Nya driftstrategier för minskad användning av bioolja under tidsperioder med spetslaster : Driftkartläggning, modellering, simulering och visualisering av Trollhättan Energis fjärrvärmeproduktion 2015–2017

Sammanfattning: Världssamfundet är överens om att människan bidrar till negativa klimatförändringar. Förbränning av bränslen släpper ut växthusgaser. Dessa bidrar till kraftigare väderomslag, översvämningar och utbredning av torrområden. Förändringarna kan bromsas upp genom minskade utsläpp. Det kan uppnås genom bättre resurshållning av bränslen. Fjärrvärme är etablerad resurseffektiv teknik för uppvärmning av bostäder och vatten genom förbränning av olika bränslen. 2017 producerade Trollhättan Energi AB (TEAB) cirka 368 GWh fjärrvärme. Företaget har övergått till huvudsaklig användning av bioolja och skogsflis, två förnyelsebara bränslen. Samtidigt finns intresse för driftförbättringar. Denna studie har undersökt tidsperioder när biooljepannor har använts istället för fastbränslepannor. Skogsflisen är ett billigare bränsle. Därför eftersträvas ökad andel drifttimmar med fastbränslepannor. Uppnås det, kan TEAB hålla nere kostnaderna för kunderna. Med mätdata från 2015–2017 har en beräkningsmodell baserad på linjärprogrammering utvecklats i MATLAB. Utfallet från beräkningsmodellen och analyser av mätdata la grund till förslag på nya driftstrategier. Skillnad i utsläpp och driftkostnader mellan mätdata och modellen för de utvalda tidsperioderna redovisas. Resultaten visar att de flesta av de observerade tidsperioderna hade kunnat täckts upp med hjälp av enbart fastbränslepannor och ackumulatortanken. Detta genom att: Köra flera fastbränslepannor samtidigt istället för att förlita sig på en fastbränslepanna under tidsperioder med lägre last (<68,3 MW). Nyttja fastbränslepannorna Stallbacka P4 (StbP4) och Kronogården P3 (KroP3) mer eftersom de är billiga i drift samt att de kan gå på relativt låga effekter jämfört med fastbränslepannorna Stallbacka P3 (StbP3) och Lextorp P4 (LexP4). Innan en fastbränslepanna stängs av bör den drivas vidare för att ladda upp ackumulatortanken, förutsatt att den inte är fulladdad. De mindre fastbränslepannorna KronoP3 och StbP4 samverkar bra i par med de större fastbränslepannorna StbP3 och LexP4. Speciellt under tidsperioder där endast en stor panna inte räcker till vid eventuella spetslaster. Något som har observerats under studien är att maximal effekt sällan uppnås och att ackumulatortanken under flera tidsperioder inte töms helt. Blir driften mer konsekvent med att köra pannorna på högre effekter och nyttja ackumulatortanken tills den är tom kan drift med bioolja minskas ytterligare. För att uppnå de lösningar som föreslås i beräkningsmodellen kan ett predikteringsverktyg som ger en belastningsprognos vara till hjälp. Det verktyg som har tagits fram i studien visar potential trots de knappa resurser som spenderats på det. Det viktigaste är utföra mer tester och aktivt arbeta in rutiner för verktyget i produktionsplaneringen. De lösningar som presenteras hade haft en potential att spara in cirka 2 Mkr 2015–2017 om de föreslagna driftstrategierna hade varit anammade. Modellen beräknade inte ekonomiskt mer fördelaktiga scenarion under alla observerade tidsperioder, vilket uppmuntrar en studie där perspektivet vidgas till hela året. Storleken på de potentiella besparingarna kan anses vara små, cirka 0,75 % av de totala driftkostnaderna 2015–2017. Dock krävs ingen investering vilket kan öka motiven till att se över hur drift och produktionsplanering går till idag. Med minskad andel bioolja och ökad andel skogsflis hade utsläppen av CO2-eq, CO och NOx potentiellt ökat. Därför föreslås en djupare analys för att bedöma eventuella effekter av ökade utsläpp. Om för höga utsläppsnivåer av NOx uppnås kan TEAB bli skyldiga att betala kväveoxidavgifter, vilket minskar lönsamheten. Modellen har förbättringspotential och flera användningsområden. Uppfattningen efter studien är att tillsammans med predikteringsverktyg kan produktions-planeringen göras enklare. Dessutom kan nya idéer om hur driften bör ske testas på förhand och därmed omfatta fler drifttimmar.