Fjernvarme - District heating

Forbrændingsanlægget Spittelau er et af flere anlæg, der leverer fjernvarme i Wien .
Animeret billede, der viser, hvordan fjernvarme fungerer
Biomasse fyret fjernvarmekraftværk i Mödling , Østrig
Kulvarmeværk i Wieluń (Polen)

Fjernvarme (også kendt som varmenet eller teleheating ) er et system til distribution af varme frembragt i en centraliseret sted gennem et system af isolerede rør til boliger og kommercielle varmebehov såsom rumopvarmning og opvarmning af vand . Varmen hentes ofte fra et kraftvarmeværk , der brænder fossile brændstoffer eller biomasse , men der bruges også kedelstationer kun til varme , jordvarme , varmepumper og central solvarme samt varmespild fra atomkraftproduktion . Fjernvarmeværker kan give større effektivitet og bedre forureningskontrol end lokaliserede kedler. Ifølge nogle undersøgelser er fjernvarme med kombineret varme og kraft (CHPDH) den billigste metode til at reducere kulstofemissioner og har et af de laveste CO2 -fodaftryk af alle anlæg til fossilproduktion.

Femte generations fjernvarmenetværk bruger ikke forbrænding på stedet og har ingen emissioner af CO 2 og NO 2 på stedet; de anvender varmeoverførsel ved hjælp af elektricitet, som kan genereres fra vedvarende energi eller fra fjerntliggende fossilt drevne kraftværker. En kombination af kraftvarme og centraliserede varmepumper bruges i Stockholm multi-energisystem. Dette tillader produktion af varme gennem elektricitet, når der er en overflod af intermitterende elproduktion og kraftvarmeproduktion af elektrisk kraft og fjernvarme, når tilgængeligheden af ​​intermitterende elproduktion er lav.

Fjernvarme er rangeret som nummer 27 i Project Drawdowns 100 løsninger til global opvarmning .

Historie

Fjernvarme sporer sine rødder til de varmtvandsopvarmede bade og drivhuse i det gamle romerske imperium . Normalt betragtes et varmtvandsdistributionssystem i Chaudes-Aigues i Frankrig som det første rigtige fjernvarmesystem. Det brugte geotermisk energi til at levere varme til omkring 30 huse og startede driften i 1300 -tallet.

Den amerikanske Naval Academy i Annapolis begyndte damp fjernvarme tjeneste i 1853.

Selvom disse og mange andre systemer har fungeret gennem århundreder, blev det første kommercielt succesfulde fjernvarmeanlæg lanceret i Lockport , New York , i 1877 af den amerikanske hydrauliske ingeniør Birdsill Holly , betragtet som grundlæggeren af ​​moderne fjernvarme.

Generationer af fjernvarme

De fire forskellige generationer af konventionelle fjernvarmesystemer og deres energikilder (femte generations koldt fjernvarmesystem ikke inkluderet)

Generelt er alle moderne fjernvarmesystemer efterspørgselsdrevne, hvilket betyder, at varmeleverandøren reagerer på forbrugernes behov og sikrer, at der er tilstrækkelig temperatur og vandtryk til at levere den efterspurgte varme til brugerne. De fem generationer har definerende træk, der adskiller dem fra de tidligere generationer. Funktionen i hver generation kan bruges til at give en indikation af udviklingsstatus for et eksisterende fjernvarmeanlæg.

Første generation

Den første generation var et dampbaseret system drevet af kul og blev først introduceret i USA i 1880'erne og blev også populært i nogle europæiske lande. Det var topmoderne indtil 1930'erne og brugte betonkanaler, opererede med meget høje temperaturer og var derfor ikke særlig effektiv. Der var også problemer med pålidelighed og sikkerhed på grund af de varme trykrør. I dag er denne generation teknologisk forældet. Nogle af disse systemer er dog stadig i brug, for eksempel i New York eller Paris. Andre systemer, der oprindeligt blev bygget, er efterfølgende blevet konverteret til senere generationer.

Anden generation

Anden generation blev udviklet i 1930'erne og blev bygget indtil 1970'erne. Det brændte kul og olie, energien blev overført gennem varmt vand under tryk som varmebærer. Systemerne havde normalt forsyningstemperaturer over 100 ° C, brugte vandrør i betonkanaler, for det meste samlet på stedet og tungt udstyr. En hovedårsag til disse systemer var de primære energibesparelser, der opstod ved brug af kraftvarmeværker. Mens de også blev brugt i andre lande, var typiske systemer i denne generation de fjernvarmeanlæg i sovjetisk stil, der blev bygget efter 2. verdenskrig i flere lande i Østeuropa.

Tredje generation

I 1970'erne blev den tredje generation udviklet og blev efterfølgende brugt i de fleste af følgende systemer over hele verden. Denne generation kaldes også "Skandinavisk fjernvarmeteknologi", fordi mange af fjernvarmekomponentproducenterne er baseret i Skandinavien. Tredje generation anvender præfabrikerede, præisolerede rør, som er direkte begravet i jorden og arbejder med lavere temperaturer, normalt under 100 ° C. En primær motivation for at bygge disse systemer var forsyningssikkerhed ved at forbedre energieffektiviteten, efter at de to oliekriser førte til afbrydelse af olieforsyningen. Derfor brugte disse systemer normalt kul, biomasse og affald som energikilder frem for olie. I nogle systemer bruges geotermisk energi og solenergi også i energimixet. For eksempel har Paris siden 1970'erne brugt geotermisk opvarmning fra en 55-70 ° C kilde 1-2 km under overfladen til husholdningsopvarmning.

Fjerde generation

I øjeblikket er fjerde generation under udvikling, hvor overgangen til 4. generation allerede er i gang i Danmark . Fjerde generation er designet til at bekæmpe klimaændringer og integrere store andele af variabel vedvarende energi i fjernvarmen ved at give elsystemet stor fleksibilitet.

Ifølge anmeldelsen af ​​Lund et al. disse systemer skal have følgende evner:

  • "1. Evne til at levere fjernvarme til lav temperatur til rumopvarmning og varmt brugsvand (varmt vand) til eksisterende bygninger, energirenoverede eksisterende bygninger og nye lavenergibygninger."
  • "2. Evne til at distribuere varme i netværk med lavt nettab."
  • "3. Evne til at genbruge varme fra lavtemperaturkilder og integrere vedvarende varmekilder som sol- og geotermisk varme."
  • "4. Evne til at være en integreret del af intelligente energisystemer (dvs. integreret smart elektricitet, gas, væske og termiske net), herunder at være en integreret del af fjerde generations fjernkølingssystemer."
  • "5. Evne til at sikre passende planlægnings-, omkostnings- og motivationsstrukturer i forhold til driften samt til strategiske investeringer i forbindelse med omdannelse til fremtidige bæredygtige energisystemer".

I forhold til de foregående generationer er temperaturniveauerne reduceret for at øge systemets energieffektivitet med forsyningssidens temperaturer på 70 ° C og lavere. Potentielle varmekilder er spildvarme fra industrien, kraftvarmeværker, der brænder affald, biomassekraftværker , geotermisk og solvarme ( central solvarme ), varmepumper i stor skala , spildvarme fra køleformål og datacentre og andre bæredygtige energikilder. Med disse energikilder og storstilet termisk energilagring , herunder sæsonbetinget termisk energilagring , forventes fjerde generations fjernvarmesystemer at give fleksibilitet til at afbalancere vind- og solenergiproduktion , for eksempel ved at bruge varmepumper til at integrere overskydende elektrisk strøm som varme, når der er er meget vindenergi eller leverer elektricitet fra biomasseanlæg, når der er behov for backup-strøm. Derfor betragtes storskala varmepumper som en nøgleteknologi til smarte energisystemer med store andele vedvarende energi op til 100% og avancerede fjerde generations fjernvarmesystemer.

Femte generation/kold fjernvarme

Skematisk funktion af et "koldt fjernvarme" system

En femte generations fjernvarme- og køleenet (5GDHC), også kaldet kold fjernvarme , distribuerer varme ved nær omgivende jordtemperatur: dette minimerer i princippet varmetab til jorden og reducerer behovet for omfattende isolering. Hver bygning på netværket bruger en varmepumpe i sit eget fabriksrum til at udvinde varme fra omgivelseskredsløbet, når det har brug for varme, og bruger den samme varmepumpe omvendt til at afvise varme, når den har brug for køling. I perioder med samtidige køle- og opvarmningskrav tillader dette, at spildvarme fra køling kan bruges varmepumper i de bygninger, der har brug for opvarmning. Den samlede temperatur i det omgivende kredsløb styres fortrinsvis ved varmeveksling med en akvifer eller en anden lavtemperatur vandkilde for at forblive inden for et temperaturområde fra 10 ° C til 25 ° C.

