På denne siden kan du lese om:

• Bruk av fjernvarme i Norge
• Oppbygging av fjernvarmeanlegg
• Tekniske løsninger
• Dimensjonering av fjernvarmeanlegg
• Valg av energibærere i fjernvarmeanlegg
• Leveringssikkerhet for fjernvarme
• Rammebetingelser for fjernvarme i Norge
• Miljømessige fordeler ved etablering av fjernvarmeanlegg
• Eksempel på varmeplan.

Fjernvarme er basert på transport av energi i vannfase, noe som medfører at en rent teknisk kan benytte alle tilgjengelige energibærere som:

• Grunnvarme i varmepumpeanlegg

• Vassdrag/varmepumpeanlegg

• Kloakk/varmepumpeanlegg

• Spillvarme, evt. ved bruk av varmepumpeanlegg

• Biomasse

• Restavfall

• Olje

• Gass

• Elektrisk kraft.

Fjernvarme innebærer altså en meget stor grad av energifleksibilitet, i det en kan benytte de energibærere som er til enhver tid er rimeligst.

BRUK AV FJERNVARME I NORGE
 

Figur 1: Bruk av fjernvarme i Norden regnet pr. innbygger

I Norge utgjør fjernvarme kun ca. 2 % av energi til oppvarmingsformål.  Dette er svært lavt i forhold til andre land vi kan sammenligne oss med.  Tilsvarende andel fjernvarme til oppvarming i Danmark og Sverige er henholdsvis ca. 50 og 35 %. I Figur 1 har vi vist bruken av fjernvarme i Norden regnet som kWh pr. innbygger.  Som vi ser av figuren, ligger de andre nordiske landene mye høyere enn Norge. En av årsakene til at fjernvarme er så lite utbygget i Norge er at vi har hatt tilgang til rimelig vannkraft og at rammebeting-elsene for fjernvarme ikke har vært så gode som i andre land det er naturlig å sammenligne seg med.  Les mer om rammebetingelser.

Figur 2: Leveranse av fjernvarme i Norge

Det har skjedd en viss økning av bruken av fjernvarme de siste årene.  Dette er vist i Figur 2. Det er etter hvert etablert fjernvarmeanlegg mange steder i Norge.  Blant disse kan nevnes: Oslo Trondheim Bærum Drammen Gardermoen Ålesund Fredrikstad Bergen Tromsø Trysil Levanger.

All erfaring viser at når en først kommer i gang med fjernvarme i en by eller  tettsted, vil en etter hvert få en selvdrevet utvikling eller vekst i energileveransen.  Det er derfor viktig at myndighetene legger til rette for etablering av vannbåren infrastruktur i alle større tettsteder og byer.

Fjernvarme er i ferd med å bli etablert eller vurderes i mange norske byer og tettsteder som:

• Kongsvinger
• Hamar
• Gjøvik
• Hønefoss
• Lillestrøm/Kjeller
• Nannestad.

Forutsatt at forholdene blir lagt til rette for det, er det grunn til å anta at vi vil oppleve en betydelig økning i leveranse av fjernvarme i årene fremover.  Det er tilgjengelig en betydelige ressurser fornybar energi (til moderate priser) som kan benyttes i fjernvarmeanlegg.  Kartlegging av mulige fjernvarmeområder foretatt av Morten H. Soma og andre viser at det er samfunnsøkonomisk og i mange tilfelle bedriftsøkonomisk lønnsomt å etablere fjernvarmeanlegg i flere norske byer og tettsteder.  En forutsetning for at det skal la seg gjøre å etablere fjernvarme vil i mange tilfelle være at de norske rammebetingelsene legger til rette for fjernvarmeutbygging.  Det vil da være et potensiale på flere TWh i utvidelse og nyetablering av fjernvarme i norske byer og tettsteder.

