf 8 MW Ziel Wärmeerzeugung geringer Dampfbedarf, wenig Stromverlust der Turbine niedrige Wärmegestehungskosten 11
Fernwärme aus Turbinenprozess 40 bar G 0,12 bar LUKO 40 bar 3 bar 0,12 bar 3 bar Stromverlust 270 kwh/mwh Stromverlust 130 kwh/mwh Stromverlust 0 kwh/mwh Fernwärme 12
Nutzung Turbinenabwärme 40 bar Erhöhung des Dampfdruckes mittels Injektor zur Nutzung des Abdampfes für Fernwärme G 3 bar 0,12 bar LUKO Fernwärme HT Injektor Fernwärme NT 13
Fernwärme aus Turbinenprozess Funktionsweise und Aufbau Injektor Saugdampf 0,12 bar Nutzdampf 0,18... 0,32 bar Treibdampf 3 bar Nadelventil für Treibdampf Venturidüse Nutzdampf 0,18... 0,32 bar bar Treibdampf 3 bar Saugdampf 0,12 bar Quelle: GEA Wiegand GmbH 14
Nutzung Turbinenabwärme Temperaturerhöhung FW-Wasser über 3-stufige Kaskade Turbine, Generator G Injektoren zur Dampfdruckerhöhung 0,12 bar 0,32 bar Kondensatoren Fernwärme Vorlauf 65 C 3 bar 0,25 bar 59 C 0,18 bar 52 C Fernwärme Rücklauf 45 C 15
Nutzung Turbinenabwärme Injektoren und Heizkondensatoren während Montage 16
Nutzung Turbinenabwärme Injektoren und Heizkondensatoren während Montage 17
Nutzung Turbinenabwärme Entnahme Abdampf aus der LUKO-Leitung DN 800 120 mbar 18
Nutzung Turbinenabwärme Strahlpumpe (Injektor) mit Düsennadelregelung Quelle GEA Wiegand GmbH 19
Fernwärme Region Bellinzona Netz Süd KVA 20
Fernwärme Region Bellinzona Jahresdauerlinie Gesamtnetz TERIS 2018 Nutzung KVA von Abdampf im Endausbau 9000 MWh/a führt zu: 1700 MWh/a zusätzlicher Stromproduktion 21
Fernwärme Region Bellinzona Ergebnisse Abdampfnutzung über Injektortechnik Das Niedertemperaturnetz wird zu ca. 50% mit Abdampf KVA versorgt Das Hochtemperaturnetz wird mit Abdampf vorgewärmt, 15% der produzierten Wärme stammt aus Abdampf (Endausbau) Die hier angewandte Injektortechnik entspricht einer Wärmepumpe mit einem COP von 6, aber deutlich niedrigeren Investitionen Nutzung des Abdampfes führt zu geringeren Wärmekosten Stromverlust Turbine NT-Wärme 65 kwh/mwh anstatt 130 kwh/mwh, dadurch 1700 MWh/a höhere Stromproduktion möglich Niedrige Rücklauftemperatur ist sehr wichtig 22
Fernwärme Region Bellinzona Gewächshäuser am Hochtemperaturnetz: KVA Nutzung des Netzrücklaufes, zweistufige Wärmeübergabe Niedertemp.-WT Hochtemp.-WT Übergabestation zweistufig Quelle: Hoval 23
Fernwärme Region Bellinzona Kosten (Endausbau) Investitionen Netz und Übergabe 40 Mio. CHF Investitionen Zentrale 6 Mio. CHF Wärmepreis (NT, HT) 10 Rp./kWh KVA Ökologischer Nutzen Vermeidung von 12 000 to/a CO2-Emissionen 24
Fernwärme Region Bellinzona Ausblick Technologie Abdampfnutzung KVA Potenzial Schweiz, bei bestehenden KVAs und Dampf-WKK- Anlagen: Stromerzeugung + 30 000 MWhel/a Effizienzverbesserung: KEV-Kriterien 25
Wie heisst das? KVA Il suono celeste del organo a vapore del Ticino Tessiner Dampforgel 26