EN1327
Metoder för förbättrad
fukthaltsmätning av fasta biobränslen
Improved methods for testing of moisture content in solid biofuels
My Rudsten
Förord
Detta examensarbete omfattar 30 högskolepoäng och har genomförts som avslutande del på civilingenjörsutbildningen i Energiteknik vid Umeå Universitet. Arbetet har under
vårterminen 2013 genomförts på uppdrag av Övik Energi.
Jag vill tacka min handledare på Övik Energi, Rickard Pellny, som hjälpt mig med arbetet och bidragit med många goda synpunkter. Jag vill även tacka min handledare vid universitetet, Robert Samuelsson, som med mycket god insyn inom området har bidragit med mycket information och väglett mig vid svåra beräkningar. Tack till personalen på VMF Nord och Patrik Lundgren på Domsjö Fiber som hjälpt mig med provtagningar av bränslet och slutligen tack till mina klasskompisar och familjemedlemar som hjälpt mig under min studietid.
Örnsköldsvik, juni 2013 My Rudsten
Sammanfattning
Under våren 2013 har detta examensarbete utförts som en del i civilingenjörsutbildningen i energiteknik vid Umeå Universitet, och projektet har genomförts på uppdrag av Övik Energi AB. I arbetet har en studie över metoden för fukthaltsmätning av fasta biobränslen vid Övik Energis kraftvärmeverk, Hörneborgsverket gjorts. Fukthaltsmätningarna på biobränslet utförs i nuläget av VMF Nord (virkesmätningsföreningen) som är en opartisk förening. Det har dock befarats att fukthaltsmätningen som VMF utför inte är tillräckligt representativ för hur
fukthalten ser ut i hela lasset, eftersom nuvarande prover endast tas på toppen av varje lass.
Av den anledningen har ett antal testprovtagningar gjorts där fukthaltsprovet bestått av flera delprov från hela lasset. Dessa prover har sedan jämförts med VMFs prover och det har visat sig att det finns en signifikant skillnad mellan mätmetoderna när det gäller bränsletyperna torv och bark. I snitt har provtagningsmetoden med flera delprov visat 2,3 % högre fukthalt än vad VMFs prover har visat.
Priset på det bränsle som Övik Energi köper in betalas utifrån den mängd energi bränslet innehåller. Högre fukthalt i bränslet ger ett sämre energiinnehåll vilket innebär att Övik Energi bör betala mindre för sitt bränsle. Ekonomiska beräkningar har gjorts utifrån
testproverna för vinterhalvåret (oktober 2012- mars 2013), eftersom testproverna har tagits under vinterförhållanden. Beräkningarna visar att ett överpris på 5,7 miljoner kronor har betalats under dessa månader.
För att undersöka huruvida det finns en alternativ mätmetod har en litteraturstudie över följande mätmetoder gjorts; NIR (Near Infra Red Spectroscopy), mikrovågor, sond samt radiofrekvensscanmetoden. Utifrån den information som hittats är det NIR-metoden som är den mest utvecklade metoden för fukthaltsmätning. Att investera i en ny mätmetod skulle kosta cirka 3 miljoner kronor vilket är långt under de förluster som Övik Energi betalar för otillfredsställande fukthaltsmätning under vintern i dagsläget. Utan vetskap om hur stor skillnad mätmetoderna har under sommartid är det svårt att förutse hur lönsam en ny mätmetod skulle vara.
En undersökning om det är möjligt att minska antalet lass som fukthaltsprov tas på har också gjorts. Denna undersökning har utförts på sågspån från en närliggande såg. Sågspån valdes då det har en liten variation i fukthalten mellan de olika lassen. Beräkningar gjordes för
månaderna februari och mars 2013 då det kom in 63 lass med sågspån från sågen. Resultatet visade att det räckte med att fukthaltsprover tas vart tionde lass vilket skulle minska Övik Energis kostnader med cirka 13 000 kronor i månaden. Reducerade provtagningsfrekvenser skulle även kunna göras på andra bränslen där det är liten skillnad i fukthalten mellan de olika lassen.
Abstract
During the spring of 2013 this master thesis has been done at Övik Energi AB. A study of the method for moisture tests on biofuels has been done at the combined power and heating plant, Hörneborgsverket. The moisture tests are today performed by VMF Nord who is an unbiased organization. However, there have been reasons to believe that the sample procedure isn’t good enough to represent the whole fuel load. This is due to the fact that the samples are taken at the top of the fuel loads. Based on that fact, a number of test samples from the whole fuel load have been analyzed and compared to the samples from VMFs. The result of the comparison showed that the samples from VMF had a 2,3 % lower moisture content in
average compared to the control samples. A t-test showed a significant difference between the two sampling methods when it came to the fuels peat and barque.
The price that Övik Energi is payingfor the fuel is based on the energy content and type of fuel. The difference in the moisture analyses causes a difference in the energy content of the fuel loads. This difference causes Övik Energi to pay 5,7 millions SEK to much for the fuel during the period from October 2012 to Mars 2013.
A study over the following methods; NIR, microwaves, probe and radiofrequency scan method, has been done to examine whether there is an alternative method to estimate the humidity in the fuel. Based on the found information the NIR-method is most developed and to invest into this method would cost around 3 million SEK. That is well below the losses Övik Energi have due to the moisture tests but without knowing how the measurements of moisture are in the summertime it’s difficult to judge whether it is an good investment or not.
An investigation whether there is a possibility to decrease the number of fuel loads that are tested for moisture content has also been done. For the investigation, two months (February &
Mars 2013) of sawdust loads from one of the sawmills nearby were examined. During both months’ 63 loads were transported to Hörneborgsverket. Sawdust was selected because of its low variation of moisture between the different loads. The result showed that it would be enough to test every tenth load which would save Övik Energi about 13 000 SEK each month, money that they otherwise would have to pay to VMF.
Innehåll
1 INLEDNING ... 1
1.1 ÖVIK ENERGI ... 1
1.2 BAKGRUND ... 1
1.3 SYFTE ... 2
1.4 MÅL ... 2
1.5 TIDIGARE ARBETEN ... 2
1.5.1 Värmeforsk ... 2
1.5.2 Fukthaltsmätning av biobränsle vid Djupeds kraftvärmeverk i Hudiksvall ... 3
1.5.3 Mätning av träddelar och flis på Dåvamyran, Umeå energi ... 3
1.6 AVGRÄNSNINGAR ... 3
1.7 KRAFTVÄRMEVERKET OCH BRÄNSLEN ... 3
1.7.1 Grot ... 4
1.7.2 Torv ... 4
1.7.3 Bark ... 4
1.7.4 Sågspån ... 4
1.7.5 Övriga bränslen ... 5
2 TEORI ... 6
2.1 FUKTHALT ... 6
2.2 ENERGI ... 6
2.3 SIGNIFIKANSTEST ... 6
2.3.1 Standardavvikelse ... 6
2.3.2 t-värde ... 7
2.3.3 Frihetsgrader ... 7
2.4 VARIANSEN I BRÄNSLET ... 7
2.5 MINSTA ANTAL DELPROVER VID PROVTAGNING ... 7
2.6 MINSTA ANTAL DELPROVER VID PERIODISERAD PROVTAGNING ... 7
3 METOD ... 9
3.1 PROVTAGNING OCH FUKTHALTSBERÄKNINGAR ... 9
3.2 BERÄKNING AV SIGNIFIKANS ... 9
3.3 ALTERNATIVA MÄTMETODER ... 10
3.4 EFFEKTIVISERING AV MÄTNING ... 10
3.5 EKONOMI ... 10
3.5.1 Energiskillnader ... 10
3.5.2 Mätkostnader... 10
4 MÄTMETODER OCH DESS GRUNDLÄGGANDE TEORI ... 11
4.1 NUVARANDE METOD ... 11
4.2 BRÄNSLESOND ... 11
4.3 NIR ... 12
4.3.1 Kostnad för implementering av NIR teknik ... 12
4.4 MIKROVÅGOR... 13
4.5 RADIOFREKVENSSCANMETODEN ... 13
5 RESULTAT ... 14
5.1 FUKTHALTSTESTER ... 14
5.1.1 Signifikanstest på skillnader mellan mätmetoderna (t-test) ... 14
5.2 EKONOMI ... 15
5.2.1 Fukt ... 15
5.2.2 Effektivisering ... 15
6 DISKUSSION ... 16
7 SLUTSATS ... 17
8 FORTSATT ARBETE ... 18
8.1 PROVTAGNING ... 18
8.2 EFFEKTIVISERING ... 18
9 LITTERATURFÖRTECKNING ... 19
10 BILAGSFÖRTECKNING ... 20
1 Inledning
Detta examensarbete har utförts som en del i civilingenjörsutbildningen i energiteknik vid Umeå Universitet. Projektet har genomförts på Övik Energi AB och dess
produktionsavdelning. Uppgiften var att undersöka vilka möjligheter det finns att mäta fukthalten på det fasta biobränslet som levereras in till Hörneborgsverket. Det har gjorts beräkningar över huruvida det är lönsamt att byta ut den nuvarande mätmetoden mot en mer effektiv metod eller om den nuvarande är tillräckligt kostnadseffektiv. Det har även
undersökts om en effektivisering av antalet transporter som fukthaltsprov tas på är möjlig.
1.1 Övik Energi
Övik Energi AB är ett kommunägt företag som har sin verksamhet inom produktion,
distribution och försäljning av fjärrvärme, industriånga och fjärrkyla, samt produktion, inköp och försäljning av el och bredband. Övik Energi Nät är ett dotterbolag till Övik Energi och står för distribution av el samt underhåll av elnät och gatu- och vägbelysning i Örnsköldsviks kommun. Företaget fick namnet Övik Energi år 1993 men har rötter från slutet av 1800-talet.
(1)
Hörneborgsverket är ett kraftvärmeverk med 130 MW termisk effekt och producerar ånga, fjärrvärme och el. Verket invigdes år 2009 och är Övik Energis största
produktionsanläggning. Pannan är en fluidbäddpanna tillverkad av Metso Power AB i Finland. Förutom Hörneborgsverket har Övik Energi även ett antal mindre pannor i kommunen (2).
Inköp av bränsle till kraftvärmeverket sköts av Domsjö fiber som är ett dotterbolag till både Övik Energi och Domsjö Fabriker. Domsjö Fabriker är ett bioraffinaderi som ägs av det indiska bolaget Aditya Birla. Övik Energi anger hur stort bränslebehov de har till
kraftvärmeverket i form av hur många MWh bränsle de behöver. Därefter är det Domsjö Fibers uppgift att rätt mängd bränsle transporteras till kraftvärmeverket samt att det är en bra blandning av olika bränslen, både med hänsyn till ekonomi och energiinnehåll samt att torv ingår i sortimentet. Merparten av bränslet transporteras med lastbil från närområdet men även större leveranser från Baltikum kan transporteras via båt till Hörneborgsverket (3).
1.2 Bakgrund
Biobränslet som kommer till kraftvärmeverket via lastbil vägs och provtas innan det levereras till bränslehanteringen. Prov tas på toppen av varje lastbilslass för att bestämma fukthalten i bränslet. Det är VMF Nord (virkesmätningsföreningen) som gör dessa provtagningar idag.
Energimängden per ton levererat bränsle är beroende av bränslets fukthalt. Bränslepriset baseras på vilken sorts bränsle det är samt dess energiinnehåll. Vid ökad fukthalt minskar energimängden per ton levererat bränsle och priset blir lägre. Vid tidigare tester har det visat sig att bränslelassen inte är homogena, utan fukthalten varierar i lassen vilket gör att priset inte blir korrekt per lass. VMFs prover endast tas på toppen av varje lass och ingen
representativ bild av hur fukthalten ser ut längre ned i lasset erhålls. Under vintertid kan stora mängder snö följa med längre ned i bränslelasset vilket inte syns på de prover som tas på toppen. Att ta prover på alla lastbilslass är även tidskrävande och om inga förändringar görs måste en ny mätstation byggas, vilket är ett mångmiljonbygge. Detta beror på att det framtida behovet av massaved och biobränsle kommer att öka. Mätstugan är redan idag en flaskhals då det endast finns två vågar vid stugan som lastbilarna kan väga in på (4). Det är därför önskvärt att hitta effektivare mätmetoder.
1.3 Syfte
Syftet med projektet är att undersöka om det är möjligt att på ett noggrannare och effektivare sätt mäta fukthalten på biobränslet. Detta för att minska provtagningskostnaderna och för att kunna betala vad bränslet faktiskt är värt.
1.4 Mål
Målet med detta arbete har varit att:
1) Utföra kompletterande fukthaltsprovtagningar med delprov och jämföra med nuvarande mätmetod för att se om det finns en signifikant skillnad mellan mätmetoderna.
2) Undersöka om det finns en bättre mätteknik för att bestämma fukthalten i bränslet.
3) Utifrån beräkningar på hur mycket företaget betalar för bränslet, avgöra om en ny mätmetod är lönsam eller om den nuvarande mätmetoden är mest ekonomisk.
4) Utreda möjligheten att minska antalet provtagningar på inkommande bränsle utan att försämra noggrannheten på provresultaten.
1.5 Tidigare arbeten
Vid litteraturstudie för projektarbetet har ett antal rapporter studerats och dessa beskrivs nedan.
1.5.1 Värmeforsk
På Värmeforsks hemsida finns det ett stort antal rapporter om hur olika
fukthaltprovtagningsmetoder fungerar och hur väl utvecklade de olika metoderna är (5).
-773 Fukthaltsmätning av biobränsle
Lars Eriksson, Rolf Njurell och Richard Ehleskog
I denna rapport förklaras ett antal olika metoder som kan användas vid fukthaltsmätning av biobränsle. Det förklaras hur metoderna fungerar och vilka för- och nackdelar de har. De metoder som enligt rapporten var mest intressanta var NIR-tekniken och mikrovågstekniken.
Det är dock endast den förstämda som används på värmeverk idag och som är det bättre alternativet (6).
-935 Automatisk fukthaltsbestämning av biobränslen med NIR-metoden Magnus Berg, Mikael Karlsson, Robert Tryzell och Sven Erik Wiklund
I denna rapport undersöks det huruvida NIR-tekniken går att tillämpa på biobränslen. Enligt resultatet i rapporten visade det sig att den är lika bra som standardmetoden för bestämning av fukthalt om den kalibreras för alla bränsletyperna. De har även undersökt hur automatiska sonder som plockar upp bränsle ur lassen fungerar och om det är möjligt att konvertera dessa till NIR-sonder vilket är möjligt med mindre kompletteringar (7).
