hig.sePublikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard-cite-them-right
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • sv-SE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • de-DE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Småskalig kraftvärmeproduktion för ett medelstort svenskt industriföretag: Potentialen för konventionell Rankinecykel
Högskolan i Gävle, Akademin för teknik och miljö, Avdelningen för byggnadsteknik, energisystem och miljövetenskap, Energisystem och byggnadsteknik.
2019 (Svenska)Självständigt arbete på grundnivå (kandidatexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
Hållbar utveckling
Uppsatsen/examensarbetet har inslag av hållbar utveckling enligt högskolans kriterier
Abstract [sv]

Utsläppen av växthusgaser måste minska snabbt under de kommande åren. Sveriges mål är att uppnå nettonollutsläpp till år 2045. Industrisektorn spelar en avgörande roll i omställningsarbetet genom att minska sitt energibehov och fasa ut sin användning av fossila bränslen, teknikutvecklingen måste gå mot mer klimatsmarta och hållbara produkter och produktionsmetoder. Omställningen kommer att kräva ett mer robust och tillförlitligt energisystem där dagens centraliserade system kompletteras med mindre decentraliserade produktionsanläggningar så att effekt- och energibehov kan tillgodoses i alla lägen. Att producera el och värme närmare användaren bidrar till minskade överföringsförluster. Småskalig kraftvärmeproduktion (CHP) baserad på biobränslen eller restvärmeresurser kan vara en del av lösningen för att minska utsläppen av växthusgaser.

Syftet med det här examensarbetet är att undersöka möjligheten för ett medelstort svenskt industriföretag att producera sitt eget basbehov av värme och el med hjälp av den konventionella Rankinecykeln. Samt att undersöka hur produktionskostnaderna av el och värme förändras beroende på anläggningens storlek.

Arbetet har bestått av datainsamling från olika tillverkare av turbiner och pannor, en beräkningsmodell skapades i Excel där anläggningar av olika storlek har jämförts vid olika driftscenarion. Ekonomiska kalkyler har gjorts med hjälp av Pay-off metoden och Nuvärdesmetoden.

Resultatet visar att produktionskostnaderna för anläggningar med turbiner i storleksordningen 10 – 100 kWel ligger på en relativt jämn nivå och betydligt lägre än priserna på köpt el och fjärrvärme. Den ekonomiska bedömningen visar generellt på positiva resultat med korta pay-offtider och positiva nuvärden.

En jämförelse av anläggningarna visar att elverkningsgraden är låg och att totalverkningsgraden i vissa fall blir lägre än för företagets befintliga värmeleverantör. Detta visar att trots att det ur ett ekonomiskt perspektiv kan vara en lönsam investering kan det ur ett systemperspektiv vara ett sämre alternativ då en lägre verkningsgrad leder till en ökad primärenergianvändning.

Det är många parametrar som påverkar en CHP-anläggnings prestanda och ekonomiska lönsamhet, men en av de viktigaste är drifttiden. Att ha en kontinuerlig drift under större delen av året har stor påverkan på anläggningens ekonomiska prestanda. Anläggningens låga elverkningsgrad gör också att största besparingen hamnar på värmeproduktionen vilket gör att anläggningen bör dimensioneras så att den ersätter så stor del som möjligt av företagets värmebehov.

Abstract [en]

The emissions of greenhouse gases need to decrease rapidly over the coming decades. Sweden has set the target to achieve net zero emissions by 2045. The industrial sector plays a crucial role in that conversion by reducing its energy needs and to convert from fossil fuels to renewables.

This conversion will require a more robust and reliable energy system were todays centralized system has been supplemented by small decentralized production facilities. To produce heat and power closer to the consumers means less transmission losses. Small scale combined heat and power (CHP) production based on biofuels or excess heat could be a solution to reduce greenhouse gas emissions.

The purpose of this paper is to evaluate the possibility for a mid-size Swedish industrial company to produce its own base load of heat and power with a conventional Rankine cycle. Also to evaluate the production costs depending on the size of the plant.

The work has consisted of data collection from different manufacturers of steam turbines and steam boilers, a calculation model has been made in Excel to compare different plant sizes and in different operating scenarios. Economical evaluations has been made with the Pay-off method and the net present value method (NPV).

The result shows that production costs for facilities with steam turbines in the size range of 10 – 100 kWel is well below the price of bought electricity and district heating. The economical evaluation generally shows on short pay-off times and positive NPV.

A comparison of the CHP plants shows that the electric efficiency is low and the total efficiency sometimes can be lower than for the existing heat supplier of the company. This means that a switch to local CHP will have a negative impact from a system perspective, because of the increased use of primary energy resources.

There is many parameters that affects the performance of a CHP plant but the most crucial is the operation time. To have a continuous operation over a major part of the year has a great impact on the economic performance. The low electric efficiency means that the major part of the savings gets on the heat production. This means that the CHP plant should be dimensioned to replace primarily the heat requirement.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
2019. , s. 31
Serie
Hans Wigö
Nyckelord [en]
CHP, industry, Combined heat and power, Rankine cycle, steam turbine, small scale, efficiency
Nyckelord [sv]
CHP, industri, kraftvärme, Rankinecykel, ångturbin, småskalig, verkningsgrad
Nationell ämneskategori
Bioenergi Energiteknik Energisystem Infrastrukturteknik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:hig:diva-29989OAI: oai:DiVA.org:hig-29989DiVA, id: diva2:1326490
Ämne / kurs
Energisystem
Utbildningsprogram
Högskoleingenjör
Handledare
Examinatorer
Tillgänglig från: 2019-06-20 Skapad: 2019-06-18 Senast uppdaterad: 2019-06-20Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

Examensarbete Erik Larsson(1128 kB)14 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 1128 kBChecksumma SHA-512
907e85636d893e9a0e503f10843ae7627a886623eb792f5076cf36ca17f7e19dc18940a31d5870bf8df254fff037440acd4a7b063c6ce6e96e76d3ab62ab10ae
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Av organisationen
Energisystem och byggnadsteknik
BioenergiEnergiteknikEnergisystemInfrastrukturteknik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 14 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

urn-nbn

Altmetricpoäng

urn-nbn
Totalt: 42 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard-cite-them-right
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • sv-SE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • de-DE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf