Från fallstudien rekommenderas dubbelrör serie 1. Skulle däremot dubbelrör inte vara önskvärt att använda så rekommenderas kombinationen enkelrör serie 4 på framledning med serie 2 på returledning.
Med dagens marginalkostnad på 50 SEK/MWh rekommenderas användningen av dubbelrör upp till DN150. För DN25, 50 och 100 rekommenderas dubbelrör serie 2, för DN32, 40, 65 och 80 rekommenderas dubbelrör serie 3 samt för DN125 och 150 rekommenderas dubbelrör serie 1. Skulle det inte vara önskvärt att använda dubbelrör så rekommenderas enkelrör serie 2 för majoriteten av dimensionerna upp till DN150. Det skiljer sig för DN40 och 80 där enkelrör serie 4 rekommenderas, samt DN65 där enkelrör serie 3 rekommenderas. Vid högre dimensioner än DN150 blir investeringskostnaden för en högre serie för hög för att kunna motivera nånting annat än enkelrör serie 1. Skulle däremot marginalkostnaden öka i framtiden så ökar även behovet av att isolera fjärrvärmeledningarna.
Anledningen till att fjärrvärmeledningarna inte bör isoleras med hög isoleringsserie för samtliga dimen-sioner är på grund av Mälarenergis låga marginalkostnad. Förbränning av avfall drar ner på marginal-kostnadens årsmedel avsevärt, vilket medför att kostnaden för värmeförluster inte är särskilt hög. Vissa månader lönar det sig till och med att ha värmeförluster i nätet. En låg marginalkostnad medför ett lågt behov av hög isoleringsserie på fjärrvärmeledningarna.
Med detta projekt har en fungerande teknoekonomisk modell skapats, som kan analysera olika dimen-sioner samt isoleringsserier av fjärrvärmeledningar. Det är möjligt att ändra på data så som marginal-kostnaden, temperaturer och investeringskostnader så att modellen är relevant även i framtiden då dessa variabler kan ha ändrats från dess värden idag. I och med detta kan Mälarenergi använda sig av den skapta modellen för att ta beslut om nyinvesteringar för fjärrvärmeledningar.
6.1 Fortsatt arbete
För att få ett korrekt resultat vid användning av denna modell, behövs data så som temperaturer och kostnader uppdateras kontinuerligt vid eventuella förändringar.
Då dubbelrör visar en besparing vid majoriteten av dess dimensioner, så kan kostnaden för rörgravar behöva utredas. Detta eftersom storleken på en rörgrav för dubbelrör ofta är mindre än den hos enkelrör, och detta bör leda till att kostnaden för installationen blir mindre för dubbelrör. Därmed så kan bespa-ringen öka ytterligare hos dubbelrören. För att då få ett noggrannare resultat på den totala bespabespa-ringen, kan kostnader hos rörgravar behöva utredas.
Referenser
[1] Energiföretagen. Fjärrvärme på djupet. isbn: 978-91-85775-33-0.
[2] SCB. El-, gas-, och fjärrvärmeförsörjning 2019. [citerad 2021-01-28]. Hämtad från: https : / / www . scb . se / contentassets / f3fea1fd8f6040e8b78b9408f49adbc8 / en0105 _ 2019a01 _ sm _ en11sm2001.pdf. 2020.
[3] Mälarenergi. Så fungerar fjärrvärme. [citerad 2021-01-22]. Hämtad från: https://www.malarenergi.
se/kunskapsbanken/fjarrvarme/sa-fungerar-fjarrvarme-och-fjarrkyla/.
[4] Tekniska Verken. Primär- och sekundärsystem. [citerad 2021-01-28]. Hämtad från: https://www.
tekniskaverken.se/privat/fjarrvarme/din-fjarrvarmecentral/primar--och-sekundarsystem/. [5] Mälarenergi. Om Kraftvärmeverket Västerås. [citerad 2021-01-22]. Hämtad från: https://www.
malarenergi.se/om-malarenergi/framtidens-samhalle/vara-anlaggningar/kraftvarmeverket/
kraftvarmeverket-vasteras/.
