Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

There are several energy systems in the Swedish society and to ensure the comfort and health of the citizens it is of importance that the different energy systems are functioning properly. District heating is one of these energy systems and many household depend only on district heating to warm up their homes.

District heating is dependent on several processes where every step needs to function in order to deliver the produced heat to the end consumer. Previous studies have investigated the distribution of district heating and how to make customers choose district heating as their heating method. The supply of fuel to the district heating plant has not been studied as much, even though it is an important part of the whole system. This thesis is a part of the project NORD-STAR (Nordic Strategic Adaption
Research), which has focused on climate adaption in the Nordic countries. This is the background of why this thesis, among other factors, analyzes how climate change will affect the fuel supply to district heating plants.

In this thesis fuel managers or purchasers at several district heating systems in the region of Mälardalen have been interviewed. A literature review has been made to get another perspective and study visits have been conducted to three district heating plants with significant difference in
production capacity.

According to the investigations, planned deliveries of district heating rarely fail. Shortage of heat to
consumers due to absence of fuel deliveries has not happened yet, according to the survey. Disturbances in fuel deliveries have occurred and are common, but the district heating systems have enough of different fuel stocks to avoid disruption of heat production. The interviewees consider themselves to be prepared for multiple possible scenarios.

The interviewed have not made any changes to adapt to climate change in general and they are not worried about future fuel supply. Concerning the future, they do not expect more problems to get fuel to the plants. In the near future there is most likely nothing that can imperil fuel deliveries to the district heating plants. It is, however, possible that there will be an increased competition for biomass in the long run, because of new and expanded application areas for biomass, such as transportation
fuel, bio plastic material, etc.

The district heating sector is completely dependent on transportation and logistics, mainly by trucks since they can access all forest areas. There are no other vehicles that can replace trucks in the near future and currently they are dependent on fossil fuel and personnel. This is, however, not unique to district heating. There are several other energy systems dependent on both fossil fuels and truck transportation.

I det svenska samhället finns många olika energisystem. Dessa behöver fungera för att individens hälsa och komfort ska bibehållas. Det är därför viktigt att undersöka energisystemens känslighet mot olika typer av störningar, för att kunna undvika bristande funktionalitet. Fjärrvärme utgör ett av dessa energisystem, vilket kan vara det enda alternativa uppvärmningssättet för vissa hushåll. Dessa hushåll är därmed direkt beroende av fjärrvärme för att kunna upprätthålla till exempel en tjänlig inomhustemperatur. Långvariga uteblivna fjärrvärmeleveranser kan leda till att hus blir utkylda och
att temperaturen i olika bostäder och lokaler blir ohälsosam att vistas i. Vidare kan exempelvis rörledningar och annan utrustning, som inte är gjord för låga temperaturer, gå sönder i byggnader.
Avbrott av fjärrvärmen under kortare tid kan leda till en minskad komfort eller en sanitär olägenhet.

Fjärrvärme består av flera olika länkade processer, där alla steg måste fungera för att fjärrvärmen ska nå ut till sina kunder. Det har tidigare genomförts studier om leveranssäkerhet av fjärrvärme och ekonomiska undersökningar av fjärrvärmsektorn. Tillförseln och leveranssäkerheten av bränsle till fjärrvärmeanläggningar har studerats i mindre grad, trots att detta är en viktig del för att kunna leverera fjärrvärme. I ett försök att fylla eventuella kunskapsluckor, samt bidra med en fördjupad bild av situationen, har eventuella sårbara punkter och händelser som kan äventyra eller försvåra inleverans av bränsle undersökts i det här examensarbetet. Detta examensarbete är genomfört som en del i ett större
forskningsprojekt (NORD-STAR Nordic Strategic Adaption Research), vilket är inriktat på klimatanpassning i de nordiska länderna. I framtiden kan olika klimatförändringar väntas. Huruvida dessa nya förutsättningar är något som påverkar tillförseln av bränsle till olika fjärrvärmeanläggningar har därför också behandlats i detta arbete. En betydande del av svensk fjärrvärme produceras i
Mälardalsområdet, vilket är en av anledningarna till att detta begränsade geografiska område har undersökts. Regionen har också tillgång till alla vanligt förekommande transportslag (lastbil, tåg, båt).
Dessutom finns en stor spridning beträffande storlek, ägandestruktur och logistikförutsättningar hos de
representerade aktörerna, vilket bidrar till regionens relevans vid val av studieområde.

Intervjuer med ansvariga för bränsleförsörjningen för olika fjärrvärmenät inom Mälardalsområdet har företagits. Dessa personer har ett betydelsefullt perspektiv och kan även ge insikt om vilka problem och farhågor som dominerar hos de verksamma inom fjärrvärmebranschen. En separat litteraturstudie har genomförts för att få ett objektivt perspektiv. Slutligen har tre anläggningar med markant
storleksskillnad vad gäller fjärrvärmeproduktion besökts. Detta för att belysa de likheter och skillnader som fjärrvärmenät i olika storleksordning har i praktiken.

Det förefaller vara ovanligt att planerade fjärrvärmeleveranser till kunder uteblir, enligt rapporterade undersökningar. Fjärrvärmeleveranser som uteblir på grund av störningar i bränsleförsörjningen är
inget som har skett under de intervjuades verksamhetstid. Störningar i bränsleförsörjningen är dock vanligt förekommande för de flesta fjärrvärmenäten, men bränslelager och reservbränslen finns att tillgå i tillräckligt hög grad för att den här typen av störningar inte ska påverka värmeproduktionen. De intervjuade anser sig ha god beredskap för att kunna leverera fjärrvärme under hela året trots påverkan och inverkan av skiftande typer av störningar i olika omfattning. Med några få undantag är det ingen av de intervjuade företagen som gjort några förändringar med hänsyn till kommande
klimatförändringar. Bränsletillgången i framtiden är inget som de intervjuade är märkbart bekymrade över. De anser generellt att bränsletillgången är god och att den i framtiden kommer att vara densamma som nu, alternativt något bättre än hur situationen är idag. På kort sikt finns det inget som hotar bränsleflödet från olika delar av Sverige och övriga världen till Mälardalsområdets
fjärrvärmeanläggningar. På längre sikt kan marknadsförutsättningarna dock ändras och en ökad
konkurrens om skogsbiomassan från andra sektorer skulle kunna påverka biomassatillgången för fjärrvärmesektorn. Vidare är det möjligt att avfallsgenereringen minskar som ett led i en samhällelig ökad resursmedvetenhet. Fjärrvärmesektorn är i ett stort beroende av fungerande logistik, i första hand lastbilstransporter. Om lastbilar inte kan leverera finns det inga rimliga alternativ på kort sikt. Det som skulle kunna påverka lastbilstransporterna är bränsle- eller personalbrist.