Resurseffektivare energi- och växthusföretag genom industriell symbios

Sammanfattning: Syftet med examensarbetet är att utreda vilken potential det finns för en samverkan mellan Tekniska Verken och växthus. Målet är att genom industriell symbios skapa en resurseffektiv systemlösning där Tekniska Verkens produktionsanläggningars miljöprestanda förbättras samtidigt som växthusets klimatpåverkan minskas. Tekniska Verken har överskottsvärme i sina produktionsanläggningar. Under 2007 hade Gärstad- och Kraftvärmeverket 54 GWh överskottsvärme. Största delen av överskottsvärmen fanns på sommaren, då värmebehovet i fjärrvärmesystemet var som lägst. Effekten som kyldes bort under sommaren uppgick till 25 MW. Om ett par år kommer Svensk Biogas anläggning i Linköping ha överskottsvärme på 26 GWh per år. Effekten kommer då vara 4 MW på vintern och 2 MW på sommaren. Koldioxidmängden från biogasanläggningen uppgår till 16 000 ton per år vilket ger ett flöde på 1,8 ton i timmen. Biogasanläggningen i Linköping producerar 45 000 ton biogödsel per år. Grönsaker som tomat, gurka, örter och sallat odlas i växthus och trivs bäst vid temperaturer på 15-26 ˚C. Under dagen bör temperaturen vara något högre än nattetid. För att öka tillväxten hos plantorna kan koldioxid tillföras. Vid stark ljusinstrålning och varmt klimat kan koldioxidhalten höjas från 375 ppm till 1 200 ppm. Värmeenergibehovet för en tomatodling ligger mellan 350 till 550 kWh per kvadratmeter och år. Maxeffekten för uppvärmningssystemet varierar mellan 200 och 300 W per kvadratmeter beroende på växthusets placering och isoleringsmaterial. Koldioxidtillförseln är 7-20 gram per kvadratmeter växthus. Överskottsvärmen från Tekniska Verkens produktionsanläggningar räcker till att försörja ett traditionellt växthus på 2 hektar. Växthuset har lägst värmebehov på sommaren vilket gör att endast en liten del av värmen från Gärstad- och Kraftvärmeverket kan tas tillvara. Mängden överskottsvärme från biogasanläggningen är som störst under vintern och något lägre under sommaren, vilket gör den väl lämpad för en matchning med växthus. Mängden koldioxid räcker för att tillgodose en växthusareal på 9 hektar. Eventuellt kan det bli möjligt att använda biogödsel som växtnäring i växthus. Dock bör vidare studier utföras innan detta kan fastställas. Tekniska Verken utreder hur ett samarbete med företaget Plantagon skulle kunna se ut. Plantagon har tillsammans med Sweco tagit fram ett innovativt odlingskoncept där växter odlas på höjden i ett sfärformat växthus. För att verifiera Swecos uppgifter om energi- och effektbehov samt få en uppfattning om vilka parametrar som påverkar växthusklimatet har beräkningar utförts. De faktorer som tagits hänsyn till i beräkningarna är värmeledning, konvektion, solstrålning, ventilation, avfuktning och vattenanvändning. För att se hur effektbehovet varierar över året har beräkningarna upprepats för varje månad. Överskottsvärmen från Tekniska Verken räcker gott och väl för att täcka Plantagons växthus värmebehov. För att uppskatta hur mycket Tekniska Verkens resurser skulle kunna reducera en växthusodlings klimatpåverkan har sex olika scenarier ställts upp. Med hjälp av en befintlig livscykelanalys för svensk tomatodling har koldioxidekvivalenterna per kilogram producerade tomater för de olika scenarierna beräknats och jämförts. Två av scenarierna är kopplade till Tekniska Verken. Det ena scenariot är en traditionell växthusodling och den andra är Plantagons växthus. En traditionell växthusodling som förses med Tekniska Verkens resurser samt producerar närproducerade grönsaker visade sig få en väsentligt mycket lägre klimatpåverkan än en genomsnittlig växthusodling. Produktion av 78 kilogram tomater i det växthuset motsvarar samma klimatpåverkan som 1 kilogram tomater från en genomsnittlig svensk växthusodling.  Plantagons växthus kan på samma sätt producera 7 kilogram tomater för samma klimatpåverkan som 1 kilogram tomater från en genomsnittlig växthusodling. Genom att använda överskottsvärme, koldioxid och biogödsel från Tekniska Verken till att driva växthus kan en systemlösning med låg miljöpåverkan skapas. Resurser som tidigare inte utnyttjats kan få ett användningsområde, vilket ökar miljöprestandan för produktionsanläggningarna. Grönsakerna som produceras får en låg miljöpåverkan vilket gör att de exempelvis kan klimatcertifieras samt säljas som närproducerade i Linköpingstrakten. Genom att undvika långa och kostsamma transporter samt kunna sälja grönsaker till ett högre pris ökar förtjänsten för odlingsföretaget.