OPPBYGGING AV FJERNVARMEANLEGG

Med fjernvarme mener vi et energisystem som består av følgende hoveddeler:

• Varmesentral
• Fjernvarmenett
• Abonnentsentraler eller undersentraler
• Sekundærnett (internt varmenett hos abonnentene)

Typisk oppbygging av et fjernvarmesystem er vist i Figur 4. Energi blir produsert i én eller i noen tilfelle flere varmesentraler og distribuert i rørledninger som består av stålrør (og i noen tilfelle plastrør) hvor det sirkulerer varmt vann. Fjernvarmerørene er normalt såkalte prefabrikkerte rør som er isolert med polyuretanskum. Ytterst består rørene av en mantel (kappe) av polyeten (polyetylen) . Vi viser her til Figur 5 og Figur 6.  Fjernvarmeanlegg i Norge har oftest vært dimensjonert for en maksimal turtemperatur på 120 ºC ved dimensjonerende utetemperatur. Returtemperaturen bør maksimalt ligge på 70 ºC, eller helst mye lavere. Dette innebærer at en oppnår en temperaturdifferanse på 50 ºC eller høyere. Den overførte varmemengden er proporsjonal med temperaturdifferansen. For å redusere varmetapet, reduseres temperaturen i perioder med høyere utetemperatur.

Figur 4: Oppbygging av fjernvarmeanlegg (Kilde: Fjernvarmeforeningen)                                                    

Figur 6: Fjernvarmerør med stålkjerne

Figur 5: Oppbygging av fjernvarmerør                                                   Fjernvarmerør har altså tradisjonelt bestått av stålrør isolert med polyuretanskum, som har en god isolasjonsevne, og en beskyttende kappe av polyeten ytterst.  I moderne fjernvarmerør er det i isolasjonen innstøpt metalltråder for lekkasjedeteksjon.  Hvis det oppstår lekkasje, vil lekkasjestedet kunne finnes med stor grad av nøyaktighet. Fjernvarmerørene i Figur 6 er beskyttet med plastdeksel på endene (rødt).

Det finnes også andre typer fjernvarmerør, som såkalte fleksirør (isolerte plastrør), vist i Figur 7.  Dette er en type fjern-varmerør som er tilgjengelig i mindre dimensjoner (opp til ca. 100 mm indre rørdiameter).  Rørene fås på rull, og er mye enklere å legge ut enn vanlige fjernvarmerør med stålkjerne.  Legging av fleksirør medfører også mye mindre gravarbeider.  Selve rørene er mer kostbare enn standard stålrør.  Det er imidlertid visse begrensninger i trykk og temperatur.  Sammen med en del andre forhold medfører dette at de stort sett egner seg i mindre nærvarmenett med små høydeforskjeller mellom varmesentral og de enkelte abonnentene i nettet.

Figur 7: Legging av fleksirør

Figur 8: Kundesentral

I Figur 8 er vist eksempel på en kundesentral, hvor en overfører energi fra fjernvarmenettet til kundenes interne varmeanlegg via en eller flere varmevekslere.  I kundesentralene kan en i tillegg til vannvarme også produsere varmt tappevann.  Kundesentraler er tilgjengelig i forskjellig utførelse.  Det er viktig at de utføres og optimaliseres slik at en får en best mulig avkjøling av vannet i fjernvarmenettet.  Overførings-kapasiteten i et fjernvarmenett er proporsjonal med temperaturdifferansen mellom tur- og returvann i nettet (DT). Et tilbakevendende problem i fjernvarmenett er for lav DT i nettet. Dessverre blir fremdeles interne varmeanlegg designet for en alt for høy distribusjonstemperatur, noe som medfører at DT i fjernvarmenettet blir alt for lav. Det vil som regel lønne seg å benytte ferdige prefabrikkerte kundesentraler som er utstyrt med bl.a.: Ventiler på primær- og sekundærsiden Varmemåler Automatikk Termometre Manometre.

Hvis en etablerer nærvarmesystemer med få kunder og små høydeforskjeller i anlegget, vil en ofte kunne klare seg med enklere kundesentraler uten varmevekslere.  Det vil da ikke være noe hydraulisk skille mellom varmenettet og kundenes interne varmeanlegg.  Selv om dette kan gi reduserte investeringer, vil en imidlertid ha ulike ulemper som at lekkasje ett sted vil forplante seg til hele nettet.

Gå til starten på siden.

TEKNISKE LØSNINGER

Ved utbygging av varmeanlegg skiller en i prinsippet mellom følgende hovedtyper:

• Indirekte systemer
• Direkte systemer.

Med indirekte systemer mener vi fjernvarmeanlegg hvor det er et hydraulisk skille mellom varmesentral og varmenett på den ene siden og kundenes interne varmeanlegg på den andre siden. Fjernvarmenettet kalles ofte primærnett, mens kundenes interne nett kalles sekundærnett. Nettene er koblet sammen ved hjelp av én eller flere varmevekslere, hvor energien blir overført fra primærnettet til sekundærnettet. Systemet som er vist i Figur 4, er et eksempel på et indirekte system.