Selvom netværksrør til netværk ved omgivende jordtemperatur er billigere at installere pr. Rørdiameter end i tidligere generationer, da det ikke har brug for den samme grad af isolering for rørkredsløbene, skal det huskes på, at den lavere temperaturforskel på rørnet fører til betydeligt større rørdiametre end i tidligere generationer. På grund af kravet om, at hver tilsluttet bygning i femte generations fjernvarme- og kølesystemer skal have deres egen varmepumpe, kan systemet bruges både som varmekilde eller køleplade til varmepumpen, afhængigt af om det drives i en varme- og køletilstand. Som med tidligere generationer er rørnettet en infrastruktur, der i princippet giver en åben adgang til forskellige lavtemperatur varmekilder, såsom omgivende varme, omgivende vand fra floder, søer, hav eller laguner og spildvarme fra industrielle eller kommercielle kilder.

Baseret på ovenstående beskrivelse er det klart, at der er en grundlæggende forskel mellem 5GDHC og de tidligere generationer af fjernvarme, især i individualiseringen af ​​varmeproduktionen. Dette kritiske system har en betydelig indvirkning ved sammenligning af effektiviteterne mellem de forskellige generationer, da individualiseringen af ​​varmeproduktionen flytter sammenligningen fra at være en simpel sammenligning af fordelingssystemets effektivitet til en sammenligning af forsyningssystemets effektivitet, hvor både varmeproduktionseffektiviteten samt fordelingssystemets effektivitet skal medtages.

En moderne bygning med et lavt temperatur internt varmefordelingssystem kan installere en effektiv varmepumpe, der leverer varmeeffekt ved 45 ° C. En ældre bygning med et internt fordelingssystem med højere temperatur, f.eks. Ved hjælp af radiatorer, kræver en varmepumpe med høj temperatur for at levere varmeeffekt.

Et større eksempel på en femte generations varme- og køleanlæg er Mijnwater i Heerlen, Holland. I dette tilfælde er kendetegnende en unik adgang til en forladt vandfyldt kulmine inden for bygrænsen, der giver en stabil varmekilde til systemet.

Et femte generations netværk ("Balanced Energy Network", BEN) blev installeret i 2016 på to store bygninger ved London South Bank University som et forsknings- og udviklingsprojekt.

Varmeudvikling

Varmekilder i brug til forskellige fjernvarmesystemer omfatter: kraftværker designet til kombineret varme og kraft (kraftvarmeproduktion, også kaldet co-generation), herunder både forbrændings- og atomkraftværker; og enkel forbrænding af et fossilt brændstof eller biomasse; geotermisk varme; solvarme; industrielle varmepumper, der udvinder varme fra havvand, flod- eller søvand, spildevand eller spildvarme fra industrielle processer.

Fjernvarme fra kombineret varme og kraft eller simpel forbrænding

Kerneelementet i mange fjernvarmesystemer er en varmekedelstation . Derudover tilføjes der ofte en kraftvarme parallelt med kedlerne. Begge har det tilfælles, at de typisk er baseret på forbrænding af primære energibærere. Forskellen mellem de to systemer er, at der i et kraftvarmeværk produceres varme og elektricitet samtidigt, mens der i varme-kun kedelstationer kun genereres varme.

I tilfælde af et fossilfyret kraftvarmeværk er størrelsen af ​​varmeydelsen typisk dimensioneret til at opfylde halvdelen af ​​den maksimale vintervarmebelastning, men vil i løbet af året levere 90% af den leverede varme. Meget af den varme, der produceres om sommeren, vil generelt være spildt. Kedlens kapacitet vil kunne dække hele varmebehovet uden hjælp og kan dække for sammenbrud i kraftvarmeværket. Det er ikke økonomisk at størrelse kraftvarmeværket alene for at kunne klare den fulde varmebelastning. I New York Citys dampsystem er det omkring 2,5 GW. Tyskland har den største mængde kraftvarme i Europa.

Kombinationen af ​​kraftvarmeproduktion og fjernvarme er økonomisk meget energieffektiv , men afgiver CO2 og NO2 på stedet. Et enkelt termisk kraftværk kan være 20–35% effektivt, hvorimod et mere avanceret anlæg med mulighed for at genvinde spildvarme kan nå en samlet energieffektivitet på næsten 80%. Nogle kan nærme sig 100% baseret på den lavere opvarmningsværdi ved også at kondensere røggassen.

Spildvarme fra atomkraftværker bruges undertiden til fjernvarme. Principperne for en konventionel kombination af kraftvarmeproduktion og fjernvarme gælder det samme for atomkraft som for et termisk kraftværk . Rusland har flere kernekraftværker til kraftvarmeproduktion, der tilsammen leverede 11,4 PJ fjernvarme i 2005. Russisk atomkraft fjernvarme er planlagt til næsten at tredoble i løbet af et årti, når nye anlæg bygges.

Anden atomkraftvarme fra kraftvarmeværker findes i Ukraine, Tjekkiet, Slovakiet, Ungarn, Bulgarien og Schweiz og producerer op til cirka 100 MW pr. Kraftværk. Én brug af atomvarme var med Ågesta atomkraftværk i Sverige lukket i 1974.

I Schweiz leverer Beznau atomkraftværk varme til omkring 20.000 mennesker.

Geotermisk fjernvarme

Historie

Geotermisk fjernvarme blev brugt i Pompeji og i Chaudes-Aigues siden det 14. århundrede.

Forenede Stater

Direkte brug af geotermiske fjernvarmesystemer, som tapper geotermiske reservoirer og distribuerer varmt vand til flere bygninger til forskellige anvendelser, er ualmindelige i USA, men har eksisteret i Amerika i over et århundrede.

I 1890 blev de første boringer boret for at få adgang til en varmtvandsressource uden for Boise, Idaho. I 1892, efter at have ført vandet til boliger og virksomheder i området via en træledning, blev det første geotermiske fjernvarmeanlæg oprettet.

Fra en undersøgelse fra 2007 var der 22 geotermiske fjernvarmesystemer (GDHS) i USA. Fra 2010 har to af disse systemer lukket ned. Tabellen nedenfor beskriver de 20 GDHS, der aktuelt er i drift i Amerika.

Systemnavn By Stat Startår Antal kunder Kapacitet, MWt Årlig genereret energi, GWh Systemtemperatur, ° F Systemtemperatur, ° C
Warm Springs Water District Boise ID 1892 275 3.6 8.8 175 79
Oregon Institute of Technology Klamath Falls ELLER 1964 1 6.2 13.7 192 89
Midland Midland SD 1969 12 0,09 0,2 152 67
College i det sydlige Idaho Twin Falls ID 1980 1 6,34 14 100 38
Philip Philip SD 1980 7 2.5 5.2 151 66
Pagosa Springs Pagosa Springs CO 1982 22 5.1 4.8 146 63
Idaho Capital indkøbscenter Boise ID 1982 1 3.3 18.7 150 66
Elko Elko NV 1982 18 3.8 6.5 176 80
Boise City Boise ID 1983 58 31.2 19.4 170 77
Warren Estates Reno NV 1983 60 1.1 2.3 204 96
San Bernardino San Bernardino CA 1984 77 12.8 22 128 53
Byen Klamath Falls Klamath Falls ELLER 1984 20 4.7 10.3 210 99
Manzanita Estates Reno NV 1986 102 3.6 21.2 204 95
Elko amts skoledistrikt Elko NV 1986 4 4.3 4.6 190 88
Gila varme kilder Glenwood NM 1987 15 0,3 0,9 140 60
Fort Boise Veterans Hospital Boise Boise ID 1988 1 1.8 3.5 161 72
Kanaka Rapids Ranch Buhl ID 1989 42 1.1 2.4 98 37
I søgen efter sandhedsfællesskab Canby CA 2003 1 0,5 1.2 185 85
Bluffdale Bluffdale UT 2003 1 1,98 4.3 175 79
Udsigt over søen Udsigt over søen ELLER 2005 1 2,44 3.8 206 97

Fjernvarme fra solenergi

Central solvarmeværk i Marstal , Danmark. Det dækker mere end halvdelen af ​​Marstals varmeforbrug.