[6] Johanna Valtersson. Värmeförluster från kulvertar. [citerad 2021-04-26]. Hämtad från: http://
www.diva-portal.org/smash/get/diva2:682575/FULLTEXT01.pdf.
[7] Ulf Jarfelt. “EkoDim - Beräkningsprogram lönar det sig att isolera mera?” I: (2002). issn: 1402-5191.
[8] Ulf Jarfelt. “Jämföresle mellan dubbel- och enkelrör. Akumulerade värmeförluster och miljöbelast-ning under 50 års drifttid”. I: (2002). issn: 1402-5191.
[9] Erik Lelander. Värmeförluster i fjärrvärmerör. En teknisk och ekonomisk utredning av fördelar med en högre isoleringsserie. [citerad 2021-04-26]. Hämtad från: http://www.diva-portal.org/
smash/get/diva2:475707/FULLTEXT03.pdf. 2011.
[10] Svend Frederiksen och Sven Werner. Fjärrvärme och Fjärrkyla. Upplaga 1:1. Lund: Studentlitte-ratur AB, 2014. isbn: 978-91-44-08529-6.
[11] Pipex. Catalogue. District heating/cooling pre-insulated pipe systems. Version 01.2020. [citerad 2021-01-26]. Hämtad från: https://static1.squarespace.com/static/5cf0d9c88ae3230001173269/
t/5ec299f840471f759a3b9903/1589811745162/Catalogue_PIPEX.pdf.
[12] Swedish Standard Institute. SS-EN 253:2019. Fjärrvärmerörsystem - Enkelrörsystem med fast för-band mellan värmeisolering och medierör respektive mantelrör för direkt markförlag distribution av hetvatten - Fabrikstillverkad rörenhet bestående av ett medierör av stål, värmeisolering av PUR-skum och ett ytterhölje av etenplast. 2019.
[13] Bijan Adl Zarrabi m. f. Livslängd och statusbedömning av fjärrvärmenät. Konventionella- och hög-presterande rör. Energiforsk AB, 2017. isbn: 978-91-7673-420-9.
[14] Energiföretagen. Läggningsanvisningar för fjärrvärme- och fjärrkyleledningar. Tekniska bestämmel-se. Version D:211. 2019.
[15] Svend Frederiksen och Sven Werner. Fjärrvärme. Teori, teknik och funktion. Lund: Studentlitte-ratur AB, 1993. isbn: 91-44-38011-9.
[16] Swedish Standard Institute. SS-EN 13941-1:2019. Fjärrvärmerörsystem - Konstruktion och instal-lation av värmeisolerade enkelrörsystem och tvillingrörsystem med fast förband mellan värmeiso-lering och medierör respektive mantelrör för direkt markförlagd distribution av hetvatten - Del 1:
Konstruktion. 2019.
[17] Uppsala Universitet. Celcius. Rapporter. [citerad 2021-02-10]. Hämtad från: http://celsius.
met.uu.se/rapport/default.aspx?meny=1.
[18] Logstor. Logstor Calculator. [citerad 2021-02-12]. Hämtad från: http://calc.logstor.com/sv/
%c3%a6ldningskurver/.
[19] isoplus. Stålrör enkel - projektering-förläggning. [citerad 2021-02-15]. Hämtad från: https://www.
isoplus . dk / se / wp content / uploads / pdf download center / 4_ _St % C3 % A5lr % C3 % B6r_ -_enkel_-_projektering-f%C3%B6rl%C3%A4ggning_SE_mail.pdf.
[20] Logstor. Product Catalogue. District Energy. Version 2020.12.
[21] Powerpipe. Produktkatalog. Version 2021:1. [citerad 2021-02-16]. Hämtad från: https : / / www . powerpipe.se/sites/default/files/bilder/pp-katalog2021_1_jan.pdf.
[22] Uponor. Wehotherm - fjärrvärmekulvert. Produktkatalog. [citerad 2021-02-05]. Hämtad från: https:
//byggfjarrvarme.se/wp-content/uploads/2019/11/Wehotherm-Produktkatalog-2019.pdf. [23] Patrik Selinder och Håkan Walletun. Modell för ändrade förutsättningar i fjärrvärmenät. Svensk
Fjärrvärme AB, 2009. isbn: 978-91-7381-065-4.
[24] Nordpool. Day-ahead prices. [uppdaterad 2021-01-04; citerad 2021-03-26]. Hämtad från: https:
//www.nordpoolgroup.com/Market-data1/Dayahead/Area-Prices/SE/Yearly/?view=table. [25] David Sundén. Vad blir elpriset i framtiden? [uppdaterad 2020-06-30; citerad 2021-03-26]. Hämtad
från: https://elavsol.se/solnytt/vad-blir-elpriset-i-framtiden/.
[26] Statistiska Centralbyrån. Avfallsindex för förbränning. [citerad 2021-03-26]. Hämtad från: https:
//www.avfallsverige.se/fileadmin/user_upload/4_kunskapsbank/Foerbraenningsindex_
januari_2021.pdf.
[27] Nationalencyklopedin. Nuvärde. [citerad 2021-03-25]. Hämtad från https://www-ne-se.proxy.
lib.ltu.se/uppslagsverk/encyklopedi/l%C3%A5ng/nuv%C3%A4rde.
[28] isoplus. Stålrör dubbelt - komponenter. [citerad 2021-02-05]. Hämtad från: https://www.isoplus.
dk/se/wp- content/uploads/pdf- download- center/8_- _St%C3%A5lr%C3%B6r_- _dubbelt_-_komponenter_SE_mail.pdf.
[29] Energimyndigheten. Statistikdatabas. [citerad 2021-03-26]. Hämtad från: https://pxexternal.
energimyndigheten.se/pxweb/sv/Tr%c3%a4dbr%c3%a4nsle- %20och%20torvpriser/Tr%c3%
a4dbr%c3%a4nsle-%20och%20torvpriser/EN0307_2.px/.
Bilagor
Bilaga 1 - Dimensioner fjärrvärmeledningar
Nedan, i tabell B1-B3, presenteras mått för fjärrvärmeledningar beroende på dimension, baserat på standarden SS-EN 253 för enkelrör [12]. Presenterade dimensioner för dubbelrör är hämtade från leve-rantörernas produktkataloger, se [28], [20], [11], [21] och [22].
Tabell B1: Dimensioner och mått för enkelrör.
DN d0 [m] Serie 1 Dy [m] Serie 2
* - Mått för serie 4 är hämtat från Pipex produktkatalog. [11]
Tabell B2: Tjockleken hos mantelrören beroende på dimension.
DN tm [m]
Tabell B3: Dimensioner och mått för dubbelrör.
Bilaga 2 - Marktemperatur
I fgur B1 redovisas marktemperaturens variation med djupet, för varje månad.
Figur B1: Marktemperaturens variation med djupet, per månad.
Figur B1, forts.: Marktemperaturens variation med djupet, per månad.
Bilaga 3 - Värmekonduktivitet
I fgur B2 redovisas trendkurvan för förändringsfaktorn, beroende på tjockleken hos isoleringen.
Figur B2: Trendkurva för värmekonduktivitetens förändring över 30 år mot tjockleken på isoleringen.
Bilaga 4 - Kostnadsutveckling för bränslen
I tabell B4-B6 redovisas utvecklingen i kostnad för returträ, skogsfis och biprodukter mellan åren 2000-2020.
Tabell B4: Skillnaden i kostnad för returträ, mellan åren 2000-2020. Hämtat från energimyndighetens statistikdatabas, där åren 2000-2020 valdes med värmeverk som användare. [29]
År Kostnad [kr/MWh] Förändring [%]
Medelförändring [%] 2,50
Tabell B5: Skillnaden i kostnad för skogsfis, mellan åren 2000-2020. Hämtat från energimyndighetens statistikdatabas, där åren 2000-2020 valdes med värmeverk som användare. [29]
År Pris [kr/MWh] Förändring [%]
2000
2005
2010
2015
2020
Tabell B6: Skillnaden i kostnad för biprodukter, mellan åren 2000-2020. Hämtat från energimyndighetens statistikdatabas, där åren 2000-2020 valdes med värmeverk som användare. [29]
År Pris [kr/MWh] Förändring [%]
89,0 0
2001 96,0 7,87
2002 104 8,33
2003 109 4,81
2004 114 4,59
121 6,14
2006 128 5,79
2007 134 4,69
2008 157 17,2
2009 170 8,28
179 5,29
2011 184 2,79
2012 185 0,54
2013 179 -3,24
2014 167 -6,70
159 -4,79
2016 151 -5,03
2017 152 0,66
2018 159 4,61
2019 168 5,66
172 2,38
Medelförändring [%] 3,32
Bilaga 5 - Trendkurvor för fjärrvärmeledningars kostnad
I fgur B3-B4 redovisas trendkurvan för kostnadsutvecklingen för enkelrör serie 2 och 3.
Figur B3: Trendkurva på prisutvecklingen för enkelrör serie 2.
Figur B4: Trendkurva på prisutvecklingen för enkelrör serie 3.
I tabell B7-B8 redovisas kända och beräknade medelkostnader för fjärrvärmeledningar, enkel- och dub-belrör.
Tabell B7: Kostnad beroende av dimension för enkelrör, där serie 2 och 3 DN25-300 är kända kostnader, och DN350-700 samt samtliga dimensioner för serie 1 och 4 är beräknade kostnader.
DN Kostnad
Tabell B8: Kostnad beroende av dimension för dubbelrör, där serie 1 och 2 är kända priser medan serie 3 är beräknat.
Bilaga 6 - Kostnad, mu˙ar
I tabell B9-B12 redovisas kända medelkostnader för krymp- och svetsmu˙. Medelkostnader för mu˙arna, enkelrör serie 4, är beräknade.
Tabell B9: Medelkostnad för DN25-300 krympmu˙ar enkelrör. Kostnad för serie 4 är beräknat.
DN Kostnad
Tabell B10: Medelkostnad för DN25-150 krympmu˙ar dubbelrör.
DN Kostnad
Tabell B11: Medelkostnad för DN25-300 svetsmu˙ar enkelrör. Kostnad för serie 4 är beräknad.
DN Kostnad
Tabell B12: Medelkostnad för DN25-150 svetsmu˙ar dubbelrör.
I tabell B13 redovisas trendkurvor för kostnadsutvecklingen för mu˙ar, samt i tabell B14-B16 redovisas beräknade medelkostnader för krymp- och svetsmu˙ar, utifrån dess trendkurva.
Tabell B13: Trendkurvor för medelkostnad för krymp- och svetsmu˙ar.
Enkelrör
Serie Krympmu˙ Svetsmu˙
1 2
Tabell B14: Kostnader beräknade med trendkurvor, krympmu˙ enkelrör.
DN Kostnad
Tabell B15: Kostnader beräknade med trendkurvor, svetsmu˙ enkelrör.
DN Kostnad
Tabell B16: Kostnader beräknade med trendkurvor, krymp- och svetsmu˙ dubbelrör.