-1058 Automatiserad fukthaltsmätning vid bränslemottagning Robert Aulin, Krister Hessling, Mikael Karlsson och Robert Tryzell
Ett projekt på Eskilstuna Energi & Miljö inleddes hösten 2006 där man installerade en NIR- sond med hårdvara. Utifrån detta projekt ser man att NIR-systemet har god noggrannhet samt en bättre precision än den traditionella metoden att mäta fukthalt i biobränsle (8).
1.5.2 Fukthaltsmätning av biobränsle vid Djupeds kraftvärmeverk i Hudiksvall I denna rapport från 2012 skriven av Daniel Sundberg har en kartläggning över hur exakt dagens mätmetod är genom att noggrannare prover tagits från tjugoåtta leveranser av
biobränsle. Vid de noggrannare proverna togs sex gånger så mycket bränsle ut jämfört med de vanliga proverna och det visade sig att fukthalten kunde skilja upp till 6,8 %. I rapporten anses automatiska testanordningar vara för outvecklade för att de ska vara ett bra alternativ.
Istället bör man skriva om leveransavtalen för att ta hänsyn när det är snö och is i lassen eftersom det krävs energi för en extra fasomvandling (9).
1.5.3 Mätning av träddelar och flis på Dåvamyran, Umeå energi
I denna rapport från 2008 skriven av Karin Hägg har kvaliteten på fukthaltsmätningar på Dåvamyran undersökts genom att tio leveranser med trädelar och tio leveranser med grotflis testats med olika mätmetoder. Testerna visade att dagens mätmetod inte ger en representativ fukthalt för grot. Enligt rapporten borde chauffören ta fyra prover om två liter på lasset när det tippats ut istället för dagens mätmetod. Av dessa fyra punkter bör två prover tas under
midjehöjd och två över midjehöjd (10).
1.6 Avgränsningar
Detta arbete omfattade endast bränslen som levererats till Hörneborgsverket. Det är dessa bränslen som prover tagits på och som ekonomiska beräkningar utgåtts ifrån. Det är endast fasta biobränslen som beaktats. Provtagningen har inte pågått längre än till vecka 16 då återstående tid krävts för att sammanställa provresultat och ekonomiska beräkningar. Vid studier om huruvida antalet mätningar på lastbilarna kan minska har endast bränsle från industrier såsom: Domsjö fabriker, Metsä Board Husum och Höglandssågarna analyserats.
Vid studier av nya mätmetoder fick antalet metoder inte överstiga fyra.
1.7 Kraftvärmeverket och bränslen
Verkningsgraden för ett kraftvärmeverk kan ses som en indikator på hur bra verket är.
Hörneborgsverket har enligt tillverkaren en totalverkningsgrad på 88 %, men den verkliga verkningsgraden är mycket svårt att beräkna (2). Det finns mätvärden på nästan allt som går in och ut ur pannan förutom bränslet. Detta beror på att det inte är känt vilken exakt
bränsleblandning som matas in i pannan och vilken fukthalt den har. Detta gör att det är problematiskt att beräkna en exakt verkningsgrad för pannan. Hörneborgsverket är inget undantag utan detta är vanligt för kraftvärmeverk.
Bränslet som kommer in till kraftvärmeverket i Örnsköldsvik består i stort sett av fyra typer:
grot, torv, bark och sågspån. Förutom dessa förekommer en mängd andra bränslen, ex
stubbflis (se Figur 1). I bilden syns även att snö kan följa med i ett bränslelass under vintertid.
Detta på grund av att bränslet ligger oftast på hög ute i skogen och är då ofta översnöad.
Bilden är inte representativ för alla lass, men med grot- och torvlassen är det en relativt vanlig syn att det följer med en viss mängd snö.
Figur 1: Bild över stubbflis som inkommit till Hörneborgsverket (Foto My Rudsten)
1.7.1 Grot
Grot står för grenar och toppar och är de restprodukter som blir kvar efter avverkning i skogen. Groten läggs på hög ute i skogen för att sedan flisas upp och fraktas in till
kraftvärmeverket. Beroende på hur länge groten legat ute i skogen så varierar både fukthalten och mängden barr som är kvar i groten vilket i sin tur även påverkar askhalten. Ju mer barr desto högre askhalt.
1.7.2 Torv
Torv bildas i mossar och kärr under syrebrist. Detta gör att de växter som torven består av inte brutits ned fullständigt vilket innebär högt energiinnehåll. Torven eldas för att effektivisera förbränningen samt att den motverkar att sintring uppstår, det vill säga den motverkar att sanden i botten av pannan smälter tillsammans med askpartiklar och bildar en kaka. Den minskar även korrosion i pannan, som uppstår när metaller fräts sönder av kemiska föreningar som bildas vid förbränningen. Vid brytning av torv dikas först området ut 1-2 år innan
brytningen startar. Skörden av torv sker sedan genom att torven harvas eller fräses upp från det översta lagret, detta kallas frästorv och den har oftast en fukthalt på cirka 40-55 %. Sedan finns även stycketorv, vilken tas från cirka en halvmeters djup och pressas till cylindriska korvar. Stycketorven har normalt en fukthalt på cirka 35-40 %. Torven får ligga och torka innan den antingen läggs på stack eller transporteras bort. Det är en konstant debatt huruvida torv är ett biobränsle eller ett fossilt bränsle. Det tar ett par tusen år för att torv ska bildas och därför anser vissa att det är ett fossilt bränsle (11). År 2006 klassades torv som en långsamt förnyelsebar energikälla.
1.7.3 Bark
Barken kommer antingen från massabruk där man avbarkar träden i en barktrumma eller ifrån sågverk där man barkar av stockarna innan de sågas till plankor. Barken ifrån massabruken kallas renseribark och är väldigt fuktig. För att öka torrhalten hos renseribarken kan
barkpressar användas för att pressa ut vätska ur barken.
1.7.4 Sågspån
Sågspån är en restprodukt från sågindustrin. Sågspån bildas vid kapning och klyvning av stockar som senare blir plankor. Fukthalten i sågspån har oftast väldigt små variationer.
1.7.5 Övriga bränslen
Vid Hörneborgsverket eldas även ett antal andra bränslen än de fyra ovan nämnda. Två av dessa är stubbflis och stamvedsflis. Stubbflisen kommer från stubbar som man gräver upp efter avverkning och sedan hugger upp i bitar, medan stamvedsflis består av trädets kärnved.
Det har även gjorts försök att elda kvistmassa som är en restprodukt från Domsjö Fabriker som ligger intill kraftvärmeverket. Kvistmassan är blöt och svåreldad, men fungerar om den blandas in i små mängder med annat torrare biobränsle.
I Figur 2 syns fördelningen av olika bränslen som inkommit till kraftvärmeverket från oktober 2012 till och med mars 2013. Figuren visar att det eldas nästan lika stor mängd av renseribark, bark från sågar, sågspån och grot, samt att det eldas cirka 10 % torv.
Figur 2: Fördelning av bränsle som inkommit till Hörneborgsverket från oktober 2012 till mars 2013 19%
19%
14%
17%
18%
3%
10%
Renseribark Övrig bark Flis Sågspån Grot Kvistmassa Torv
2 Teori
Under teoriavsnittet återfinns de ekvationer som använts för att erhålla resultaten i denna rapport.
2.1 Fukthalt
Fukthalten i bränslet beräknas för de prover som tas på lastbilslassen och ekvation 1 visar hur fukthalten räknas ut för bränslet (9).
1 2
3 2
m m
m Fukthalt m
[1]
Där:
m1 = Provpåsens vikt, vilket var 13 gram
m2= Vikten på bränslet plus vikten på provpåsen innan torkning [g]
m3= Vikten på bränslet plus vikten på provpåsen efter torkning [g]
2.2 Energi
Det är utifrån energimängden i bränslet samt vilken bränslesort det är som Övik Energi betalar. Ju högre energivärde bränslet har desto mer betalas för bränslet (12).
100)) 1 ( 100)
100) 1 (
(( TH
TH h h A
vikt
MWh eff vap
[2]
Där:
Vikt = Bränslevikten på inkommande lass [ton]
heff= Effektivt värmevärde för torrsubstans av bränslet [MWh/ton]
A = Askhalten hos bränslet [%]
TH = Torrhalten i bränslet = 100-Fukthalt [%]
hvap= Ångbildningsvärme för vatten [MWh/ton]
2.3 Signifikanstest
Vid beräkningar av eventuell signifikant skillnad mellan de olika mätmetoderna har ekvation 3 till och med 5 använts.
2.3.1 Standardavvikelse
Standardavvikelsen är den genomsnittliga avvikelsen från medelvärdet i en serie tal och beräknas enligt ekvation 3 (13).
) 1 (
) (
1
2
n m x s
n
i i
[3]
Där:
x = Värdet på den parameter som ska analyseras
m = Medelvärdet på summan av alla x-värden som ska analyseras n = Antalet prover som analyseras
2.3.2 t-värde
Vid beräkning av t-värdet används ekvation 4 och t-värdet används senare vid jämförelse av värdet i enkelsidig t-tabellen för att se om det finns en signifikant skillnad, se bilaga 2 (13).
n s
t m [4]
2.3.3 Frihetsgrader
Antalet frihetsgrader används för att tyda t-tabellen och beräknas för standardavvikelse enligt ekvation 5 (12).
1
n
f [5]
2.4 Variansen i bränslet
Variansen i bränslet förklarar hur fukthalten i bränslet varierar inom ett visst antal lass som det tas prover på och beräknas enligt ekvation 6 nedan (14).
PT i
i
i V
n x x
V n
2
21
1 [6]
V = Variansen för mätmetoden PT
2.5 Minsta antal delprover vid provtagning
Det minsta antalet delprover som kan tas per lass beror på ett antal saker; dels hur många lass som kommer in med bränsle från ett och samma ställe, dels hur fukten varierar inom bränslet samt hur noggrann mätmetoden måste vara. Antalet delprover kan räknas ut enligt ekvation 7 (14).
PT L
SL i
V P
N n V
4 4
min 2 [7]
Där:
nmin= Minsta antalet delprover per lass Vi= Variansen inom bränslet
NSL= Antal lass från samma ställe
2
PL = Precisionen för provtagningsmetoden med ett konfidens intervall på 95 %
2.6 Minsta antal delprover vid periodiserad provtagning
För att beräkna det minsta antalet prover vid periodiserad provtagning måste det minskade antalet lass som prov tas på approximeras. Antalet lass som prov tas på kan minska så länge inte antalet delprov blir allt för många (15).
PT SL
SL SLS L
SLS
i
V N V
P N N n V
4 1
4 4
2
min [8]
Där:
NSLS= Antal lass som prover tas på VSL= Variansen mellan lastbilarna
För övriga beteckningar; se 2.5 Minsta antal delprover vid provtagning
3 Metod
Under metod finns de tillvägagångssätt som använts för att uppnå målen i detta
examensarbete. Projektet är uppdelat i tre delar; en praktisk del med provtagning av fukthalt i bränslet, en teoretisk del med litteraturstudie av olika mätmetoder och en beräkningsdel av olika ekonomiska aspekter.
3.1 Provtagning och fukthaltsberäkningar
För att undersöka om VMFs mätmetod av biobränsle ger ett tillräckligt representativt resultat har en jämförelse gjorts med en testmetod. VMFs prover tas på toppen av varje lass och består av en liter bränsle från en till tre punkter av toppen. De jämförelsetester som gjorts har tagits från tio punkter i lasset när bränslet tippats ut på marken. Delproverna har sedan blandats i en hink för att sedan ta ut ett en liters prov för torkning. Före och efter den 24 timmar långa torkningen vägs bränsleprovet för att fukthalten sedan ska kunna beräknas enligt ekvation 1. Även bränslets energi har beräknats eftersom det är energimängden i bränslet som Övik Energi betalar för; detta har gjorts enligt ekvation 2. För att få en översikt på hur stor skillnaden i fukthalt är har ett snitt på fukthaltsskillnaden för alla bränslen tagits ut. Genom att ta bort 20 % av proverna som har störst procentuell skillnad från beräkningarna har ett mer representativt snitt för fukthalten erhållits. Detta eftersom antalet prover inte är så högt, så när ett prov visar stor fukthaltsskillnad slår det hårt på det genomsnittliga resultatet. Av de 20 % består 10 % av VMFs prover med högst fukthalt och 10 % av testmetodens prover med högst fukthalt. I Tabell 1 visas antalet testlass som prover tagits på för de olika bränslena, innan de 20 % prover med mest avvikande fukthalt tagits bort.
Tabell 1: Antalet prover som tagits av olika bränslen
Bränsle Antal prover
Bark 15
Torv 15
Grot 21
Sågspån 5
Torrflis 1
Blandflis 1
Stubbflis 2
Stamvedsflis 2
3.2 Beräkning av signifikans
Tester har utförts på grot, bark, torv och sågspån för att se om det finns någon signifikant skillnad mellan VMFs mätmetod och studentens. Anledningen att dessa fyra bränslen valdes var att antalet prover på dessa bränslen var tillräckligt många för att testet skulle kunna utföras. Differensen mellan VMFs mätmetod och den alternativa metoden beräknades för varje enskilt prov. Därefter beräknades medelvärdet och standardavvikelsen för dessa differenser enligt ekvation 3, varefter ett t-test gjordes enligt ekvation 4 för att avgöra om detta medelvärde var skilt från 0. En enkelsidig t-tabell med signifikansnivån 0,05 används vid utvärderingen. Är absolutbeloppet av t-värdet större än värdet i tabellen finns det en signifikant skillnad mellan de två mätmetoderna. Vid dessa beräkningar har inte 20 % av proverna med högst fukthalt tagits bort.
3.3 Alternativa mätmetoder
För att se vilka olika alternativa mätmetoder som finns har en litteraturstudie gjorts samt en personintervju. Fyra olika metoder har undersökts, NIR, mikrovågor, sond samt
radiofrekvensscanmetoden. Dessa har valts då de är bland de mest utvecklade mätmetoderna på marknaden.
3.4 Effektivisering av mätning
Undersökning om det är möjligt att effektivisera provtagningarna har gjorts, det vill säga minska antalet lass som prov tas från och som kommer ifrån samma ställe med samma sortiment av bränsle. Studien har gjorts på februari och mars månads leveranser av sågspån från Långselesågen. Båda månaderna levererades sextiotre lass med sågspån från sågen. Det är VMFs fukthaltsprover som använts vid denna undersökning. Effektiviseringsberäkningar inleddes med att variationen i bränslet, Vi, beräknades enligt ekvation 6. Efter detta
beräknades det minsta antalet provpunkter per ekipage som krävs för att uppnå en
mätprecision på 2 % vid ett 95 % konfidensintervall (ekvation 7). Om antalet provpunkter per ekipage är litet kan en beräkning av minskat antal provtagningsekipage göras, med hjälp av ekvation 8 och där man uppskattar antalet lass som prover bör tas på. Sedan görs en
bedömning om antalet provpunkter på lasset blir tillräckligt många. Vid beräkningarna i denna rapport har två till tre provtagningspunkter ansetts tillräckligt då det är approximativt lika med antalet punkter VMF tar prover på.
3.5 Ekonomi
Ekonomiska beräkningar har utförts både på förlusterna vid eventuella felmätningar av fukthalt i bränslet och på möjligheten att byta ut denna teknik samt på hur stor
besparingspotential det finns genom effektivisering av provtagningarna.
3.5.1 Energiskillnader
Vid beräkningarna av de ekonomiska skillnaderna mellan de två mätmetoderna har
energiskillnaden för de enskilda lassen beräknats och bränslekostnader för februari månad har använts för att få fram den ekonomiska skillnaden (se bilaga 1). På samma sätt som
beräkningarna av fukt har 20 % av provresultaten tagits bort för att få en mer statistiskt korrekt bild av den ekonomiska skillnaden. Detta eftersom några prover har så stora procentuella skillnader i fukthalten att de påverkar beräkningarna onormalt mycket. Efter detta har det totalt betalda överskottet delats med den totala energimängden [MWh] som kom in med provtagningsekipagen för att sedan multipliceras med den totala mängd inköpt bränsle till Hörneborgsverket under vinterhalvåret från oktober till och med mars. Detta för att
proverna är tagna under vinterförhållanden och det är svårt att veta om de skulle vara representativa för sommarmånaderna då det är helt annorlunda yttre förhållanden. På så sätt erhålls det överpris som företaget betalar för bränslet per halvår.
3.5.2 Mätkostnader
Mätkostnaden Övik Energi betalar till VMF är ungefär 2,80 kronor per MWh (16). Vid beräkningar av minimering av mätkostnader användes antalet lass som är minimum antalet vid fukthaltsprovtagning enligt beräkningarna i effektiviseringsavsnittet. På så sätt kan mängden energin som inte behöver provtas beräknas och multipliceras med kostnaden för VMFs tjänster. Därigenom erhålls den besparade kostnaden för minskat antal
provtagningsekipage.
4 Mätmetoder och dess grundläggande teori
Under avsnittet nedan beskrivs hur fuktmätningar görs idag och hur några alternativa metoder fungerar.
4.1 Nuvarande metod
I dagsläget är det VMF Nord som tar prover på bränslet i samband vid bränslets ankomst till kraftvärmeverket. De skall följa standarden SS187170 Biobränslen och torv - Bestämning av total fukthalt men har beviljats ett visst antal undantag. Enligt bestämmelserna ska tre delprov om 3 liter tas en halvmeter under ytan på varje lass och efter blandning av det bränslet skall ett samlingsprov på två liter tas ut för torkning, men med undantaget så behöver VMF endast ta ett prov på 1 liter (17). Detta gör att torktiderna i värmeskåpet går från standardens 48 timmar till 24 timmar. Provet läggs i en papperspåse som vägs både innan och direkt efter att det varit i torkskåpet där temperaturen ska ligga på 105 grader Celsius. Viktskillnaden före och efter torkningen används för att beräkna fukthalten i bränslet. Dessa bestämmelser följs inte alltid till punkt och pricka då det ibland är väldigt svårt att komma åt att ta provet en halv meter ned i lasset till exempel.
4.2 Bränslesond
Att använda sig av en provtagningssond är ett halvautomatiskt alternativ där sonden tar ut de olika bränsleproverna ur bränslelassen, men där personal senare måste ta ut torkningsprov från materialet som sonden plockat upp (7). Detta ger en representativ bild av bränslet men kräver fortfarande mycket arbete av provtagarna och provresultatet fås fortfarande inte förrän ett dygn efter provtagningen. Hur en sådan utrustning ser ut kan ses i Figur 3 nedan.
Figur 3: Sond vid Hedenverket i Karlstad (6)
4.3 NIR
NIR-spektroskopi (Near Infra Red Spectroscopy) är en metod där minst två strålar skickas mot bränslet. Dessa strålar ska ha olika våglängder, en som absorberas av vatten och
reflekteras av bränslet och en som reflekteras av både vatten och bränsle. Våglängder för NIR ligger mellan 850-2500nm och kvoten mellan de två strålarna är omvänt proportionella mot fukthalten. För att NIR-tekniken ska kunna fungera måste sonden vara kalibrerad mot alla material som skall mätas (6).
Bestwood AB har en modell ute på marknaden, Bas-700, som är godkänd av VMF och som används på fyra platser i Sverige. Det finns två metoder, en helautomatisk och en där man styr provtagningssonden med joystick. Vid användning av den helautomatiska metoden slumpas en position och ett djup på lastbilslasset ut och lastbilschauffören behöver endast trycka på ok om det inte finns något i vägen där sonden ska föras ned. Under ett stick i lasset tas cirka fem spektra och sedan beräknas ett medel av dessa spektra. Det tas cirka 4-6 stick per ekipage och sedan beräknas ett medelvärde ut ifrån detta. Provtagningen tar cirka 5 minuter per ekipage.
Vid tester där en påse med bränsle snurrats runt sondhuvudet upprepade gånger har det visat sig att standardavvikelsen för denna mätmetod är cirka 2 % -enheter. Det kan jämföras med dagens mätmetod som har en standardavvikelse på cirka 1,8-2,2 % -enheter, vilket gör att mätmetoderna är ganska lika, skillnaden är att NIR-tekniken tar fler prover på flera olika djup i hela lasset (18) . Figur 4 visar hur sonden vid Eskilstuna Energi och Miljö ser ut och hur sondhuvudet där strålningen skickas ut och detekteras är utformad.
Figur 4: NIR-sond vid Eskilstuna Energi och Miljö (19)
4.3.1 Kostnad för implementering av NIR teknik
Vid förfrågan om hur stor kostnaden skulle vara att byta mätteknik till NIR, som är den teknik som blivit godkänd av VMF, var det väldigt svårt att få ett exakt pris. Detta beroende på att kalibreringskostnader som varierar med antalet bränslesorter är svåra att bestämma.
Produktionschefen på Övik Energi har tidigare fått ett förslag på en ungefärlig kostnad på ca 3 miljoner kronor för att installera NIR på Hörneborgsverket (20).
4.4 Mikrovågor
Genom att skicka mikrovågor genom ett material sätts vattenmolekylerna i svängning vilket leder till fasförskjutningar samt lägre intensitet hos mikrovågorna. Med hjälp av
fasförskjutningarna samt den nya intensiteten hos vågorna kan fukthalten beräknas. Detta är en beprövad metod för att ta reda på fukthalten i olika ämnen men är dock svår att applicera på biobränslen då det inte får vara någon större variation i bränslet och att den inte klarar av att det är is i bränslet (6).
4.5 Radiofrekvensscanmetoden
Mätmetoden bygger på att bränsle får rinna genom ett rör som står lodrätt upp. Där strålas bränslet med strålar inom radiofrekvensområdet 5-500 MHz. Strålningen kommer då att absorberas vid olika våglängder vilket skapar ett absorptionsspektra från vilket man sedan kan beräkna bränslets fukthalt. Metoden har visat sig vara okänslig för is och har god
mätnoggrannhet. Men metoden är relativt obeprövad och är värmekänslig, samt att någon måste fortfarande manuellt föra bränslet från lasset genom röret (6).
5 Resultat
Resultatet av de olika tester som genomförts visas nedan och är uppdelad i en del som behandlar fukthaltstester och en ekonomisk del.
5.1 Fukthaltstester
Det kan vara stor variation i fukthalt i lassen. Det är främst torv som har stor variation där mätresultaten visar att det skiljer i genomsnitt 7 % i fukthalt på prover som blir tagna på toppen av lasset och de som blir tagna över hela lasset. I ett enskilt lass kunde fukthalten skilja upp till 40 % vilket tillhör det extrema. Bark och blandflis har en fukthaltsskillnad på i genomsnitt drygt 2 %. Resultaten från fukthaltsmätningarna illustreras i Figur 5.
Figur 5: Skillnad i fukthalt mellan mätmetoderna för olika bränslen
Vid jämförelse mellan VMF Nords fukthaltsprover och testproverna blir skillnaden mellan mätmetoderna i genomsnitt 2,3 % för alla de olika bränsleslagen.
5.1.1 Signifikanstest på skillnader mellan mätmetoderna (t-test)
Resultatet av signifikanstestet visade att för bark och torv fanns det en signifikant skillnad mellan de två olika mätmetoderna, medan resultatet för grot och sågspån inte erhöll någon signifikant skillnad. Detta kan ses i Tabell 2 nedan där absolutbeloppet av t-värdet för bark och grot är betydligt större än de kritiska t-värdena från tabellen. För att se hur beräkningarna gjorts se bilaga 2.
Tabell 2: Resultat av signifikans test Signifikanstest
Bränsle t-värde Kritiskt t-värde
Bark -3,35392 1,7459
Torv -4,19335 1,7823
Grot 0,702592 1,7247
Sågspån -1,79122 2,1318
-1,0%
0,0%
1,0%
2,0%
3,0%
4,0%
5,0%
6,0%
7,0%
Fuktskillnad
5.2 Ekonomi
De ekonomiska beräkningar som gjorts är på förlusterna vid missvisande fukthaltsprover, samt de besparingar som är möjliga vid minskat antal ekipage som fukthaltsproverna tas på.
5.2.1 Fukt
Beräkningar visar att Övik Energi betalar ungefär 11,60 kronor för mycket per MWh i bränslet än vad de skulle kunna göra om mätningarna vore mer rättvisande. Under
vinterhalvåret uppgår det till ungefär 5,7 miljoner kronor. Tabell 3 visar vilka olika bränslen som beräkningarna är gjorda utifrån, det vill säga alla som inte är inom de 20 % som hade för hög skillnad i fukthalt. Beräkningarna har gjorts oavsett om det finns en signifikant skillnad mellan mätmetoderna för de olika bränslena eller inte. I bilaga 1 visas beräkningarna som leder till dessa resultat.
Tabell 3: Ekonomisk jämförelse av alternativ metod och VMFs metod Jämförelse
Bränsle Test VMF Test VMF Skillnad Skillnad Skillnad
Fukthalt Fukthalt MWh MWh Fukthalt MWh Kr
Bark 59% 56% 1065,62 1149,85 2,4% 84,23 14 504 kr
Torv 55% 49% 818,82 957,18 5,9% 138,37 21 380 kr
Grot 57% 56% 996,18 1021,91 0,9% 25,73 4 914 kr
Sågspån 54% 53% 408,29 418,00 0,8% 9,71 1 671 kr
Torrflis 15% 14% 86,07 88,86 0,8% 2,79 536 kr
Blandflis 50% 48% 83,54 86,99 2,5% 3,45 518 kr
Stubbflis 70% 65% 37,58 48,74 5,4% 11,16 2 232 kr
Stamvedsflis 61% 61% 133,99 131,34 -0,6% -2,65 -600 kr
Totalt 3630,09 3902,87 2,3% 272,78 45 154 kr
5.2.2 Effektivisering
Beräkningar har visat att det är möjligt att sänka mätkostnaderna genom att ta prover på ett mindre antal bränslelass när bränslet kommer från samma område och har en liten variation i fukthalten. För det sågspån som kommer från en av Höglandssågarna (Långselesågen) är det möjligt att minska provtagningarna till att enbart ta prover på vart tionde lass med bränsle.
Bilaga 3 visar hur beräkningarna är utförda och hur resultatet nåtts.
Med det minskade antalet bränsleprover minskar även kostnaderna för provtagningen. Idag kostar det cirka 2,8 kronor per inmätt MWh, och med den beräknade provminskningen skulle det innebära en besparing med cirka 13 000 kronor per månad för fukthaltsprovtagning av sågspån från Långselesågen.
6 Diskussion
Mätningar och beräkningar som gjorts för detta arbete visar att det finns stor
besparingspotential genom att byta till en noggrannare mätmetod. Med en investering kring 3 miljoner kronor för att installera NIR-teknik med sond och hårdvara och med mätförluster på nästan 5,7 miljoner kronor på ett halvår så skulle denna investering betala av sig snabbt. Men utan vetskap om hur förlusterna ser ut under sommartid är det svårt att med säkerhet säga att det är en god investering. Fortsatt provtagning för sommarhalvåret är dock viktig för att veta hur stora besparingsmöjligheter en ny mätteknik skulle innebära. En sak som man ska ta hänsyn till är att fukthaltsprovtagningarna endast är tagna under två månaders tid men får stå som grund för hela vinterhalvåret. Detta gör att man inte vet till hundra procent om
förlusterna överensstämmer med denna rapport men de visar en god approximation för hur det har sett ut.
En mer noggrann och rättvisande mätmetod skulle även vara av intresse för säljaren av bränslet då det vid vissa tillfällen även slår åt det håll där säljaren får för lite betalt för sitt bränsle. Detta gör att intresset för en ny mätmetod även ligger hos säljaren och inte endast hos Övik Energi.
Med de minskade antalen prover som skulle kunna göras utan att äventyra mätprecisionen skulle en relativt stor besparing vara möjlig. En besparing på cirka 13 000 kronor per månad för endast ett av alla bränslesortimenten kan uppnås om en effektivisering skulle införas.
Detta kan dock inte göras på alla bränsletyper men huvuddelen av alla spånleveranser och en del av barkleveranserna är potentiella för en provtagningsminskning, då det är relativt liten skillnad i fukthalt mellan de olika lastbilslassen som levereras. Hur stora besparingarna skulle vara för de olika råvarorna beror på hur många lass av en bränslesort som kommer från ett och samma ställe som levereras till kraftvärmeverket under en månad. Desto fler lass som
kommer in desto glesare kan man ha mellan lassen. Man behöver inte heller bygga en ny mätstation eller utöka skiftgången hos VMF ifall man kan minska antalet provtagningslass vilket eventuellt måste ske om antingen Övik Energi eller Domsjö Fabriker ökar sin produktion.