Anvendelsen af ​​solvarme til fjernvarme har været stigende i Danmark og Tyskland i de seneste år. Systemerne inkluderer normalt intersæsonlig termisk energilagring til en ensartet varmeydelse dag til dag og mellem sommer og vinter. Gode ​​eksempler er i Vojens ved 50 MW, Dronninglund ved 27 MW og Marstal ved 13 MW i Danmark. Disse systemer er gradvist udvidet til at levere 10% til 40% af deres landsbyers årlige rumopvarmningsbehov. Solvarmepanelerne er jordmonteret i marker. Varmelagringen er pitlager, borehulsklynge og den traditionelle vandtank. I Alberta, Canada, har Drake Landing Solar Community opnået en verdensrekord på 97% årlig solfraktion til opvarmningsbehov ved hjælp af solvarmepaneler på garagetage og termisk opbevaring i en borehulsklynge.

Varmepumper til fjernvarme

I Stockholm blev den første varmepumpe installeret i 1977 for at levere fjernvarme fra IBM -servere. I dag er den installerede kapacitet omkring 660 MW varme, der udnytter renset spildevand, havvand, fjernkøling, datacentre og købmandsforretninger som varmekilder. Et andet eksempel er Drammen Fjernvarme Fjernvarme -projektet i Norge, der producerer 14 MW fra vand ved kun 8 ° C, industrielle varmepumper er demonstrerede varmekilder til fjernvarmenet. Blandt måderne, hvorpå industrielle varmepumper kan udnyttes, er:

  1. Som den primære grundbelastningskilde, hvor vand fra en lavkvalitets varmekilde, f.eks. En flod, fjord, datacenter , udslip af kraftværker, spildevandsrensning, udløb (alt typisk mellem 0 ˚C og 25 ˚C), boostes op til netværkstemperaturen på typisk 60 ˚C til 90 ˚C ved hjælp af varmepumper . Selvom disse enheder forbruger elektricitet, overfører de en varmeeffekt tre til seks gange større end den forbrugte elektricitet. Et eksempel på et distriktssystem, der anvender en varmepumpe til at levere varme fra råt spildevand, er i Oslo, Norge, der har en varmeydelse på 18 MW (termisk).
  2. Som et middel til at genvinde varme fra et kraftværks kølesløjfe for enten at øge niveauet for røggasvarmeindvinding (da fjernvarmeværkets returrør nu afkøles af varmepumpen) eller ved at afkøle den lukkede dampsløjfe og kunstigt sænke kondenseringstrykket og derved øge elproduktionseffektiviteten.
  3. Som et middel til køling af røggasskrubning af arbejdsvæske (typisk vand) fra 60 ˚C efter indsprøjtning til 20 ˚C temperaturer før injektion. Varme genvindes ved hjælp af en varmepumpe og kan sælges og injiceres i netværkssiden af ​​anlægget ved en meget højere temperatur (f.eks. Ca. 80 ˚C).
  4. Hvor netværket har nået kapacitet, kan store individuelle belastningsbrugere kobles fra det varme fødeledning, f.eks. 80 ˚C og kobles til returrøret, f.eks. Ved 40 ˚C. Ved at tilføje en varmepumpe lokalt til denne bruger afkøles 40 ˚C -røret yderligere (varmen leveres til varmepumpefordamperen). Udgangen fra varmepumpen er derefter en dedikeret sløjfe til brugeren ved 40 ˚C til 70 ˚C. Derfor er den overordnede netværkskapacitet ændret, da loopens samlede temperaturforskel har varieret fra 80–40 ˚C til 80 ˚C – x (x er en værdi lavere end 40 ˚C).

Der har været bekymringer om brugen af ​​hydroflurocarboner som arbejdsvæske (kølemiddel) til store varmepumper. Selvom lækage normalt ikke måles, rapporteres det generelt at være relativt lavt, f.eks. 1% (sammenlignet med 25% for supermarkedskølesystemer). En varmepumpe på 30 megawatt kan derfor (årligt) lække omkring 75 kg R134a eller anden arbejdsvæske. I betragtning af det høje globale opvarmningspotentiale for nogle HFC'er kan dette svare til over 800.000 kilometer (500.000 mi) bilrejser om året.

De seneste tekniske fremskridt tillader imidlertid brug af naturlige varmepumpekølemidler, der har et meget lavt global opvarmningspotentiale (GWP). CO2 kølemiddel (R744, GWP = 1) eller ammoniak (R717, GWP = 0) har også den fordel, afhængigt af driftsbetingelserne, at resultere i en højere varmepumpeeffektivitet end konventionelle kølemidler. Et eksempel er et 14 MW (termisk) fjernvarmenet i Drammen , Norge, som leveres af varmepumper fra havvand, der bruger R717 kølemiddel, og har været i drift siden 2011. 90 ° C vand leveres til fjernløkken (og returnerer ved 65 ° C). Varme udvindes fra havvand (fra 18 m dybde), der er 8 til 9 ° C året rundt, hvilket giver en gennemsnitlig ydeevne (COP) på omkring 3,15. I processen afkøles havvandet til 4 ° C; denne ressource udnyttes dog ikke. I et distriktssystem, hvor det kølede vand kunne bruges til klimaanlæg, ville det effektive COP være betydeligt højere.

I fremtiden vil industrielle varmepumper blive yderligere afkarboniseret ved på den ene side at bruge overskydende vedvarende elektrisk energi (ellers spildt på grund af opfyldelse af netbehovet) fra vind, sol osv. Og på den anden side ved at lave mere af vedvarende varmekilder (sø- og havvarme, geotermi osv.). Endvidere kan der forventes højere effektivitet ved drift på højspændingsnettet.

Overskydende vedvarende elektrisk energi til fjernvarme

Når europæiske lande som Tyskland og Danmark flytter til meget høje niveauer (henholdsvis 80% og 100% inden 2050) af vedvarende energi til alle energianvendelser, vil der være stigende perioder med overskydende produktion af vedvarende elektrisk energi. Opbevaring af denne energi som potentiel elektrisk energi (f.eks. Pumpet hydro) er meget dyrt og reducerer den samlede rundturseffektivitet. Det er imidlertid betydeligt billigere at opbevare det som varme i fjernvarmeanlæg til brug i bygninger, hvor der er efterspørgsel. Selvom kvaliteten af ​​den elektriske energi er forringet, ville højspændingsnettet MW -størrelse varmepumper maksimere effektiviteten, uden at spilde overskydende vedvarende elektricitet. En sådan kobling af elsektoren med varmesektoren ( Power-to-X ) betragtes som en nøglefaktor for energisystemer med store andele vedvarende energi, fordi den tillader lagring hovedsageligt at blive brugt i form af billig varmelagring. Derfor kan brugen af ​​temmelig dyr ellagring minimeres, da varmesektoren balancerer den variable produktion af vedvarende energikilder med fleksible belastninger og varmelagring. Stockholm har i øjeblikket omkring 660 MW varmepumper tilsluttet sit fjernvarmesystem.

Varmeakkumulatorer og opbevaring

Fjernvarme akkumuleringstårn fra Theiss nær Krems an der Donau i Nedre Østrig med en termisk kapacitet på 2 gigawattimer (7,2 TJ)

Stadig større varmelagre bruges sammen med fjernvarmenetværk for at maksimere effektiviteten og det økonomiske afkast. Dette gør det muligt at køre kraftvarmeanlæg på tidspunkter med maksimal elektrisk takst, idet den elektriske produktion har meget højere afkast end varmeproduktion, mens den overskydende varmeproduktion lagres. Det gør det også muligt at opsamle solvarme om sommeren og omfordele uden for sæsonen i meget store, men relativt billige, i jorden isolerede reservoirer eller borehullssystemer. Det forventede varmetab ved den 203.000 m³ isolerede dam i Vojens er cirka 8%.

Varmefordeling

Tunnel til varmeledninger mellem Rigshospitalet og Amagerværket i Danmark
Isolerede rør til at forbinde en ny bygning til University of Warwicks campus-dækkende varme- og kraftsystem
Fjernvarmerør i Tübingen , Tyskland
Fjernvarmestation med en termisk effekt på 700 kW, som isolerer vandkredsløbet i fjernvarmesystemet og kundens centralvarmeanlæg

Efter generation fordeles varmen til kunden via et netværk af isolerede rør . Fjernvarmeanlæg består af foder- og returledninger. Normalt installeres rørene under jorden, men der er også systemer med overjordiske rør. Inden for systemet kan varmelagringsenheder installeres for at udligne spidsbelastningskrav.