DN Krympmu˙ Svetsmu˙
Serie 1 Serie 2 Serie 3 Serie 1 Serie 2 Serie 3 200 2010 2425 2850 2924 3236 3669
Bilaga 7 - Maximala e˙ektförluster år 0 samt år 35, fallstudie
I tabell B17 redovisas den maximala e˙ektförlusten under år 0 samt år 35, för de olika fallen av fjärr-värmeledningar.
Tabell B17: Maximal e˙ektförlust för de olika fallen, för år 0 och efter avskrivningstiden.
Framledning Returledning Max.
e˙ektförlust år 0 [kW] Max.
e˙ektförlust år 35 [kW]
Enkelrör serie 1 Enkelrör serie 1 72,0 85,6
Enkelrör serie 2 Enkelrör serie 1 62,3 72,1
Enkelrör serie 2 Enkelrör serie 2 57,5 65,6
Enkelrör serie 3 Enkelrör serie 1 55,8 63,3
Enkelrör serie 3 Enkelrör serie 2 51,0 56,7
Enkelrör serie 3 Enkelrör serie 3 47,6 52,2
Enkelrör serie 4 Enkelrör serie 1 51,0 56,9
Enkelrör serie 4 Enkelrör serie 2 46,3 50,5
Enkelrör serie 4 Enkelrör serie 3 42,9 45,9
Enkelrör serie 4 Enkelrör serie 4 40,5 42,7
Dubbelrör serie 1 - 38,5 39,8
Dubbelrör serie 2 - 29,3 29,3
Dubbelrör serie 3 - 23,7 23,7
Bilaga 8 - Beräkningar, allmän rekommendation
I tabell B18 redovisas kostnaden per meter ledning för enkelrör, samt i tabell B19 motsvarande kostnad för dubbelrör. I fgur B4-B10 redovisas beräkningar av värmeförlusterna för samtliga dimensioner och serier.
Tabell B18: Investeringskostnad per meter ledning för enkelrör.
DN Serie 1 [SEK/m] Serie 2
Tabell B19: Investeringskostnad per meter ledning för dubbelrör.
DN Serie 1 [SEK/m] Serie 2
Figur B4: Beräkningar av värmeförluster för samtliga dimensioner, enkelrör serie 1.
Figur B5: Beräkningar av värmeförluster för samtliga dimensioner, enkelrör serie 2.
Figur B6: Beräkningar av värmeförluster för samtliga dimensioner, enkelrör serie 3.
Figur B7: Beräkningar av värmeförluster för samtliga dimensioner, enkelrör serie 4.
Figur B8: Beräkningar av värmeförluster för samtliga dimensioner, dubbelrör serie 1.
Figur B9: Beräkningar av värmeförluster för samtliga dimensioner, dubbelrör serie 2.
Bilaga 9 - Rekommendation på ledningar beroende av dimension och margi-nalkostnad.
I tabell B20 redovisas vilken serie av enkelrör som rekommenderas att investera i vid marginalkostnaderna 25, 50, 100 och 150 SEK/MWh. I tabell B21 redovisas motsvarande, men för dubbelrör.
Tabell B20: Rekommendation på serie för enkelrör, beroende på dimension och marginalkostnad.
DN 25 SEK/MWh 50 SEK/MWh 100 SEK/MWh 150 SEK/MWh
Tabell B21: Rekommendation på serie för dubbelrör, beroende på dimension och marginalkostnad.
DN 25 SEK/MWh 50 SEK/MWh 100 SEK/MWh 150 SEK/MWh
Generellt gäller ett ökat behov av högre serie på ledningen vid ökad marginalkostnad. För att en be-sparing ska ske så krävs att skillnaden i kostnader för värmeförluster ska vara större än skillnaden i investeringskostnad, jämfört med referensfallet enkelrör serie 1. Dessa skiljer sig åt från dimension till dimension, då måtten varierar och därmed även tjocklek på isolering och värmeförluster. Därför sker i vissa fall, exempelvis enkelrör DN40 med marginalkostnad 50 SEK/MWh, en variation från övriga rekommendationer.