Möjligheter att utnyttja värmepumpning i massa- och pappersindustrin - En kartläggning baserad på pinchanalys

Rapport, 1998

I denna rapport kartläggs möjligheterna att i massa- och pappersindustrin utnyttja värmepumpar genom att analysera referensbruk som representerar moderna energieffektiva bruk. Detaljerade processdata finns definierade för delprocesserna, och dessa kombineras för att representera hela bruk. De brukstyper som analyserats är: • Integrerat kartongbruk med CTMP-fabrik. • Integrerat pappersbruk (normalt och hart slutet). • Avsalubruk (normalt och hart slutet). I de integrerade kartong- och pappersbruken räcker inte ångan som produceras i sodapannan for att tacka värmebehovet. I dessa fall måste kompletterande förbränning med t ex bark ske. En reduktion av processens värmebehov medför därför att förbränningen med det kompletterande bränslet kan reduceras. Förutsättningar för värmepumpning finns därför i dessa fall. I avsalubruken finns däremot ånga i överskott från sodapanna. Någon kompletterande förbränning behövs då inte. En värmebesparing i processen har då inget yärde och därmed finns inte heller några förutsättningar for värmepumpning internt i bruket. I de integrerade kartong- och pappersbruken finns mojligheter att utnyttja värmeöverskott kring 100°C och med en värmepump tillverka lågtrycksånga. De uppskattade återbetalningstiderna, med hansyn tagen till förlorad mottryckskraft vid dagens energipriser, ar som lägst mellan 3 och 5 år. Beträffande investeringskostnader råder det dock stora osäkerheter kring storleken på följdkostnaderna (dvs förändrade värmeväxlingar i sekundärsystemen i processen). I alla referensbruken finns ett stort värmeöverskott vid cirka 60°C beroende på främst värmen från indunstningens ytkondensorer och sodapannans rökgasskrubber. Detta värmeöverskott kan värmepumpas till ett fjärrvärmenät. och ger vid en årlig drifttid på 4000 timmar en produktionskostnad till bruksgränsen mellan 100 kr/MWh och 150 kr/MWh. Värmepumpar i modifierade enhetsoperationer ar också av intresse. Till exempel ger värmepumpning med en högtrycksfläkt i indunstningen ungefär samma totala årliga kostnader som med traditionell indunstning. Driftkostnaden ar dock lägre men kapitalkostnaden högre.