Det almindelige medium, der bruges til varmefordeling, er vand eller overophedet vand , men der bruges også damp . Fordelen ved damp er, at den ud over opvarmningsformål kan bruges i industrielle processer på grund af dens højere temperatur. Ulempen ved damp er et højere varmetab på grund af den høje temperatur. Også den termiske virkningsgrad af kraftvarmeværker er betydeligt lavere, hvis kølemediet høj temperatur damp, hvilket reducerer el generation. Varmeoverførselsolier bruges generelt ikke til fjernvarme, selvom de har højere varmekapacitet end vand, da de er dyre og har miljøproblemer.

På kundeniveau er varmenettet normalt forbundet til boligernes centralvarmesystem via varmevekslere ( varmestationer ): Arbejdsvæskerne i begge netværk (generelt vand eller damp) blandes ikke. Der bruges dog direkte forbindelse i Odense -systemet.

Typisk årligt tab af termisk energi gennem distribution er omkring 10%, set i Norges fjernvarmenet.

Varmemåling

Mængden af ​​varme, der leveres til kunderne, registreres ofte med en varmemåler for at tilskynde til bevarelse og maksimere antallet af kunder, der kan betjenes, men sådanne målere er dyre. På grund af udgifterne til varmemåling er en alternativ fremgangsmåde simpelthen at måle vandet - vandmålere er meget billigere end varmemålere og har den fordel at tilskynde forbrugere til at udvinde så meget varme som muligt, hvilket fører til en meget lav returtemperatur, hvilket øger effektiviteten ved elproduktion.

Mange systemer blev installeret under en socialistisk økonomi (som i den tidligere østblok ), som manglede varmemåling og midler til at justere varmeleveringen til hver lejlighed. Dette førte til stor ineffektivitet - brugerne var simpelthen nødt til at åbne vinduer, når de var for varme - spilder energi og minimerer antallet af forbindelige kunder.

Systemernes størrelse

Fjernvarmeanlæg kan variere i størrelse. Nogle systemer dækker hele byer, f.eks. Stockholm eller Flensborg , ved hjælp af et netværk af primære rør med en diameter på 1000 mm, der er forbundet med sekundære rør - f.eks. 200 mm diameter, som igen forbinder til tertiære rør, der kan have en diameter på 25 mm, som kan forbinde til 10 til 50 huse.

Nogle fjernvarmesystemer er muligvis kun dimensioneret til at opfylde behovene i en lille landsby eller et område i en by, i hvilket tilfælde der kun er behov for sekundære og tertiære rør.

Nogle ordninger kan være designet til kun at betjene et begrænset antal boliger, på omkring 20 til 50 huse, i hvilket tilfælde kun rør af tertiær størrelse er nødvendige.

Fordele og ulemper

Fjernvarme har forskellige fordele i forhold til individuelle varmeanlæg. Normalt er fjernvarme mere energieffektiv på grund af samtidig produktion af varme og elektricitet i kraftvarmeværker . Dette har den ekstra fordel at reducere drivhusgasemissioner . De større forbrændingsenheder har også en mere avanceret røggasrensning end enkeltkedelsystemer. I tilfælde af overskudsvarme fra industrier bruger fjernvarmesystemer ikke ekstra brændstof, fordi de genvinder varme, som ellers ville blive spredt til miljøet.

Fjernvarme kræver et langsigtet økonomisk engagement, der passer dårligt med fokus på kortsigtet afkast af investeringer. Fordele for samfundet omfatter undgåede energiomkostninger ved brug af overskud og spildet varmeenergi og reducerede investeringer i individuelle husholdnings- eller bygningsvarmeudstyr. Fjernvarmenetværk, varmekedelanlæg og kraftvarmeværker kræver høje initialinvesteringer og finansiering. Kun hvis de betragtes som langsigtede investeringer, vil disse udmønte sig i en rentabel drift for ejere af fjernvarmeanlæg eller operatører af kraftvarmeværker. Fjernvarme er mindre attraktiv for områder med lav befolkningstæthed, da investeringen pr. Husstand er betydeligt højere. Det er også mindre attraktivt i områder med mange små bygninger; f.eks. parcelhuse end i områder med færre større bygninger; fx boligblokke, fordi hver forbindelse til et enfamiliehus er ret dyr.

Individuelle varmeanlæg kan afbrydes fuldstændigt intermitterende i henhold til det lokale varmebehov, hvilket ikke er tilfældet med et fjernvarmeanlæg.

Ejerskab, monopolspørgsmål og afgiftsstrukturer

I mange tilfælde ejes store kraftvarmeordninger til fjernvarme af en enkelt enhed. Dette var typisk tilfældet i de gamle østbloklande. For mange ordninger er ejerskabet af kraftvarmeværket imidlertid adskilt fra den varme, der bruger en del.

Eksempler er Warszawa, der har et sådan delt ejerskab med PGNiG Termika, der ejer kraftvarmeanlægget, Veolia ejer 85% af varmefordelingen, resten af ​​varmefordelingen ejes af kommune og arbejdere. Tilsvarende er alle de store kraftvarmeanlæg i Danmark delt ejerskab.

Sverige giver et alternativt eksempel, hvor varmemarkedet er dereguleret. I Sverige er det mest almindeligt, at ejerskabet til fjernvarmenettet ikke adskilles fra ejerskabet til kraftvarmeværkerne, fjernkølingsnettet eller de centraliserede varmepumper. Der er også eksempler, hvor konkurrencen har affødt parallelle netværk og sammenkoblede netværk, hvor flere forsyningsselskaber samarbejder.

I Det Forenede Kongerige har der været klager over, at fjernvarmeselskaber har for meget monopol og er utilstrækkeligt regulerede, et problem branchen er bekendt med og har taget skridt til at forbedre forbrugeroplevelsen ved brug af kunde chartre som beskrevet af Varme Tillid. Nogle kunder tager sag mod leverandøren for Misrepræsentation & Unfair Trading og hævder, at fjernvarme ikke leverer de besparelser, som mange varmeleverandører har lovet.

National variation

Da forholdene fra by til by er forskellige, er alle fjernvarmeanlæg unikke. Derudover har nationer forskellig adgang til primære energibærere, og derfor har de en anden tilgang til, hvordan man adresserer varmemarkeder inden for deres grænser.

Europa

Siden 1954 er fjernvarme blevet fremmet i Europa af Euroheat & Power. De har udarbejdet en analyse af fjernvarme og køling markeder i Europa inden for deres Ecoheatcool projekt støttet af Europa -Kommissionen . En separat undersøgelse med titlen Heat Roadmap Europe har vist, at fjernvarme kan reducere energiprisen i EU mellem nu og 2050. De juridiske rammer i EU -medlemsstaterne er i øjeblikket påvirket af EU's kraftvarmedirektiv .

Varmeproduktion i Europa

EU har aktivt indarbejdet kraftvarmeproduktion i sin energipolitik via kraftvarmedirektivet . I september 2008 citerede energikommissær Andris Piebalgs under en høring i Europa -Parlamentets intergruppe for byudlejning "at forsyningssikkerhed virkelig starter med energieffektivitet." Energieffektivitet og kraftvarmeproduktion er anerkendt i de indledende afsnit i Den Europæiske Unions kraftvarmedirektiv 2004/08/EF. Dette direktiv har til hensigt at understøtte kraftvarmeproduktion og etablere en metode til beregning af kraftvarmekapacitet pr. Land. Udviklingen af ​​kraftvarmeproduktion har været meget ujævn gennem årene og har været domineret i de sidste årtier af nationale omstændigheder.

Som helhed producerer EU i øjeblikket 11% af sin elektricitet ved hjælp af kraftvarmeproduktion, hvilket sparer Europa anslået 35 Mtoe om året. Der er imidlertid store forskelle mellem medlemsstaterne, idet energibesparelser spænder fra 2% til 60%. Europa har de tre lande med verdens mest intensive kraftvarmeøkonomier: Danmark, Holland og Finland.