7 Slutsats
De fukthaltsprover som tagits och jämförts med VMFs prover visar att i genomsnitt är fukthalten som VMF får fram 2,3 % för låg. I enskilda fall kan den dock visa så mycket som 40 % för lite vilket gör att man betalar över 13 000 kronor för mycket för ett enda lass. Detta gör att det finns stor besparingspotential på bränslesidan för Övik Energi. Framförallt genom förbättrade provtagningar vid fukthaltsmätningarna där en förlust på cirka 5,7 miljoner kronor gjordes från oktober 2012 till och med mars 2013. Det krävs dock en undersökning om hur provtagningen ser ut under sommartid för att se om det är lönsamt att byta ut mätmetoden till en ny. Men även besparingarna som kan göras vid minskat antal provtagningar är stora. Bara på det bränsle som kommer från Långselesågen kan en besparing på 13 000 kronor i månaden göras. Med tanke på att det finns fler bränslen som liknande besparingar kan göras på gör att potentialen även är stor här.
Syftet med rapporten var att se huruvida mätmetoden för fukt i bränslet som eldas i Hörneborgsverket är bra nog i dagsläget eller om en ny mätmetod skulle vara ett bättre alternativ. Det som rapporten visat är att en ny mätmetod är lämplig men ett fortsatt arbete är nödvändigt för att kunna ta ett beslut om att införa en ny mätmetod. Rapporten har även visat att stora besparingar kan göras hos Övik Energi.
8 Fortsatt arbete
Ett fortsatt arbete bör genomföras både för att se om en ny mätmetod är lämplig att införa samt att se om minskade antal provlass för olika bränslen är möjliga att genomföra.
8.1 Provtagning
För att fortsätta med att undersöka huruvida det är möjligt att byta ut den nuvarande mätmetoden för att mäta fukthalt bör fler tester göras under sommarhalvåret för att få ett helårsperspektiv. Resultatet i den här rapporten visar endast hur fukthalten varierar under vinterhalvåret då det finns mycket snö i bränslet. Under sommaren skulle det möjligtvis kunna skilja så att VMFs prover visar högre fukthalt än vad det egentligen är om det har regnat på lassets topp. Därför bör ett antal prover tas under sommartid så att man har mätningar som representerar hela året och utifrån det kan ekonomiska beräkningar göras över om det är en lönsam investering att byta till en ny mätutrustning.
8.2 Effektivisering
Vidare bör en undersökning göras av vilka bränslesortiment som man skulle kunna göra periodiserade mätningar på. Det vill säga de sortiment där man inte behöver ta fukthaltsprover på alla inkommande leveranser. I rapporten ser man att sågspånslass från Långselesågen går att effektivisera men det kommer sågspån från andra ställen också samt att en del barklass varierar väldigt lite i fukthalt. Detta kan leda till stora besparingar för Övik Energi.
9 Litteraturförteckning
1. Övik Energi. [Online] den 01 05 2013.
http://www.ovikenergi.se/omoss/leveranserochanlaggningar/horneborgsverket.4.66aa6281330 12ef20580003210.html.
2. Övik Energi. [Online] den 01 05 2013.
http://www.ovikenergi.se/omoss/leveranserochanlaggningar/horneborgsverket/faktaikorthet.4.
66aa628133012ef20580003262.html.
3. Domsjö Fiber. [Online],09 05 2013. http://www.domsjofiber.com/.
4. Lundgren, Patrik. Logistiker på Domsjö Fiber. Örnsköldsvik, 2013.
5. Värmeforsk. [Online] den 21 05 2013. www.varmeforsk.se.
6. Lars Eriksson, Rolf Njurell, Richard Ehleskog. 773 Fukthaltsmätning av biobränsle.
Stockholm : Värmeforsk, 2002. 0282-3772.
7. Magnus Berg, Mikael Karlsson, Robert Tryzell och Sven Erik Wiklund. 935
Automatisk fukthaltsbestämning av biobränslen med NIR-metoden. Stockholm : Värmeforsk, 2005. 1653-1248.
8. Robert Aulin, Krister Hessling, Mikael Karlsson och Robert Tryzell. Automatiserad fukthaltsmätning vid bränslemottagningen. Stockholm : Värmeforsk, 2008. 1653-1248.
9. Sundberg, Daniel. Fukthaltsmätning av biobränsle vid Djupeds kraftvärmeverk i Hudiksvall. u.o. : Högskolan i Gävle, 2012.
10. Hägg, Karin. Mätning av trädelar och flis på Dovamyran, Umeå Energi. Umeå : Sveriges lantbruksuniversitet, 2008. 1401-1204.
11. Bioenergiportalen. [Online] 10 2011.http://www.bioenergiportalen.se/?p=1504&m=975.
12. VMR. [Online] den 13 12 1999. http://www.virkesmatningsradet.org.
13. Samuelsson, Robert. Associate Professor, PhD vid Sveriges Lantbruksuniversitet. 2013.
14. Solid biofuels- Sampling. Bryssel : European committee for standardization, 2010. prEN 14778:2010.
15. Hard coal and coke- Manual sampling. 2006. ISO 18283.
16. Strömberg, Anneli. Ekonomi och administration ansvarig Domsjö Fiber. Örnsköldsvik, 2013.
17. VMF Kvalitetshandbok. 2012-11-01.
18. Aulin, Robert. Bestwood AB. 2013.
19. Karlsson, Mikael. Automatiserad fukthaltsmätning vid bränslemottagning. u.o. : Bestwodd AB, 2008-01-25.
20. Pellny, Rickard. Produktionschef Övik Energi. 2013.
10 Bilagsförteckning
Bilaga 1: Ekonomiska beräkningar utifrån fuktskillnader Bilaga 2: Signifikansberäkningar mellan mätmetoderna
Bilaga 3: Beräkningar av minskat antal provlass samt ekonomiska besparingar
Bilaga 1: Ekonomiska beräkningar utifrån fuktskillnader
För att beräkna de ekonomiska förlusterna har bränslepriserna för februari månad 2013 använts. Priserna för bränslet framgår i Tabell 1 nedan.
Tabell 1: Bränslekostnader för februari 2013 Pris [kr/MWh]
Bränsle Februari
Bark 172,2
Torv 154,52
Torrflis 192,33
Blandflis 150
Grot 191
Spån 172,01
Stubbflis 200
Stamvedsflis 226,15
Fukthalt och energiinnehåll har beräknats för de två olika mätmetoderna. Därefter har skillnaden mellan dem beräknats, se Tabell 2.
