Till innehåll på sidan

Ny värmepump – utvärdering ur ett livscykelperspektiv

Publicerad 2016-12-19

Kungliga Tekniska Högskolan (KTH) i Stockholm har genomfört ett forskningsprojekt med syfte att utvärdera miljökonsekvenserna av att gå från fjärrvärme och fjärrkyla till elbaserad energiproduktion via en ny större kyl-/värmepumpanläggning. Projektet använder en fallstudie, en nyinstallerad kyl-/värmepumpanläggning med ca 2 MW kyleffekt och 3 MW värmeeffekt på Campus KTH (köldmedium är R134a). Forskningsprojektet har i huvudsak bestått av två delar; energi- och driftoptimering, samt miljöpåverkansbedömning av inbyggt material i förhållande till driftsenergi. Anläggningens prestanda avseende energianvändning och klimatpåverkan från inbyggt material har studeras för en referensperiod på 30 år.

Inbyggt material, det vill säga allt material som behövts för konverteringen, studeras genom en miljöbedömning i form av en förenklad livscykelanalys. I projektet begränsas studien av klimatpåverkan genom att endast studera utsläpp av koldioxid (koldioxidekvivalenter) som kan ses som en indikator för klimatpåverkan.

Resultatet från projektet visar att inbyggt material utgör en liten andel av anläggningens totala miljöpåverkan för hela referensperioden. Inbyggd klimatpåverkan för den initiala installationen utgör 4–7% av anläggningens totala klimatpåverkan beroende på antagande om bränslemix för energianvändning under driftsfasen. Denna siffra inkluderar inte underhåll eller läckage av köldmedier under driftsfasen. Läckage av köldmedier kan utgöra ett betydande bidrag till klimatpåverkan under driftfasen. Resultat från studien visar att köldmedieläckage kan utgör 2–22% av anläggningens totala klimatpåverkan beroende på antaganden om köldmedieläckage samt om bränslemix för energianvändning under driftsfasen. Den absolut största klimatpåverkan kommer från energianvändning under driftsfasen. Många olika antaganden kan göras för klimatpåverkan från olika energislag, medelproduktionsmix, marginalproduktionsmix, olika antaganden om framtida utveckling av bränslemixer etc. men att utreda detta har inte varit ett fokusområde i detta projekt. Bedömning av driftenergi har i huvudsak utförts för att få ett jämförelsetal för storleken på den inbyggd klimatpåverkan.

Driftoptimeringen som genomförts visar att det är viktigt med en omfattande intrimningsperiod och att kontinuerlig optimering genomförs. Ett exempel är att förinställda parametrar för enskilda komponenter i ett komplext system kan ge oförutsedda konsekvenser för anläggningens energiprestanda.

Slutsatser från projektet är:

  • Det är viktigt att få en anläggning som har så stabil drift som möjligt, detta ger förutsättningar för maximal energieffektivitet och livslängd. Alla typer av instabilitet försvårar injustering och ger ökad energianvändning.
  • Högsta möjliga effektivitet (COP) för kyl-/värmepumparna har hög prioritet eftersom detta påverkar energianvändningen under driftsfasen.
  • Viktigt att minimera köldmedieläckaget och att använda ett köldmedium med så låg klimatpåverkan som möjligt.
  • Inbyggd klimatpåverkan från tillkomande material vid installation utgör en liten men inte försumbar andel. Beräkningarna tyder på att ”återbetalningstiden” för klimatpåverkan (dvs. inbyggd klimatpåverkan dividerat med årlig minskning av klimatutsläpp) är ca 2 år.
  • En stor andel av den inbyggda klimatpåverkan kommer från material i rörledningssystemet. Detta indikerar att det är viktigt att hålla nere längden på rör, inte bara ur ekonomisk synvinkel utan även för att minska inbyggd klimatpåverkan.

Projektet har finansierats av Energimyndigheten (genom E2B2) samt av medfinansiärerna Akademiska Hus, Bengt Dahlgren, ClimaCheck och Fortum Värme. Projektetgruppen har varit väl sammansatt och olika aktörer så som fastighetsägare, energileverantörer, teknikkonsulter och forskare har kunnat diskutera komplexa frågor på ett öppet och gränsöverskridande sätt.

Innehållsansvarig:Kosta Wallin
Tillhör: Miljöstrategisk analys
Senast ändrad: 2016-12-19