Andre europæiske lande gør også en stor indsats for at øge deres effektivitet. Tyskland rapporterer, at over 50% af landets samlede efterspørgsel efter elektricitet kan leveres via kraftvarmeproduktion. Tyskland satte et mål om at fordoble sin kraftvarmeproduktion fra 12,5% af landets elektricitet til 25% inden 2020 og har vedtaget lovgivning i overensstemmelse hermed i "Forbundsministeriet for økonomi og teknologi", (BMWi), Tyskland, august 2007. Storbritannien er også aktivt understøtter fjernvarme. I lyset af Storbritanniens mål om at opnå en reduktion på 80% i kuldioxidemissioner inden 2050 havde regeringen sat et mål om at skaffe mindst 15% af den offentlige elektricitet fra kraftvarmeværker inden 2010. Andre britiske foranstaltninger til fremme af kraftvarmevækst er økonomiske incitamenter, yde støtte, større lovgivningsmæssige rammer og regeringens lederskab og partnerskab.

Ifølge IEA 2008 -modelleringen af ​​kraftudvidelsesudvidelse for G8 -landene ville udvidelse af kraftvarmeproduktion i Frankrig, Tyskland, Italien og Storbritannien alene effektivt fordoble de eksisterende primære brændstofbesparelser inden 2030. Dette ville øge Europas besparelser fra dagens 155 TWh til 465 TWh i 2030. Det ville også resultere i en stigning på 16% til 29% i hvert lands samlede kraftvarme i 2030.

Regeringer bliver hjulpet i deres kraftvarmestrategier af organisationer som COGEN Europe, der fungerer som et informationsnav for de seneste opdateringer inden for Europas energipolitik. COGEN er Europas paraplyorganisation, der repræsenterer kraftvarmebranchens interesser, brugere af teknologien og fremmer dens fordele i EU og det større Europa. Foreningen bakkes op af nøgleaktørerne i branchen, herunder gas- og elselskaber, ESCO'er, udstyrsleverandører, konsulentvirksomheder, nationale reklameforeninger, finansielle og andre servicevirksomheder.

En EU -energistrategi fra 2016 foreslår øget brug af fjernvarme.

Østrig

Fjernvarmekraftværket Steyr er et vedvarende kraftvarmeværk, hvor flis bruges til at generere strøm

Det største fjernvarmeanlæg i Østrig er i Wien (Fernwärme Wien) - med mange mindre systemer fordelt over hele landet.

Fjernvarme i Wien drives af Wien Energie. I regnskabsåret 2004/2005 blev der i alt solgt 5.163 GWh, 1.602 GWh til 251.224 private lejligheder og huse og 3.561 GWh til 5211 større kunder. De tre store kommunale affaldsforbrændingsanlæg leverer 22% af det samlede beløb til produktion af 116 GWh elektrisk kraft og 1.220 GWh varme. Spildevarme fra kommunale kraftværker og store industrianlæg tegner sig for 72% af det samlede beløb. De resterende 6% produceres af spidsopvarmningskedler fra fossilt brændstof. Et biomassefyret kraftværk har produceret varme siden 2006.

I resten af ​​Østrig er de nyere fjernvarmeværker konstrueret som biomasseanlæg eller som kraftvarmeværker som biomasse fjernvarme i Mödling eller biomasse fjernvarme i Baden .

De fleste af de ældre fossilfyrede fjernvarmeanlæg har en fjernvarmeakkumulator , så det kun er muligt at producere den termiske fjernvarmekraft på det tidspunkt, hvor elprisen er høj.

Belgien

Belgien har fjernvarme i flere byer. Det største system er i den flamske by Gent , rørværket i dette kraftværk er 22 km langt. Systemet går tilbage til 1958.

Bulgarien

Bulgarien har fjernvarme i omkring et dusin byer. Det største system er i hovedstaden Sofia , hvor der er fire kraftværker (to kraftvarme og to kedelstationer ), der leverer varme til størstedelen af ​​byen. Systemet går tilbage til 1949.

Tjekkiet

Det største fjernvarmeanlæg i Tjekkiet er i Prag ejet og drevet af Pražská teplárenská, der betjener 265.000 husstande og sælger ca. 13 PJ varme årligt. Det meste af varmen produceres faktisk som spildvarme i 30 km fjerntliggende termisk kraftværk i Mělník . Der er mange mindre centralvarmesystemer spredt rundt i landet, herunder brug af spildvarme, kommunal fast affaldsforbrænding og varmeanlæg .

Danmark

I Danmark dækker fjernvarme mere end 64% af rumopvarmning og vandvarme . I 2007 blev 80,5% af denne varme produceret af kraftvarmeværker . Varme genvundet fra affaldsforbrænding tegnede sig for 20,4% af den samlede danske fjernvarmeproduktion. I 2013 importerede Danmark 158.000 tons affald til forbrænding. De fleste større byer i Danmark har store fjernvarmenet, herunder transmissionsnet, der opererer med op til 125 ° C og 25 bar tryk, og distributionsnet, der arbejder med op til 95 ° C og mellem 6 og 10 bar tryk. Det største fjernvarmeanlæg i Danmark er i Københavnsområdet , der drives af CTR I/S og VEKS I/S. I det centrale København betjener CTR -netværket 275.000 husstande (90–95% af områdets befolkning) gennem et netværk af 54 km dobbelt fjernvarmefordelingsrør, der giver en maksimal kapacitet på 663 MW, hvoraf nogle kombineres med fjernkøling . Forbrugerprisen på varme fra CTR er cirka € 49 pr. MWh plus afgifter (2009). Flere byer har central solvarme med forskellige former for lagring af termisk energi .

Den danske ø Samsø har tre halmfyrede anlæg, der producerer fjernvarme.

Finland

I Finland tegner fjernvarme sig til omkring 50% af det samlede varmemarked, hvoraf 80% produceres af kraftvarmeværker. Over 90% af boligblokke, mere end halvdelen af ​​alle rækkehuse og hovedparten af ​​offentlige bygninger og erhvervslokaler er tilsluttet et fjernvarmenet. Naturgas bruges mest i det sydøstlige gasledningsnet, importeret kul bruges i områder tæt på havne, og tørv bruges i nordlige områder, hvor tørv er en naturressource. Vedvarende energi, såsom træflis og anden papirindustri, der er brændbare biprodukter, bruges også, ligesom energien genvindes ved forbrænding af kommunalt fast affald . Industrienheder, der genererer varme som et industrielt biprodukt, kan ellers sælge spildvarme til netværket frem for at frigive det til miljøet. Overskudsvarme og effekt fra gendannelseskedler til papirmasse er en væsentlig kilde i møllebyer. I nogle byer kan affaldsforbrænding bidrage med så meget som 8% af fjernvarmebehovet. Tilgængeligheden er 99,98%, og forstyrrelser, når de opstår, sænker normalt temperaturerne med kun få grader.

I Helsinki frigiver et underjordisk datacenter ved siden af ​​præsidentens palads overskydende varme til nabohuse, der producerer nok varme til at opvarme cirka 500 store huse.

Tyskland

I Tyskland har fjernvarme en markedsandel på omkring 14% i sektoren for beboelsesbygninger. Den tilsluttede varmebelastning er omkring 52.729 MW. Varmen kommer hovedsageligt fra kraftvarmeværker (83%). Varme-kun kedler leverer 16% og 1% er overskudsvarme fra industrien. Kraftvarmeværkerne anvender naturgas (42%), kul (39%), brunkul (12%) og affald/andre (7%) som brændstof.

Det største fjernvarmenet er placeret i Berlin, hvorimod den største spredning af fjernvarme sker i Flensborg med omkring 90% markedsandel. I München kommer omkring 70% af den producerede elektricitet fra fjernvarmeværker.

Fjernvarme har ret få juridiske rammer i Tyskland. Der er ingen lov om det, da de fleste elementer i fjernvarme er reguleret i statslige eller regionale ordrer. Der er ingen offentlig støtte til fjernvarmenetværk, men en lov om støtte til kraftvarmeværker. Som i EU vil kraftvarmedirektivet træde i kraft, denne lov kræver sandsynligvis en vis justering.

Grækenland

Grækenland har fjernvarme hovedsageligt i provinsen Vest -Makedonien , Centralmakedonien og Peloponnesos -provinsen . Det største system er byen Ptolemaida , hvor der er fem kraftværker ( termiske kraftværker eller især TPS), der leverer varme til størstedelen af ​​de største byer i området og nogle landsbyer. Den første lille installation fandt sted i Ptolemaida i 1960, tilbyder opvarmning til Proastio landsby Eordaea hjælp af TPS i Ptolemaida. I dag er fjernvarmeinstallationer også tilgængelige i Kozani , Ptolemaida, Amyntaio , Philotas , Serres og Megalopolis ved hjælp af nærliggende kraftværker. I Serres er kraftværket et Hi-Efficiency CHP-anlæg, der anvender naturgas, mens kul er det primære brændstof til alle andre fjernvarmenet.

Geotermisk borehul uden for Reykjaviks kraftværk.

Ungarn

Ifølge folketællingen i 2011 var der 607.578 boliger (15,5% af alle) i Ungarn med fjernvarme, for det meste panellejligheder i byområder. Det største fjernvarmeanlæg i Budapest , det kommunalejede Főtáv Zrt. ("Metropolitan Teleheating Company") leverer varme og varmt vand til ledninger til 238.000 husstande og 7.000 virksomheder.

Island

Med 95% af alle boliger (for det meste i hovedstaden i Reykjavík ), der nyder fjernvarmetjenester - hovedsageligt fra geotermisk energi , er Island det land, der har størst penetration af fjernvarme.

Det meste af Islands fjernvarme kommer fra tre geotermiske kraftværker, der producerer over 800 MWth:

  • Svartsengi kraftvarmeværk (CHP)
  • Nesjavellir kraftvarmeværk
  • Kraftvarmeværk i Hellisheiði

Irland

Den Dublin Waste-to-Energy Facility vil give fjernvarme til op til 50.000 boliger i Poolbeg og de omkringliggende områder. Nogle eksisterende boligbyggerier i North Docklands er konstrueret til konvertering til fjernvarme-i øjeblikket ved hjælp af gasfyr på stedet-og rør er på plads i Liffey Service Tunnel for at forbinde disse til forbrændingsanlægget eller andre spildvarmekilder i området.

Tralee i Co Kerry har et 1 MW fjernvarmesystem, der leverer varme til et lejlighedskompleks, beskyttede boliger til ældre, et bibliotek og over 100 individuelle huse. Systemet drives af lokalt produceret træflis.

I Glenstal Abbey i Co Limerick findes der et dambaseret 150 kW varmesystem til en skole.

En ordning til brug af spildvarme fra et Amazon Web Services datacentre i Tallaght er beregnet til at opvarme 1200 enheder og kommunale bygninger

Italien

Et kraftvarmeværk i kraftvarme i Ferrera Erbognone ( PV ), Italien

I Italien bruges fjernvarme i nogle byer ( Bergamo , Brescia , Cremona , Bolzano , Verona , Ferrara , Imola , Modena , Reggio Emilia , Terlan , Torino , Parma , Lodi og nu Milano ). Fjernvarmen i Torino er den største i landet og leverer 550.000 mennesker (62% af hele byens befolkning).

Letland

I Letland bruges fjernvarme i større byer som Riga , Daugavpils , Liepāja , Jelgava . Det første fjernvarmesystem blev bygget i Riga i 1952. Hver storby har et lokalt firma, der er ansvarligt for produktion, administration og vedligeholdelse af fjernvarmesystemet.

Holland

Fjernvarme bruges i Rotterdam , Amsterdam og Almere med mere forventning, da regeringen har pålagt en overgang væk fra naturgas til alle hjem i landet i 2050. Byen Heerlen har udviklet et net, der bruger vand i nedlagte kulminer som kilde og opbevaring til varme og kulde. Dette er et godt eksempel på et 5. generations varme- og køleanlæg

Nordmakedonien

Fjernvarme fås kun i Skopje. Balkan Energy Group (BEG) driver tre DH -produktionsanlæg, der dækker størstedelen af ​​netværket, og leverer varme til omkring 60.000 husstande i Skopje, mere end 80 bygninger i uddannelsessektoren (skoler og børnehaver) og mere end 1.000 andre forbrugere (for det meste kommerciel). De tre BEG -produktionsanlæg anvender naturgas som brændstofkilde. Der er også et kraftvarmeværk TE-TO AD Skopje, der producerer varme leveret til Skopje fjernvarmesystem. Andelen af ​​kraftvarmeproduktion i DH -produktionen var 47% i 2017. Distribution og levering af fjernvarme varetages af selskaber ejet af BEG.

Norge

I Norge udgør fjernvarme kun cirka 2% af energibehovet til opvarmning. Dette er et meget lavt tal sammenlignet med lignende lande. En af hovedårsagerne til, at fjernvarme har en lav penetration i Norge, er adgang til billig vandbaseret el, og 80% af det private elforbrug går til varme rum og vand. Der er dog fjernvarme i de større byer.

Polen

I 2009 brugte 40% af de polske husstande fjernvarme, de fleste i byområder. Varme leveres primært af kraftvarmeværker, hvoraf de fleste brænder hård kul. Det største fjernvarmeanlæg er i Warszawa, ejet og drevet af Veolia Warszawa, der distribuerer ca. 34 PJ årligt.

Rumænien

Det største fjernvarmesystem i Rumænien er i Bukarest . Ejet og drevet af RADET distribuerer det cirka 24 PJ årligt og betjener 570 000 husstande. Dette svarer til 68% af Bukarests samlede varmebehov (RADET opfylder yderligere 4% gennem enkeltbygningskedelsystemer, i alt 72%).

Rusland

I de fleste russiske byer producerer kraftvarmeværker på distriktsniveau ( ТЭЦ, теплоэлектроцентраль ) mere end 50% af landets elektricitet og giver samtidig varmt vand til nabobyblokke . De fleste bruger kul - og gas -drevne dampturbiner til kraftvarmeproduktion af varme. Nu begynder gasturbinedesigner med kombineret cyklus også at blive brugt i vid udstrækning.

Serbien

I Serbien bruges fjernvarme i hovedbyerne, især i hovedstaden Beograd . Det første fjernvarmeværk blev bygget i 1961 som et middel til at levere effektiv opvarmning til de nybyggede forstæder Novi Beograd . Siden da er talrige anlæg blevet bygget til at opvarme den stadigt voksende by. De bruger naturgas som brændstof, fordi det har mindre indflydelse på miljøet. Fjernvarmesystemet i Beograd besidder 112 varmekilder på 2.454 MW kapacitet, over 500 km rørledning og 4365 forbindelsesstationer, der leverer fjernvarme til 240.000 lejligheder og 7.500 kontor-/erhvervsbygninger med et samlet gulvareal på over 17.000.000 kvadratmeter.

Slovakiet

Slovakiets centraliserede varmesystem dækker mere end 54% af det samlede behov for varme. I 2015 blev cirka 1,8 millioner borgere, 35% af den samlede befolkning i Slovakiet, betjent af fjernvarme. Infrastrukturen blev hovedsageligt bygget i 1960'erne og 1980'erne. I de senere år har der været store investeringer for at øge andelen af ​​vedvarende energikilder og energieffektivitet i fjernvarmesystemer. Varmeproduktionen kommer hovedsageligt fra naturgas og biomasse, og 54% af varmen i fjernvarme genereres gennem kraftvarmeproduktion. Distributionssystemet består af 2800 km rør. Varmt og varmt vand er de mest almindelige varmebærere, men ældre højtryks damptransport tegner sig stadig for omkring en fjerdedel af den primære distribution, hvilket resulterer i flere tab i systemet. Med hensyn til markedsstrukturen var der 338 varmeleverandører med tilladelse til at producere og/eller distribuere varme i 2016, hvoraf 87% var både producenter og distributører. De fleste er små virksomheder, der opererer i en enkelt kommune, men nogle store virksomheder som Veolia er også til stede på markedet. Staten ejer og driver store samproduktionsanlæg, der producerer fjernvarme og elektricitet i seks byer (Bratislava, Košice, Žilina, Trnava, Zvolen og Martin). Flere virksomheder kan operere i en by, hvilket er tilfældet i større byer. En stor andel af DH produceres af små naturgasvarmekedler, der er forbundet med bygninger. I 2014 var næsten 40% af den samlede DH-produktion fra naturgaskedler, bortset fra co-generation.

Sverige

Sverige har en lang tradition for brug af fjernvarme i byområder. I 2015 blev omkring 60% af Sveriges huse (private og kommercielle) opvarmet med fjernvarme, ifølge den svenske fjernvarmeorganisation. Byen Växjö reducerede sit fossile brændstofforbrug med 30% mellem 1993 og 2006 og sigtede mod en reduktion på 50% inden 2010. Dette skulle i vid udstrækning opnås ved hjælp af biomassefyret fjernvarme. Et andet eksempel er anlægget i Enköping , der kombinerer brugen af ​​kortrotationsplantager både til brændstof og til fytoremediering.

47% af den varme, der genereres i svenske teleopvarmningssystemer, produceres med vedvarende bioenergikilder samt 16% i affald til energianlæg , 7% leveres af varmepumper , 10% ved røggaskondensation og 6% fra industrielle spildvarme genvinding . De resterende er for det meste fossile brændstoffer: olie (3%), naturgas (3%), tørv (2%) og kul (1%).

På grund af loven om forbud mod traditionelle lossepladser bruges affald almindeligvis som brændstof.

Det Forenede Kongerige

Fjernvarme akkumulator tårn og værksteder på Churchill Gardens Estate, Pimlico , London. Dette anlæg brugte engang spildvarme fra Battersea Power Station på den anden side af Themsen . (Januar 2006)

I Det Forenede Kongerige blev fjernvarme populær efter Anden Verdenskrig, men i begrænset omfang for at opvarme de store boligområder, der erstattede områder, der blev ødelagt af Blitz . I 2013 var der 1.765 fjernvarmeanlæg med 920 baseret i London alene. I alt leveres omkring 210.000 boliger og 1.700 virksomheder af varmenetværk i Storbritannien.

Den Pimlico Fjernvarme Tilsagn (PDHU) først blev operationel i 1950 og fortsætter med at udvide den dag i dag. PDHU stolede engang på spildvarme fra det nu nedlagte Battersea-kraftværk på sydsiden af Themsen . Det er stadig i drift, og vandet opvarmes nu lokalt af et nyt energicenter, der indeholder 3,1 MWe / 4,0 MWth gasfyrede kraftvarmotorer og 3 × 8 MW gasfyrede kedler.

En af Storbritanniens største fjernvarmesystemer er EnviroEnergy i Nottingham . Fabrikken, der oprindeligt blev bygget af Boots, bruges nu til at opvarme 4.600 boliger og en lang række forretningslokaler, herunder Concert Hall , Nottingham Arena , Victoria Baths, Broadmarsh Shopping Center , Victoria Center og andre. Varmekilden er et affald til energiforbrændingsanlæg . Skotland har flere fjernvarmesystemer, hvor de første i Storbritannien blev installeret i Aviemore og andre fulgte ved Lochgilphead, Fort William og Forfar.

Sheffields fjernvarmenet blev etableret i 1988 og udvides stadig i dag. Det sparer tilsvarende 21.000 plus tons CO2 hvert år i forhold til konventionelle energikilder - elektricitet fra det nationale net og varme genereret af individuelle kedler. Der er i øjeblikket over 140 bygninger forbundet til fjernvarmenettet. Disse omfatter bymærker som Sheffield City Hall , Lyceum Theatre , University of Sheffield , Sheffield Hallam University , hospitaler, butikker, kontorer og fritidsfaciliteter plus 2.800 boliger. Mere end 44 km underjordiske rør leverer energi, som genereres på Sheffield Energy Recovery Facility . Dette omdanner 225.000 tons affald til energi, der producerer op til 60 MWe termisk energi og op til 19 MWe elektrisk energi.

Den Southampton District Energy Scheme blev oprindeligt bygget til at bruge bare geotermisk energi, men nu også anvender varmen fra et gasfyret kraftvarme-generator. Det leverer varme og fjernkøling til mange store lokaler i byen, herunder indkøbscenteret Westquay , De Vere Grand Harbour -hotellet , Royal South Hants Hospital og flere boligordninger. I 1980'erne begyndte Southampton at udnytte kombineret varme og el -fjernvarme og udnyttede geotermisk varme "fanget" i området. Den geotermiske varme fra brønden fungerer sammen med ordningen Kombineret varme og kraft. Geotermisk energi leverer 15-20%, fyringsolie 10%og naturgas 70%af den samlede varmeindgang til denne ordning, og kombinerede varme- og kraftgeneratorer bruger konventionelle brændstoffer til at producere elektricitet. "Spildvarme" fra denne proces genvindes til distribution via elnettet på 11 km.

Lerwick fjernvarmeordning er bemærket, fordi det er en af ​​de få ordninger, hvor et helt nyt system blev tilføjet til en tidligere eksisterende lille by.

ADE har et online kort over fjernvarmeinstallationer i Storbritannien. ADE anslår, at 54 procent af energien, der bruges til at producere elektricitet, går til spilde via konventionel elproduktion, hvilket vedrører 9,5 mia. Pund (12,5 mia. US $) om året.

Spanien

Nordamerika

I Nordamerika er fjernvarmesystemer opdelt i to generelle kategorier. De, der ejes og betjener bygningerne i en enkelt enhed, betragtes som institutionelle systemer. Alle andre falder ind i den kommercielle kategori.

Canada

Fjernvarme er ved at blive en voksende industri i canadiske byer, og mange nye systemer er blevet bygget i de sidste ti år. Nogle af de største systemer i Canada inkluderer:

  • Calgary: ENMAX øjeblikket driver Calgary Downtown District Energy Center, der giver varme til op til 10.000.000 kvadratfod (930.000 m 2 ) af nye og eksisterende boliger og erhvervsbygninger. District Energy Center begyndte driften i marts 2010 med at levere varme til sin første kunde, byen Calgary kommunale bygning.
  • Edmonton : Fællesskabet i Blatchford , der i øjeblikket udvikles på grund af Edmontons tidligere City Center -lufthavn , lancerer et District Energy Sharing System (DESS) i faser. Et geo-udvekslingsfelt gik online i 2019, og Blatchfords energiforsyning er i planlægnings- og designfasen for et spildevandsudvekslingssystem.
  • Hamilton , ON har et fjernvarme- og kølesystem i centrumkernen, der drives af HCE Energy Inc.
  • Montreal har et fjernvarme- og kølesystem i centrumkernen.
  • Toronto :
    • Enwave leverer fjernvarme og -køling inden for centrum af Toronto , herunder dyb søkølingsteknologi , som cirkulerer koldt vand fra Ontariosøen gennem varmevekslere for at levere køling til mange bygninger i byen.
    • Creative Energy er ved at konstruere et kombineret varme-og-kraft-distriktsystem til udvikling af Mirvish Village .
  • Surrey : Surrey City Energy, der ejes af byen, leverer fjernvarme til byens centrum .
  • Vancouver :
    • Creative Energy's Beatty Street -facilitet har fungeret siden 1968 og leverer et centralvarmeanlæg til byens centrum i Vancouver . Udover opvarmning af 180 bygninger driver Central Heat Distribution -netværket også et dampur . Der arbejdes i øjeblikket på at flytte anlægget fra naturgas til elektrisk udstyr.
    • Et storstilet fjernvarmeanlæg kendt som Neighborhood Energy Utility i South East False Creek -området er i første omgang med naturgaskedler og betjener OL 2010 i 2010. Det ubehandlede spildevarmegenvindingssystem begyndte driften i januar 2010 og leverede 70% af det årlige energibehov, med eftermonteringsarbejde i gang for at flytte anlægget fra dets resterende naturgasforbrug.
  • Windsor, Ontario har et fjernvarme- og kølesystem i centrumkernen.
  • Drake Landing Solar Community , AB, er lille (52 boliger), men er kendt for at have det eneste centrale solvarmesystem i Nordamerika.
  • London, Ontario og Charlottetown, PEI har fjernvarme co-generation systemer, der ejes og drives af Veresen .
  • Sudbury, Ontario har et fjernvarmeanlæg til kraftvarmeproduktion i centrum af centrum samt et selvstændigt kraftvarmeværk til Sudbury Regional Hospital . Derudover har Naneff Gardens, en ny boliginddeling ved Donnelly Drive i byens Garson -kvarter , et geotermisk fjernvarmeanlæg ved hjælp af teknologi udviklet af et lokalt firma, Renewable Resource Recovery Corporation.
  • Ottawa, indeholder et betydeligt fjernvarme- og kølesystem, der betjener det store antal føderale regeringsbygninger i byen. Systemløkken indeholder til enhver tid næsten 4.000 m 3 (1 million US gal) kølet eller opvarmet vand.
  • Cornwall, Ontario driver et fjernvarmeanlæg, der betjener en række bybygninger og skoler.
  • Markham, Ontario : Markham District Energy driver flere fjernvarmeanlæg:
    • Warden Energy Center (ca. 2000), Clegg Energy Center og Birchmount Energy Center betjener kunder i Markham Center -området
    • Bur Oak Energy Center (ca. 2012), der betjener kunder i Cornell Center -området

Mange canadiske universiteter driver centrale campusvarmeværker.

