14/9/2016

Varmadæla í Vestmannaeyjum

  • Vestmannaeyjar

Hitaveita í Vestmannaeyjum var tekin í notkun árið 1977. Í upphafi var nýttur varmi úr hrauninu frá eldgosinu í Heimaey árið 1973. Safnleiðslur fyrir gufu voru grafnar niður í hraunið og gufan leidd að varmaskiptum til að hita bakvatn í dreifikerfi hitaveitunnar, en allt dreifikerfi var tvöfalt. Árið 1977 var einnig reist kyndistöð með 3 MW olíukatli.

Smám saman kólnaði hraunið og gufan nægði ekki til að hita vatn hitaveitunnar. Árið 1988 var kyndistöðin stækkuð og tekinn í notkun 20 MW rafskautsketill. Einnig voru settir upp tveir 7 MW olíukatlar sem varafl og þegar afgangsraforka er ekki fáanleg.

Um nokkurt skeið hefur legið fyrir að rafmagnsverð muni hækka umtalsvert og þar með rekstrarkostnaður hitaveitunnar. Eigandi hitaveitunnar, HS Veitur, hefur því leitað leiða til að lækka rekstrarkostnaðinn. Árið 2011 fólu HS Veitur Verkís að gera athugun á hagkvæmni þess að nýta sjó til að hita bakvatn hitaveitunnar með varmadælu. Hámarksaflþörf hitaveitunnar er um 15 MW og voru skoðaðar voru ýmsar stærðir og gerðir varmadælna. Niðurstaðan var að hagkvæmasta afl varmadælu væri um 9 MW þar sem tveir þriðju hluta orkunnar kæmu úr sjó og um þriðjungur væri rafmagn. Þar sem ávinningurinn af varmadælu er fyrst og fremst rafmagnssparnaður er hagkvæmni hennar mjög háð rafmagnsverði. Árið 2011 var rafmagnsverð  það lágt að arðsemi var talin ófullnægjandi. Allt benti þó til að rafmagnsverð færi hækkandi og arðsemi mundi aukast og var því ýmsum undirbúningi haldið áfram. Verkís lauk svo endurskoðun frumhönnunar í júní 2015 og sýnir mynd 1 áætlaða arðsemi verkefnisins við mismunandi rafmagnsverð. 

Mynd 1 Arðsemi skv. endurskoðari frumhönnun 2015

Eftir endurskoðun frumhönnunar hafa HS Veitur unnið að ýmsum undirbúningi svo sem samningum um rafmagnsverð, framkvæmd niðurgreiðslna á rafhitun ofl. Verkís annaðist gerð útboðsgagna og mat á tilboðum í varmadælur og hefur nú verið samið við fyrirtækið Varmalausnir ehf. á Akureyri um kaup á 4 Sabroe varmadælueiningum,  samtals 10,4 MW. Leitað var tilboða í borun holna fyrir sjótöku og er unnið að samningum um borunina. Hönnun húsbyggingar, pípulagna og rafbúnaðar er að hefjast. Gert er ráð fyrir að rekstur hefjist í byrjun veturinn 2017 – 2018.

Varmadæla vinnur á svipaðan hátt og ísskápur. Í gegnum hana er leiddur sjór sem er kældur og orkan sem fæst með kælingunni er notuð til að hita upp hitaveituvatnið. Mynd 2 er úr frumhönnun og er einfölduð kerfismynd fyrir 9 MW varmadælu. Álagstölur á myndinni eru fyrir annarsvegar hámarksálag á hitaveituna, 15 MW, og hinsvegar fyrir meðalálag, 8 MW. Inn á varmadæluna er leiddur 7°C heitur sjór sem er kældur niður í 3°C. Að varmadælunni er leitt 34°C heitt bakvatn hitaveitu sem er hitað upp í henni. Þegar aflþörf hitaveitunnar er undir uppsettu afli varmadælunnar, 9 MW, er hitaveituvatnið hitað í 77°C sem er framrennslishiti hitaveitunnar. Þegar álag á hitaveituna er meira takmarka afköst varmadælunnar vatnshitann frá varmadælunni. Vatnið frá varmadælunni er leitt að kyndistöð hitaveitunnar og ef hitinn er lægri en 77°C (hitaveituálag >9 MW) er skerpt á því með rafmagnskötlunum sem þar eru. 

Mynd 2 Hitaveita í Vestmannaeyjum 9 MW varmadæla, kerfismynd

Kerfismyndin á mynd 2 miðast við nýtnistuðul 3,0, þ.e. þriðjungur orkunnar sem fæst úr varmadælunni er rafmagn sem knýr hana, en 2/3 eða 6 MW fást úr sjónum. Varmadælan sem samið hefur verið um kaup á er nokkru stærri eða 10,4 MW og nýtnistuðull hærri eða 3,55, þannig að úr sjónum fást um 7,5 MW.

Sem fyrr segir er rafmagnssparnaður helsti ávinningurinn við varmadæluna. Taflan að neðan sýnir áætlaða rafmagnsnotkun hitaveitunnar með og án varmadælu.

  Án varmadælu
GWh/ár
Með varmadælu
GWh/ár 
Rafmagnsnotkun ketils 78,6  5,3
Rafmagnsnotkun varmadælu 0 20,7
Rafmagn fyrir sjódælingu 0 1,2
Samtals 78,6 27,2

Helstu hlutar verkefnisins eru:

  • Sjótaka og losun kælds sjávar.
  • Varmadælustöð með öllum búnaði.
  • Tenging varmadælustöðvar við kyndistöð

Heildarstofnkostnaður varmadælustöðvar með tilheyrandi mannvirkjum og búnaði er áætlaður um 1.100 Mkr.