Fra spildevand til grøn fjernvarme
Danmarks største varmepumpe blev bygget, som et led i strategien ’Bæredygtig forsyning’. Kalundborg Forsyning kunne udnytte det lune spildevand fra industrien og reducere CO2-udledningen markant.
Kalundborg Forsyning er medlem af Kalundborg Symbiose, verdens førende industrisymbiose, som skaber overskud gennem en cirkulær tilgang til produktion. Gennem symbiosen er der fokus på, hvordan man kan udnytte og genbruge strømninger mellem virksomhederne bedst muligt.
Flere af industrierne anvender damp og fjernvarme i deres processer og som en konsekvens af dette modtager Kalundborg Forsynings renseanlæg lunt spildevand, som gaver vores biologiske processer. Varmen får simpelthen biologien til at arbejde hurtigere.
I symbiosens ånd besluttede man derudover at kigge på, hvordan det lune spildevand eller kunne udnyttes. Forsyningen kom i fællesskab med industrien frem til en løsning, hvor man ved hjælp af en varmepumpe kunne anvende varmen i spildevandet til at producere fjernvarme, som kunne sendes tilbage til fjernvarmenettet.
Hvordan spildevand bliver til fjernvarme?
Varmepumpen stod færdig den 14. juni 2017, hvor den blev indviet af hendes majestæt Dronning Margrethe, som tilmed fik lov til at starte varmepumpen for første gang.
Varmepumpen har som anlæg tre separate linjer, der kan kører uafhængigt af hinanden. De producerer hver 3.5 megawatt fjernvarme, såfremt forholdene tillader det.
Det lune spildevandet, som fjernvarmen udnytter, føres gennem et filter, der renser for eventuelle urenheder. Derfra sendes det gennem en fire meter høj pladevarmeveksler, hvor varmen overføres. Spildevandet er i gennemsnit cirka 17 grader i vinterhalvåret og afkøles til mindst 5grader, således der ikke er risiko for isdannelse i varmevekslerne.
Derfra føres varmen fra det lune spildevand ind i en lukket vandkreds, kaldet mellemkredsen, som transporterer varmen til varmepumpens fordamper-kammer.
Her varmes kølemidlet op og grundet det lave tryk i beholderen, fordampes kølemidlet til ren gas. Fordampningen trækker varmen ud af mellemkredsen - ligesom fordampende sprit på hænderne føles koldt. Mellemkredsen er da klar til at modtage mere varme fra spildevandet og sendes tilbage til start i varmeveksleren.
Kølemidlet på gasform komprimeres i to trin af kompressorer. Der er fire kompressorer pr. varmepumpelinje, der hver drives af elmotorer på 315 kW.
Komprimeret og under tryk kan gassen ikke eksistere, det til trods for gassen nu er varmere på grund af komprimeringen, vil den kondensere tilbage til en væske. Kondensering afgiver den samme energi som gassen tog for at fordampe fra en væske, men denne energi er nu i en langt højere temperatur. Nu kan kølemidlet opvarme fjernvarme til 80 grader.
Fjernvarmevandet fra fjernvarmenettet cirkuleres ind i varmepumpen med cirka 40 til max 50 graders varme og cirkuleres ud opvarmet til 80 grader. Hvis alle linjer er i fuld drift, er flowet på fjernvarmen 210m3/h, eller 58 liter i sekundet. Varmepumpen kan dermed levere cirka 1/6 af det samlet fjernvarmeforbrug om vinteren og et større andel om sommeren. Samlet set kan den dække 30 procent af Kalundborg Forsynings årlige køb af fjernvarme, hvilket svarer til 80.000 megawatt fjernvarme.
Varmepumpen er fortsat den første og den største af sin slags i Danmark.
Varmepumpen er et supplement til den fjernvarme, som Ørsted i dag leverer til Kalundborg Forsyning. I 2022 var der nedbrud og i flere af de koldeste dage stod hele Kalundborg by og dens industri uden fjernvarme. I den periode holdt varmepumpen gang i fjernvarmenettet, hvilket resulterede i, man undgik ødelagte rør og at der fortsat var svag varme i fjernvarmenettet.
Kalundborg Renseanlæg modtager årligt cirka 6 millioner m3 spildevand og alene ved at udnytte varmen i det rensede spildevand, kan forsyningen reducere CO2-udledningen med minimum 1.000 tons årligt.
En effektiv løsning
Grundlaget for at anvende en varmepumpe fremfor fx en stor dypkoger, er et rent effektivitetsspørgsmål. Varmen i spildevandet er reelt gratis, da forsyningen ikke beskattes af udnyttelsen af dette, dog koster strøm penge og det er en stor del af processen.
Effektiviteten kaldes ofte COP med varmepumper og vi ligger på en COP mellem 3,5 og 4 med vores varmepumpe. I mere basale termer betyder det, at Kalundborg Forsyning for hver kW strøm vi tilfører varmepumpens fjernvarmeproduktion, får det tilsvarende ud ganget med 3,5 til 4. Altså får forsyningen med en kW strøm et sted mellem 3,5 til 4 kW varmeenergi i fjernvarme.
Til trods for den effektivitet forbruger anlægget stadig en anseelig mængde strøm i produktionen af fjernvarme. Derfor er anlæggets styring koblet op til strømprisen, således den starter når strømprisen er fordelagtig og slukker automatisk, når det modsatte er tilfældet.
H.M. Dronning Margrethe startede varmepumpen onsdag den 14. juni 2017.