Forenede Stater

Den Holly Steam Kombination Company var den første damp opvarmning selskab til kommercielt distribuere fjernvarme fra et centralt damp varmesystem. Fra 2013 eksisterede der cirka 2.500 fjernvarme- og kølesystemer i USA i en eller anden form, hvor størstedelen leverede varme.

  • Consolidated Edison of New York (Con Ed) driver dampsystemet i New York City , det største kommercielle fjernvarmesystem i USA. Systemet har fungeret kontinuerligt siden den 3. marts 1882 og betjener Manhattan Island fra batteriet gennem 96th Street. Udover at levere rum- og vandvarme bruges damp fra systemet på mange restauranter til madlavning, til procesvarme i vaskerier og renserier og til at absorbere kølere til aircondition . Den 18. juli 2007 blev en person dræbt og mange andre såret, da et damprør eksploderede på 41st Street i Lexington. Den 19. august 1989 blev tre mennesker dræbt i en eksplosion i Gramercy Park .
  • Milwaukee , Wisconsin har brugt fjernvarme til sit centrale forretningsdistrikt, siden Valley Power Plant påbegyndte driften i 1968. [15] Luftkvaliteten i anlæggets umiddelbare nærhed er blevet målt med markant reducering af ozonniveauer. Konverteringen af ​​anlægget i 2012, der ændrede brændstoffet fra kul til naturgas , forventes at forbedre luftkvaliteten yderligere både på den lokale César Chavez -sensor og i Antarktis -sensorer. Interessant at bemærke om Wisconsin -kraftværker er deres dobbelte anvendelse som avl grund til vandrefalke .
  • Denvers fjerndampsystem er det ældste kontinuerligt driftede kommercielle fjernvarmesystem i verden. Det begyndte service 5. november 1880 og betjener fortsat 135 kunder. Systemet er delvist drevet af Xcel Energy Zuni kraftvarmestation , som oprindeligt blev bygget i 1900.
  • NRG Energy driver distriktssystemer i byerne San Francisco, Harrisburg , Minneapolis , Omaha , Pittsburgh og San Diego .
  • Seattle Steam Company , et distriktssystem, der drives af Enwave, i Seattle. Enwave driver også fjernvarmesystem i Chicago , Houston , Las Vegas , Los Angeles , New Orleans og Portland sammen med yderligere canadiske byer.
  • Hamtramck Energy Services (HES) driver et distriktssystem i Detroit, der startede driften på Willis Avenue Station i 1903, oprindeligt drevet af Detroit Edison, nu DTE Energy .
  • Lansing Board of Water & Light , et kommunalt forsyningssystem i Lansing, Michigan driver et opvarmet og kølet vandsystem fra deres eksisterende kulværk. De har meddelt, at deres nye kraftvarmeværker i naturgas fortsat vil levere denne service.
  • Cleveland Thermal driver en distriktsdamp (siden 1894) fra Canal Road -anlægget nær The Flats og fjernkølesystem (siden 1993) fra Hamilton Avenue -anlægget på bluffene øst for centrum.
  • Veresen driver fjernvarme-/co-generationsanlæg i Ripon, Californien og San Gabriel, Californien .
  • Veolia Energy, en efterfølger af 1887 Boston Heating Company, driver et 42-mile (42 km) distriktssystem i Boston og Cambridge, Massachusetts , og driver også systemer i Philadelphia PA, Baltimore MD, Kansas City MO, Tulsa OK, Houston TX og andre byer.
  • District Energy St. Paul driver det største varmtvands fjernvarmesystem i Nordamerika og genererer størstedelen af ​​sin energi fra et tilstødende biomasse-drevet kraftvarmeværk. I marts 2011 blev en 1 MWh termisk solcelle integreret i systemet, bestående af 144 20 'x 8' solpaneler installeret på taget af en kundebygning, RiverCentre.
  • California Department of General Services driver et centralt anlæg, der leverer fjernvarme til fire millioner kvadratfod i 23 statsejede bygninger, herunder State Capitol, ved hjælp af højtryksdampkedler.

Historisk set blev fjernvarme primært brugt i byområder i USA, men i 1985 blev det hovedsageligt brugt i institutioner. En håndfuld mindre kommuner i New England opretholdt kommunal damp ind i det 21. århundrede i byer som Holyoke, Massachusetts og Concord, New Hampshire , men førstnævnte ville afslutte servicen i 2010 og sidstnævnte i 2017 og tilskrive aldrende infrastruktur og kapitaludgifter til deres lukninger. I 2019 erstattede Concord en række resterende rør med mere effektive rør til et mindre dampsystem, der kun opvarmede statshuset og statsbiblioteket , hovedsageligt på grund af historiske bevaringsårsager frem for en bredere energiplan.

Det indre af BGSU varmeanlægget

Fjernvarme bruges også på mange universitetscampusser, ofte i kombination med fjernkøling og elproduktion. Universiteter, der bruger fjernvarme, omfatter University of Texas i Austin ; Rice University ; Brigham Young University ; Georgetown University ; Cornell University , som også anvender dybvandskøling ved hjælp af vandet i den nærliggende Cayuga Lake ; Purdue University ; University of Massachusetts Amherst ; University of Notre Dame ; Michigan State University ; Eastern Michigan University ; Case Western Reserve University ; Iowa State University ; University of Delaware ; University of Maryland, College Park , University of Wisconsin – Madison , University of Georgia , University of Cincinnati , North Carolina State University og flere campusser ved University of California . MIT installerede et kraftvarmesystem i 1995, der leverer elektricitet, varme og køling til 80% af sine campusbygninger. Den University of New Hampshire har en kraftvarmeværk køre på metan fra en tilstødende losseplads, giver universitetet med 100% af sin varme og magt behov uden at brænde olie eller naturgas. North Dakota State University (NDSU) i Fargo, North Dakota har brugt fjernvarme i over et århundrede fra deres kulfyrede varmeanlæg.

Asien

Japan

87 fjernvarmevirksomheder opererer i Japan og betjener 148 distrikter.

Mange virksomheder driver fjernvarme -kraftvarmefaciliteter, der leverer damp og/eller varmt vand til mange af kontorbygningerne. De fleste operatører i Greater Tokyo betjener også fjernkøling.

Kina

I det sydlige Kina er der næsten ingen fjernvarmesystemer. I det nordlige Kina er fjernvarmeanlæg almindelige. De fleste fjernvarmeanlæg, der kun er til opvarmning i stedet for kraftvarme, bruger stenkul . Da luftforurening i Kina er blevet ganske alvorlig, bruger mange byer gradvist nu naturgas frem for kul i fjernvarmesystemet. Der er også en vis mængde af jordvarme og hav varmepumpeanlæg systemer.

I februar 2019 underskrev Kinas State Power Investment Corporation (SPIC) en samarbejdsaftale med Baishan kommunestyre i Jilin- provinsen om Baishan Nuclear Energy Heating Demonstration Project, der ville bruge et China National Nuclear Corporation DHR-400 (fjernvarmereaktor 400 MWt ). Byggeomkostninger er 1,5 milliarder yuan ($ 230 millioner), hvilket tager tre år at bygge.

Markedsindtrængning

Fjernvarme (DH) trænger ind på varmemarkedet varierer fra land til land. Penetration påvirkes af forskellige faktorer, herunder miljøforhold, tilgængelighed af varmekilder, økonomi og økonomiske og juridiske rammer. Det Europa-Kommissionen sigter mod at udvikle en bæredygtig praksis ved gennemførelse af fjernvarme og fjernkøling teknologi. [16]

I år 2000 var procentdelen af ​​huse leveret af fjernvarme i nogle europæiske lande som følger:

Land Penetration (2000)
Island 95%
Danmark 64,4% (2017)
Estland 52%
Polen 52%
Sverige 50%
Tjekkiet 49%
Finland 49%
Slovakiet 40%
Rusland 35%
Tyskland 22% (2014)
Ungarn 16%
Østrig 12,5%
Frankrig 7,7% (2017)
Holland 3%
Storbritannien 2%

På Island er den fremherskende positive indflydelse på DH tilgængeligheden af ​​let opsamlet geotermisk varme . I de fleste østeuropæiske lande omfattede energiplanlægning udvikling af kraftvarmeproduktion og fjernvarme. Negativ indflydelse i Holland og Storbritannien kan delvist tilskrives mildere klima sammen med konkurrence fra naturgas . Afgiften på indenlandske gaspriser i Storbritannien er en tredjedel af den i Frankrig og en femtedel af den i Tyskland.

Se også

Fodnoter

eksterne links