Med direkte systemer mener vi fjernvarmeanlegg hvor det er det samme vannet som sirkulerer i varmesentral, fjernvarmenett og kundenes interne varmesystem. Slike systemer er primært aktuelle for nett av begrenset utstrekning, og hvor det er relativt små høydeforskjeller i nettet.

I Tabell 1 har vi satt opp en del egenskaper for indirekte og direkte fjernvarmesystemer.

Hvis en velger et direkte system, vil vi få tilsvarende trykk i varmesentral, fjernvarmenettet og de interne varmeanleggene. Normalt ønsker en ikke et høyere trykk i varmesystemet i en enebolig enn 2-3 bar. Hvis en velger gulvarme, er maksimalt trykk i praksis begrenset til 4-5 bar. Dette innebærer at det som regel ikke er aktuelt å benytte et direkte system i slike tilfelle.

Større fjernvarmeanlegg legges alltid ut som indirekte systemer.

Gå til starten på siden.

Dimensjonering av fjernvarmeanlegg

Figur 9: Effektvarighetsdiagram

Dimensjonering av fjernvarme-anlegg tar utgangspunkt i det såkalte effektvarighetsdiagram-met, som det er vist et eksempel på i Figur 9.  Dette forteller hvordan energiforbruket fordeler seg time for time over året i et varmesystem.  Arealet under effektvarighetsdia-grammet er et uttrykk for energi-behovet over året.  Det kan også benyttes til å beregne hvor stor andel av årlig energibehov som kan dekkes ved hjelp av en kjel med en viss effekt.  Som vi ser av figur 9, vil i dette tilfelle en kjel med effekt på 40% av maks. effektbehov kunne levere ca. 90% av årlig energi-mengde.

Ofte ser det ut til at en har "glemt" varighetsdiagrammet når en har bestemt størrelsen på kjelene energisentraler.   På grunn av dette bygges ofte varmeanlegg ut med alt for store kjeler.  For nærmere omtale av varighetsdiagram og hvordan en bør dimensjonere fjernvarmeanlegg vises til omtale av Varmeplanlegging.

Gå til starten på siden.

Valg av energibærere i fjernvarmeanlegg

For nærmere omtale av valg av energiressurser i et fjernvarmeanlegg, vises til omtale av Varmeplanlegging.

Gå til starten på siden.

Leveringssikkerhet for fjernvarme

Erfaringer viser at fjernvarmesystemer er minst like sikre som el.nettet.  Dette ble bl.a. dokumentert i en tilgjengelighetsvurdering som ble gjennomført for Viken Energinetts fjernvarmeanlegg i 1997 av Scandpower ved Jon Iver Bakken og med Morten H. Soma som bidragsyter og kvalitetssikrer.  Analysene viste at energitilgjengeligheten for fjernvarmeanleggene lå på ca. 99,87%.  Forenklet kan vi si at dette betyr et bortfall av energi 0,13% av ønsket energileveranse hos en typisk abonnent pr. år.  På grunn av tregheten i vannvarmesystemer vil de fleste kundene i praksis knapt nok eller i hele tatt ikke merke et slikt bortfall av energileveranse.

For så sikre at svikt i delsystemene i fjernvarmeanlegg ikke får konsekvenser for abonnentene har anleggene bl.a.:

• Reservekjeler ved utfall av grunnlastkjeler

• Nødstrømsaggregat.

Ved etablering av helt nye fjernvarmeanlegg i dag vil en kunne forvente en enda høyere tilgjengelighet enn det som ble dokumentert ved tilgjengelighetsvurdering som ble gjennomført av Viken Energinetts fjernvarmeanlegg i 1997.

Gå til starten på siden.

Rammebetingelser for fjernvarme i Norge

Med dagens lave energipriser vil det i mange tilfelle være vanskelig å oppnå tilstrekkelig lønnsomhet til at det er bedriftsøkonomisk lønnsomt å etablere fjernvarmeanlegg.  Myndighetene har imidlertid gjennom enkelte virkemidler forsøkt å legge forholdene til rette for at det skal være mulig å komme i gang med fjernvarmeanlegg.  Blant virkemidler som bidrar til at det kan være mulig å etablere fjernvarme, kan nevnes:

• Avgifter på olje og elektrisk kraft
• Fjernvarmeanlegg er fritatt for el.avgift
• Fritak for moms på fjernvarmeanlegg i Nord-Norge
• Fritak for investeringsavgift for anlegg med fornybar energi
• Ulike tilskuddsordninger
• Vannvarme i statlige bygg med areal på 1.000 m² eller større.

