Roskildes avløpsvann leverer varme til ca. 3.550 husstander

Det meste av året er avløpsvann varmere enn både sjøvann og luft. Det er derfor en opplagt varmekilde for et varmepumpesystem som kan produsere fjernvarme. Selv om det ikke har vært noen teknologisk revolusjon, er utnyttelse av avløpsvann i et varmepumpesystem et relativt nytt konsept, og det begynner nå å tiltrekke seg mye oppmerksomhet og tilegner seg popularitet over hele Danmark.

Varmepumpeanlegg på Bjergmarken

I januar 2019 ble de første planene om en avløpsvarmepumpe plassert ved Fors’ renseanlegg i Bjergmarken i Roskilde satt på tegnebrettet. I mars 2021 ble anlegget levert, med NIRAS som rådgiver på utviklingen, hele veien fra start til slutt.

Fors sitt energiverk mottok tidligere all sin varme fra VEKS’ overføringsnett – bortsett fra lokal topp- og reservebelastning produsert ved kjelanlegg som gir supplerende varmeproduksjon i kalde perioder eller ved svikt i andre produksjonsenheter. Etter installasjon av det nye varmepumpeanlegget vil det nå tilføres ca. 64 000 MWh/år fra avløpsutnyttelse. Dette tilsvarer ca. 15 % av Fors Varmes totale fjernvarmeforsyning.

Fors Varme har lenge hatt utfordringer med høye turtemperaturer flere steder i fjernvarmenettet. Dette fordi varmen fra VEKS’ overføringsnett tilføres via varmevekslere i østre del av forsyningsområdet, hvorfra varmen skal distribueres rundt i resten av fjernvarmenettet. For å opprettholde nødvendig turtemperatur for alle deres kunder, i tråd med tekniske forskrifter, må temperaturtapet på vei fra sentralen til kundene kompenseres. Dette gjøres ved å heve avgangstemperaturen fra sentralene i østre del av forsyningsområdet.

Fordel for både miljø og varmekunder

Det er stort fokus i forsyningssektoren på sektorkobling, hvor ulike typer forsyninger samarbeider og henter ut gevinster fra ubrukte ressurser i sine respektive sektorer. Sektorkobling gir en samlet fordel for klimaet, miljøet og nærings- og samfunnsøkonomien. Et varmepumpeanlegg som utnytter avløpsvann som varmekilde for fjernvarmeproduksjon er et godt eksempel på dette. Her samarbeider to typer forsyninger om ressursutnyttelse, noe som gir betydelig økonomisk gevinst i form av lavere varmepriser. Det er også gevinster for miljø og klima på grunn av lavere utslipp av organiske stoffer (BOD) til Roskilde Fjord og lavere CO₂-avtrykk for varmeproduksjon.

Sektorkobling er ikke bare en nymotens idé. Det er et reelt og viktig element i den grønne omstillingen og bedre ressursutnyttelse i sirkulær økonomi. Et prosjekt med høy grad av sektorkobling som dette har krevd tverrfaglig rådgivning i samspill med mange fagdisipliner for å kunne nå sine mål.

NIRAS er blant de ledende konsulentselskapene på feltet og har ansvar for, og har stått for, rådgivning på flere store varmepumpeanlegg som bruker avløpsvann som varmekilde.

Hvordan det fungerer

• To varmepumpelinjer med varmeeffekt på 4 MW, til sammen varmeeffekt på 8 MW, er installert ved renseanlegget.
• Avløpsvann fra renseanleggets utløpsledning filtreres først før det havner i en pumpesump, hvorfra det pumpes til anleggets mellomkrets med glykol. I mellomkretsen kjøles avløpsvannet ned til minimum 2 °C og slippes ut i Roskilde Fjord. Varmen fra avløpsvannet, som overføres til mellomkretsen, brukes i varmepumpen for å heve turtemperaturen på fjernvarmevannet i Fors’ fjernvarmenett.
• Mellomkretsen gir noe lavere COP*, men beskytter varmepumpens fordamper mot smussansamling og gir ekstra sikkerhet mot ammoniakklekkasje til avløpsvannet.
• Cleaning In Place (CIP)-systemer, i den grad de er nødvendige, renser varmeveksleroverflatene for smuss for å sikre god varmeoverføring og dermed opprettholde en høy COP-verdi.
• Etterpoleringen av avløpsvannet har den sidegevinsten at konsentrasjonen av organisk materiale (BOD), nitrogen (total-N) og fosfor (total-P) i avløpsvannet reduseres til miljøets beste.

* Ytelseskoeffisient (COP) angir forholdet mellom varmen hentet fra varmepumpen og mengden strøm som brukes i varmepumpen.