Tabell 2: Ekonomisk jämförelse av alternativ metod och VMFs metod Jämförelse
Bränsle Test VMF Test VMF Skillnad Skillnad Skillnad
Fukthalt Fukthalt MWh MWh Fukthalt MWh Kr
Bark 59% 56% 1065,62 1149,85 2,4% 84,23 14 504 kr
Torv 55% 49% 818,82 957,18 5,9% 138,37 21 380 kr
Grot 57% 56% 996,18 1021,91 0,9% 25,73 4 914 kr
Sågspån 54% 53% 408,29 418,00 0,8% 9,71 1 671 kr
Torrflis 15% 14% 86,07 88,86 0,8% 2,79 536 kr
Blandflis 50% 48% 83,54 86,99 2,5% 3,45 518 kr
Stubbflis 70% 65% 37,58 48,74 5,4% 11,16 2 232 kr
Stamvedsflis 61% 61% 133,99 131,34 -0,6% -2,65 -600 kr
Totalt 3630,09 3902,87 2,3% 272,78 45 154 kr
För att beräkna det överpris som Övik Energi betalar för varje MWh har det totala överpriset under provtagningarna dividerats med VMFs totala energiinnehåll för de olika bränslena under provtagningarna.
57 , 3903 11 45154
MWh Överpriset MWh Totala
Totala Överpris
Efter detta har antalet inköpta MWh bränsle från oktober 2012 till mars 2013 multiplicerats med överpriset per MWh för att få de totala förlusterna för vinterhalvåret. Den totala mängden inköpt bränsle var under den här tidsperioden 494103 MWh, vilket ger en förlust på cirka 5,7 miljoner kronor.
5716510 494103
57 ,
11
överpriset Totala
Bilaga 2: Signifikansberäkningar mellan mätmetoderna
Beräkningar om huruvida det finns någon signifikant skillnad mellan mätmetoderna har gjorts för bränslena; bark, torv, grot och sågspån. Dessa bränslen har valts ut för att det finns ett tillräckligt stort antal prover av dessa bränslen. Beräkningarna kan ses nedan.
Bark
De olika fuktskillnaderna för VMFs mätmetod och den alternativa mätmetoden kan ses i Tabell 1.
Tabell 1: Fuktskillnad mellan mätmetoderna för bark Bark
Nr Skillnad fukt Fuktskillnad i kvadrat
[%] [%]
33276424 -6,45 16,22
33276450 0,79 10,32
33276978 -0,80 2,63
33278747 -5,97 12,59
33278778 -2,36 0,00
33279195 1,01 11,81
33279493 -0,65 3,17
33279608 -0,20 4,95
33279609 -0,55 3,53
33279637 -0,80 2,64
33279647 -0,55 3,50
33280433 -2,70 0,08
33280815 -4,09 2,76
33280829 -7,52 25,98
33282301 -5,53 9,62
Totalt -36,38 109,79
Först beräknas standardavvikelsen ut för barkproverna. Standardavvikelsen är den genomsnittliga avvikelsen från medelvärdet och beräknar enligt ekvationen nedan.
) 2,8 1 15 (
79 , 109 )
1 (
) (
1
2
n m x s
n
i i
Efter att standardavvikelsen räknats ut beräknas t-värdet och jämförs med värdet ur Tabell 5.
35 , 3 15
8 , 2
15 / 38 ,
36
n s t m
t-tabellvärde = 1,7459
Absolutbeloppet av t-värdet är större än värdet i tabellen vilket gör att det finns en signifikant skillnad mellan mätmetoderna. Det vill säga att skillnaden mellan mätmetoderna har
betydelse.
7459 , 1 35 ,
3
t
Torv
De olika fuktskillnaderna för VMFs mätmetod och den alternativa mätmetoden kan ses i Tabell 2.
Tabell 2: Fuktskillnad mellan mätmetoderna för torv Torv
Nr Skillnad fukt (x-m)^2
[%] [%]
33276440 -3,61 24,06
33276937 -10,73 4,91
33276960 0,11 74,38
33277670 -8,61 0,01
33278207 0,98 90,18
33279200 4,29 163,94
33281095 -10,33 3,28
33281102 -10,14 2,65
33282270 -19,42 118,77
33282280 -11,91 11,49
33282288 -11,81 10,81
33283809 -20,29 138,63
33283849 -9,25 0,54
Totalt -110,73 643,65
Liksom för barken beräknas först standardavvikelsen ut för torvproverna, vilket kan ses nedan.
) 7,3 1 13 (
65 , 643 )
1 (
) (
1
2
n m x s
n
i i
Efter att standardavvikelsen räknats ut beräknas t-värdet och jämförs med värdet ur Tabell 5.
19 , 4 13
3 , 7
13 / 73 ,
110
n s t m
t-tabellvärde = 1,7823
Även här är absolut beloppet av t-värdet är större än värdet i tabellen vilket gör att det finns en signifikant skillnad mellan mätmetoderna.
7823 , 1 19 ,
4
t
Grot
De olika fuktskillnaderna för VMFs mätmetod och den alternativa mätmetoden kan ses i Tabell 3.
Tabell 3: Fuktskillnad mellan mätmetoderna för grot Grot
Nr Skillnad fukt (x-m)^2
[%] [%]
33277660 -6,07 52,28
33277678 14,81 186,29
33277712 8,25 50,31
33278188 10,28 83,20
33278190 -3,17 18,74
33278199 -12,65 190,53
33278758 5,94 22,89
33278775 7,49 40,10
33279193 3,74 6,66
33279487 -6,87 64,44
33279604 -7,84 80,95
33279651 1,30 0,02
33279657 -5,54 44,86
33279665 3,36 4,87
33279929 3,55 5,71
33280436 -2,24 11,54
33280799 5,87 22,18
33280800 8,92 60,20
33281949 -5,28 41,46
33282258 -8,44 92,20
33282292 8,91 60,14
Totalt 24,30 558,22
Återigen beräknas standardavvikelsen ut först enligt nedan.
6 , ) 7 1 21 (
22 , 558 )
1 (
) (
1
2
n m x s
n
i i
Därefter beräknas t-värdet och jämförs med värdet ur Tabell 5.
70 , 0 21
6 , 7
21 / 30 ,
24
n s t m
t-tabellvärde = 1,7247
I detta fall är absolut beloppet av t-värdet mindre än värdet i tabellen vilket gör att det inte finns en signifikant skillnad mellan mätmetoderna.
7247 , 1 70 ,
0
t
Sågspån
De olika fuktskillnaderna för VMFs mätmetod och den alternativa mätmetoden kan ses i Tabell 4.
Tabell 4: Fuktskillnad mellan mätmetoderna för sågspån Sågspån
Nr Skillnad fukt (x-m)^2
[%] [%]
33278751 -1,31 0,26
33279481 0,23 1,06
33279923 -0,68 0,01
33281935 -2,21 2,01
33282283 -0,01 0,61
Totalt -3,98 3,95
Standardavvikelsen beräknas enligt nedan.
0 , ) 1 1 5 (
95 , 3 )
1 (
) (
1
2
n m x s
n
i i
t-värdet beräknas och jämförs med värdet ur Tabell 5.
79 , 1 5
0 , 1
5 / 98 ,
3
n s t m
t-tabellvärde = 2,1318
Återigen är absolut beloppet av t-värdet mindre än värdet i tabellen vilket gör att det inte finns en signifikant skillnad mellan mätmetoderna.
1318 , 2 79 ,
1
t
Tabell 5 är en enkelsidig t-tabell där f är antalet frihetsgrader och översta raden beskriver inom vilken signifikansnivå t-värdet ligger. I dessa beräkningar har signifikansnivån 0,05 använts (1).
Tabell 5: Enkel sidig t-tabell
Referenser
1. KTH Teknikvetenskap. [Online] den 20 05 2013.
http://www.math.kth.se/matstat/gru/5b1508/formler.pdf