Avgifter

Selv om vi har avgifter på olje og elektrisk kraft i Norge, ligger disse på et vesentlig lavere nivå enn i Sverige og Danmark.  Fra årsskiftet 2001/2002 tok også norske myndigheter et steg i feil retning, i og med at el.avgiften ble redusert fra 11,3 til 9,3 øre/kWh.  Disse to ørene pr. kWh vil bety svært mye for lønnsomheten i eksisterende norske fjernvarmeanlegg, og vil bidra til å begrense etableringen av nye fjernvarmeanlegg.  Med oljeprisen vi har hatt de siste årene, har fjernvarme som regel vært mye rimeligere enn oljefyrt energi i eget fyringsanlegg.  Imidlertid har prisen på kjelkraft i perioder vært så lave at energi produsert i elektrokjeler blir meget rimelig.

Gjennom fritaket fra el.avgift vil norske fjernvarmeanlegg spare betydelige beløp i tiden fremover.  Som vist i Figur 3, utgjorde kjelkraft ca. 24% av energiforbruket i norske fjernvarmeanlegg i 2002.  Forutsatt en energileveranse på 1.500 GWh, og et tap frem til sluttbruker av energi på 10%, tilsier det at norske fjernvarmeanlegg vil spare nærmere 40 mill. kr pr. år, eller ca. 2,5 øre/kWh levert til sluttbruker av energi.  Dette betyr mye for lønnsomheten til norske fjernvarmeanlegg. I et normalår kan en imidlertid neppe gjøre regning med en større andel av kjelkraft i fjernvarmeanlegg enn ca. 10%, tilsvarende ca. 1 øre/kWh solgt energi.

På tross av dette har enkelte krefter som ønsker økt satsing på fornybar energi i Norge arbeidet for at fjernvarmeanlegg ikke skal få dette fritaket for el.avgift.  Dette henger nok stort sett sammen med manglende forståelse for sammenhengen mellom grunnlast og spisslast i fjernvarmesystemer.  Det er dessverre slik at det som regel ikke er mulig å etablere større varmeanlegg basert på 100% fornybar energi.  Fritak fra el.avgift for fjernvarmeanlegg kan imidlertid i enkelte tilfelle gjøre det mulig å komme i gang med anlegg som benytter 80-90% fornybare energiressurser, noe som bør være langt bedre enn bruk av fossile brensler.  Vi viser forøvrig til Varmeplanlegging, hvor denne sammenhengen er omtalt nærmere.

Fritak for investeringsavgift for anlegg med fornybar energi har bidratt til å gjøre dette lettere å få innpass for fjernvarme i Norge.  Forutsatt 7% av en typisk spesifikk investering på 2 kr/kWh årlig energileveranse og 10% kapitalkostnader av investert beløp, tilsvarer dette ca. 1,4 øre/kWh.  Det er imidlertid vedtatt et bortfall av investeringsavgiften på alle typer investeringer, noe som i praksis vil bidra til å forverre lønnsomheten til fjernvarmeanlegg.

Tilskuddsordninger

Det finnes ulike typer tilskuddsordninger til etablering av anlegg med fornybar energi.  I denne sammenheng vil vi nevne den såkalte Varmeanleggsordningen, som tidligere ble forvaltet av NVE.  ENOVA i Trondheim er nå gitt ansvaret for forvaltning av statlige midler til bl.a. ENØK og fornybar energi.  Søknader om tilskuddsmidler til bl.a. fjernvarmeanlegg rettes derfor nå til ENOVA.

