Den årliga konferensen Panndagarna, som belyser teknikutvecklingen inom kraftproduktion, gick i år av stapeln den 14 till 15 april i Västerås. Konferensen, som anordnades av Värme- och Kraftföreningen gästas varje år av ett 100-tal företrädare för energibolag och svensk skogs- och processindustri. Bland talarna fanns i år bland annat Jenny Sahlin från Profu, som tar upp bränslekvaliteten på importerat avfallsbränsle, Peter Nilsson, vd på företaget Capee Group som sänkt Vattenfalls NOx-utsläpp genom analys av driftdata, och Christer Mauritzson från Alstom, som berättade om företagets teknik för rökgasrening.
I och med att källsorteringen av avfall ökar i Sverige, samtidigt som det fortsätter att byggas kraftvärmeverk för avfallsförbränning, blir behovet av att importera avfallsbränsle allt större. Med anledning av detta har ett forskningsprojekt genomförts för att bedöma framtida sammansättning och egenskaper hos avfallsbränsle till energiåtervinning och på så vis göra det lättare för verksamhetsutövare på avfallsmarknaden och myndigheter att planera långsiktigt och anpassa sig till kommande förändringar. Projektet leddes av Inge Johansson vid SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut och Jenny Sahlin från Profu, som båda kommer att finnas på plats under Panndagarna för att berätta om sina slutsatser.
- Vi valde att ha en tidshorisont fram till år 2020 men vi gör även en del utblickar mot 2030 i rapporten. Det är en lagom tidsperiod för att vi ska kunna bedöma med en rimlig sannolikhet hur situationen kommer att utvecklas, säger Jenny Sahlin.
Import av avfallsbränsle
Hittills har Sverige huvudsakligen importerat avfallsbränsle från Norge. Den norska importen är väl etablerad och norskt avfallsbränsle har under en längre tid använts i svenska anläggningar. Idag kan man därför i stort sett säga att Sverige och Norge har en gemensam marknad för avfallsbränsle.
Utöver importen från Norge är emellertid även import av sorterat avfallsbränsle från Storbritannien under uppstart och importen från Storbritannien förväntas öka.
- Det finns flera länder som är intresserade av att ta emot avfallsbränsle från samma länder som vi, men Sverige har goda ekonomiska konkurrensfördelar genom vår unika möjlighet till avsättning av värmen i fjärrvärmesystemen. Mängderna är så stora att efterfrågan bedöms kunna mötas inom dagens prisnivå, säger Jenny Sahlin.
Högre kvalitet
Generellt sett visar rapporten att det importerade avfallsbränslet har en högre kvalitet, i form av lägre fukt- och askhalter, högre effektivt värmevärde och lägre innehåll av föroreningar, än svenskt blandat avfall till energiåtervinning, bland annat tack vare att material med lågt eller inget energiinnehåll sorteras ut.
- Projektet har bekräftat det importörerna sett - att det utländska avfallet håller en hög kvalitet. I och med att en försortering sker i ursprungslandet försvinner en stor del av exempelvis icke brännbara metaller, förklarar Jenny Sahlin.
En annan orsak till den högre kvaliteten är enligt rapporten att flera svenska aktörer använder en kravspecifikation vid import.
Enbart en kravspecifikation är emellertid inte en garanti för att leveranserna ligger inom de tillåtna gränserna och rapporten rekommenderar därför att kravspecifikationen kompletteras med kontinuerlig provtagning för att följa upp och kontrollera att kvaliteten uppfylls.
Rapporten konstaterar också att det kommer att vara viktigt för svenska anläggningar att förbereda sig för de förväntade förändringarna i avfallsbränslets sammansättning. Det är emellertid svårt att ge generella rekommendationer eftersom det beror på lokala förutsättningar, som till exempel pannans egenskaper, sammansättningen av det lokala avfallsbränslet och möjligheterna att införa importerat avfallsbränsle.
Datainsamling
För att kunna samla in den data som legat till grund för forskningsprojektet har man varit beroende av att ha tillgång till enskilda anläggningar och det material som finns där. Man har därför samarbetat med bland andra Avfall Sverige, Eon Värme AB, Renova AB, Fortum Värme AB och Sysav AB.
- Det finns egentligen ganska dåligt med offentlig data för sådana här typer av undersökningar. Enskilda anläggningar samlar in den information som finns på plats och därför var det helt avgörande att vi fick tillgång till denna genom att samarbeta med de medverkande företagen, berättar Jenny Sahlin.
Analys av driftdata
Ett nödvändigt första steg vid driftoptimering är i de flesta falla att utgå från den driftdata som finns tillgänglig. Att ha korrekt data i tillräcklig mängd räcker emellertid inte alltid till.
Då Vattenfall ville sänka NOx-utsläppen kopplade man in företaget Capee Group, som för att kunden ska kunna dra nytta av den data som redan samlas in omvandlar den till trender, grafer och andra lättanvända visualiseringsverktyg.
- Det är många som mäter en massa saker relaterade till vad som händer i pannorna och har en uppsjö av data, men som sedan inte använder den till något. Det är en outnyttjad potential som vi hjälper kunderna, i detta fall Vattenfall, att följa upp och börja utnyttja på ett annat sätt direkt i produktionen, säger Peter Nilsson, som är vd på Capee Group.
Minskade utsläpp
Peter Nilsson berättade under Panndagarna om Capee Groups projekt hos Vattenfall.
- Hos Vattenfall släpptes kväveoxider av olika slag ut i en alltför hög grad och problemet låg hos avfallspannorna. Kommer man inte tillrätta med problemen så kan man tvingas bygga om pannorna för att lösa situationen och då handlar det ju om investeringar i miljonklassen. Istället anlitades vi och vi tog fram all data fem år tillbaka i tiden och gjorde sedan en djupanalys av situationen tillsammans med driftpersonalen, förklarar Peter Nilsson.
Peter Nilsson menar att det är viktigt att involvera alla och låta kunderna själva göra en del av jobbet för att de på lång sikt ska ta till sig arbetssättet och fortsätta analysera och dra nytta av datan. Även om Capee Group var på plats för att genomföra workshops och leda arbetet utfördes den största delen av arbetet därför av Vattenfalls egen driftavdelning.
I slutändan tog Capee Group och driftpersonalen tillsammans fram ett antal specifika rekommendationer för hur Vattenfall kunde optimera driften och därmed minska de oönskade utsläppen. Totalt tog projektet mellan 2 och 3 månader och resultatet blev att utsläppen av NOx reducerades med 20 procent.
Rökgasrening
Företaget Alstom, som bland annat är en världsledande leverantör av rökgasreningssystem, presenterades under Panndagarna av Christer Mauritzson vid Alstoms kontor i Växjö, som beskriver hur energioptimering och emissionsminskning kan åstadkommas genom tillämpning av avancerad spetsteknologi och produkter.
Som exempel tar Christer Mauritzson upp företagets högfrekvenslikriktare SIR (Switched Integrated Rectifier), som då den togs i drift 1993 var världens första högfrekvenslikriktare för elfilter. Tekniken har sedan dess visat sig vara ett effektivt sätt att förbättra driften av elfilter för rökgasrening, både när det gäller avskiljningsgrad och energiförbrukning, och den är idag mycket efterfrågad vid uppgradering av elfilter.
- Vi har ett par tre konkurrenter i världen, men det är inte många som klarar av att göra transformatorer med den här graden av kapacitet. Vi tillverkar dem här i Växjö, förutom en liten produktion som sker i Kina för den kinesiska marknaden, säger Christer Mauritzson.
Högfrekvensteknik
I ett elfilter bombarderas partiklarna i rökgasen med negativa laddningar, som genom att de fastnar på partiklarna och gör dem negativt laddade gör det möjligt att avskilja dem med hjälp av ett elektriskt fält.
Då högfrekvenslikriktaren SIR introducerades av Alstom medförde den en ny metod för energimatning till elfilter, som tack vare högfrekvensteknik gjorde det möjligt att mata in en högre effekt i elfiltret än med en traditionell transformator. Därmed kunde utsläppen minskas, utan att det krävdes dyra investeringar.
- Själva utsläppsminskningen som kommer av SIR:en sker på grund av att vi kan mata in en högre effekt. Det ger en högre verkningsgrad på filtret och SIR:en i sig själv har förluster på cirka 5 kilowatt, jämfört med en konventionell likriktare som har en förlust på 12 till 14 kilowatt för motsvarande storlek. Högfrekvensteknik kan vara klurigt så det är mycket att tänka på. Vi började fundera på den här tekniken redan 1987 då det här projektet startade. Vi har idag kommit över alla initiala sjukdomar och SIR:en är en mogen produkt. Faktum är att den första SIR som installerades 1993 i Rättvik sitter på plats än idag och fungerar utmärkt, berättar Christer Mauritzson.
Förenklat underhåll
Utöver de minskade utsläppen har högfrekvenslikriktaren SIR även andra fördelar över en vanlig transformator.
- En IGBT-transistor hackar sönder energin i små bitar och tekniken gör att SIR är betydligt mindre och lättare än traditionella transformatorer. Normalt sett kan de väga uppemot 1,5 ton och ackompanjeras av ett elskåp som väger ungefär 200 kilo, medan SIR endast väger cirka 250 till 500 kilo, förklarar Christer Mauritzson.
Det mindre formatet gör till exempel att underhållet underlättas eftersom man inte behöver demontera och lyfta ner en stor transformator från taket. SIR är dessutom uppbyggd i moduler, som kan plockas isär på plats. På så vis kan den modul som behöver åtgärdas tas ner utan att hela apparaten behöver flyttas. Det tar därför inte mer än en eller två timmar att byta ut en modul och sedan är man igång igen.