Et problem med tidligere års tildeling av tilskuddsmidler over Varmeanleggsordningen har vært at det har blitt gitt tilskudd til prosjekter med etablering av biobrensel- og varmepumpeanlegg i enkeltstående bygg/energibrukere i tettsteder og byer i områder hvor forholdene har ligget til rette for etablering av fjernvarmeanlegg.  Dette har i noen tilfelle vært større bygg, noe som faktisk kan rive vekk noe av grunnlaget for etablering av fjernvarme i de aktuelle byer/tettsteder.  Eksempel på dette er Lillehammer, hvor det ble gitt tilskudd til etablering av biobrenselanlegg ved Lillehammer sykehus og tilskudd til etablering av varmepumpeanlegg i et større borettslag.  Dette kan bidra til at det blir langt verre å komme i gang med fjernvarme i Lillehammer.

Vannvarme i større bygg

Det stilles nå krav til bruk av vannvarme i alle statlige bygg på minst 1000 m².  For private bygg finnes det ikke tilsvarende krav.  For å legge forholdene til rette for etablering av fjernvarme bør kravet om vannvarme også utvides til å gjelde alle bygg med areal på 1000 m² eller større.

Gå til starten på siden.

Miljømessige fordeler ved etablering av fjernvarmeanlegg

1. Redusert utslipp
2. Bedre spredning av utslippene

Ved overgang til fjernvarmebasert oppvarming med f.eks. bioenergi, vil en i stor grad erstatte energi produsert ved forbrenning av olje i mindre anlegg. Disse slipper som regel ut røykgassene gjennom relativt lave skorsteiner. Dette innebærer at en vil erstatte mange bakkenære mindre utslippskilder med ett større utslipp fra en høy skorstein. Å foreta en eksakt beregning av hvilke konsekvenser dette vil få for konkrete områder, vil i denne sammenheng være en for kostbar og tidkrevende prosess.

Figur 10: Beregnet reduksjon i døgnmiddel for PM10 pga. bruk av fjernvarme i Oslo        Kilde: Statens helsetilsyn

Vi har i Figur 10 gjengitt en fremstilling  av konse-kvensene ved bruk av fjernvarme i Oslo. Denne viser beregnet reduksjon av partikkelkonsentrasjon (døgnmiddel - PM10) i et døgn i 1994 med mye forurensninger (kilde: Statens helsetilsyn).  Figuren viser såkalte iso-linjer for redusert partik-kelkonsentrasjon (inter-vall 2,5 mg/m3). Som vi ser av figuren, bidro fjernvarmen i dette døgnet med en reduksjon av døgnmiddelkonsen-trasjon av partikler (PM10) på ca. 15 mg/m3 i et avgrenset område i Oslo sentrum. Tilsvarende bedring av forurensningssituasjonen er også dokumentert i andre sammenhenger.

Overgang fra desentralisert fyring til fjernvarme vil bl.a. gi følgende miljømessige konsekvenser:

• Fjernvarme gir lavere middelverdi av bakkekonsentrasjon av skadelige utslipp som f.eks. nitrogenoksider enn desentralisert oppvarming

• Fjernvarme gir normalt lavere maksimalkonsentrasjoner av skadelige utslipp enn desentralisert oppvarming
• Fjernvarme resulterer i færre situasjoner med eksponering av skadelige utslipp enn desentralisert oppvarming.

I Figur 11 har vi vist beregnede konsekvenser av etablering av fjernvarme i en norsk by.  Som vi ser av figuren, vil fjernvarme i dette tilfelle bidra til en betydelig reduksjon av utslippet NO_X og SO₂, og i tillegg klimagassen CO₂.  For støv vil det i dette tilfelle bli små endringer.  Vi viser forøvrig til nærmere omtale av utslipp ved energiproduksjon.

Figur 11: Eksempel på beregnet utslipp til luft før/etter etablering av fjernvarmeanlegg                          

 

Gå til starten på siden.

---

eksempel på varmeplan - kart

Selv i mange mindre norske tettsteder vil det være lønnsomt å etablere fjernvarmeanlegg.  Eksempel på dette er Nannestad, hvor Soma Miljøkonsult utarbeidet varmeplan for kommunen.  Kart over aktuelt område med fjernvarmenett er vist i Figur 12.  Bioenergi AS har tegnet kontrakt med kommunen om utbygging av fjernvarme.  Soma Miljøkonsult hjalp også på forhånd kommunen med å søke NVE om fjernvarmekonsesjon samt tilskudd over varmeanleggsordningen.  Fjernvarmekonsesjon og tilskudd er nå overdratt til Bioenergi AS.

Figur 12: Kart over planlagt fjernvarmeanlegg i Nannestad                                                

 

Gå til starten på siden.