Tusentals fjärrvärmehem värms med utsläppsfri spillvärme

Enligt Bolidens energieffektivitetschef Aki Haasala har spillvärme som bildas vid Boliden Kokkolas processer tagits till vara och använts som fjärrvärme redan i tiotals år.

Över 40 procent av fjärrvärmen som Karleby Energi producerar kommer från spillvärmen som uppstår i Bolidens processer. Under sommarmånaderna täcker spillvärmen i praktiken hela Karlebys behov av fjärrvärme, eftersom den utsläppsfria värme som uppstår som en biprodukt vid zinkproduktionen i sig räcker till för att värma upp över 35 000 Karlebybors hem och bruksvatten.

Karlebys storindustriområde har redan i byggnadsskedet planerats så att aktörerna på området kan dra nytta av de produkter som uppstår i de andras processer.

– Området är ett gott exempel på cirkulär ekonomi redan innan cirkulär ekonomi var ett begrepp, berättar Bolidens energieffektivitetschef Aki Haasala.

Kedjan som utnyttjar den cirkulära ekonomin når också Karlebybor bosatta i fjärrvärmehem, eftersom värmen som uppstår i Bolidens produktionsprocesser leds ut i Karleby Energis fjärrvärmenät. Aki Haasala berättar om produktionsprocessen vars biprodukt är uppvärmning av tusentals hem i Karlebyområdet.

Var uppstår spillvärme och hur tas den tillvara?

I Bolidens zinkframställningsprocess uppstår spillvärme i två skeden: vid kalcineringen och som en biprodukt i nedkylningsprocessen vid svavelsyrafabriken.

I kalcineringsskedet bränns zinkkoncentrat i två pannor i över 900 graders värme. Under kalcineringen bränns svavlet bort ur koncentratet, vilket medför att det uppstår kalcinat som används i zinkproduktionen samt svaveldioxidgas, värme och ånga.

Kalcineringen sker med luft i en ugn på hög värme. Två pannor matas med totalt ungefär 52–57 tusen kilo koncentrat i timmen. Svavlet brinner av sig självt i ugnen, så endast luft behövs som bränsle. Av det gasformiga bränslet bildas svaveldioxid som överförs till svavelsyrafabriken för att processas. Kalcinatet överförs till zinkfabrikens reningsverk där det används för att tillverka en zinklösning.

I processen i kalcineringspannan tas värmen tillvara med hjälp av matarvattnet som överförs från Karleby Energis kraftverk. Vattnet leds tillbaka till kraftverket som 280 grader varm ånga. Därefter utnyttjas värmen som utvinns ur ångan först vid kraftverket innan den med en temperatur på 65–115 grader, reglerad enligt utomhustemperaturen, styrs ut i fjärrvärmenätet.

Värmen som uppstår i Bolidens process i Karleby har tagits tillvara och använts som fjärrvärme i årtionden, alltså ända sedan zinkfabriken inledde sin verksamhet. Om spillvärmen inte togs tillvara i nedkylningsprocessen skulle värmen köras ut i havet och en stor energimängd skulle gå förlorad.

Potential att öka tillvaratagandet av spillvärme vid svavelsyrafabriken

Huvuddelen av spillvärmen som utnyttjas i fjärrvärmeproduktionen fås från kalcineringsprocessen, men spillvärme tas också tillvara vid Bolidens svavelsyrafabrik.

– Vi skulle ha ännu större potential att ta tillvara spillvärme bland annat i svavelsyrafabriken, konstaterar Aki Haasala.

Vid svavelsyrafabriken blandas vatten med svaveldioxidgas vilket leder till att processen värms upp i en exoterm reaktion. Temperaturen regleras till en gynnsam nivå för processen enligt processens driftsläge. Det mellanliggande cirkulerande vattnet kyler ner svavelsyran och det varma vattnet fortsätter framåt för att värma upp fjärrvärmenätet med hjälp av stadens värmeväxlare.

Samarbete för att utveckla tillvaratagandet av spillvärmen

Enligt Aki Haasala har tillgodogörandet av spillvärmen från industrin enorm potential.

– Om vi kunde utnyttja all spillvärme som uppstår på KIP-området skulle vi säkert inte behöva använda fossila bränslen och också vedeldningen kunde minskas märkbart inom energiproduktionen, säger Haasala.

Bolidens mål är att vara världens mest klimatvänliga och respekterade metallproducent. Att uppnå klimatmålen innebär för Karleby zinkfabriks del konkreta utvecklingsåtgärder för att effektivera energianvändningen och minska koldioxidutsläppen. Hur spillvärme kan utnyttjas är något som undersöks fortlöpande så att potentiella objekt kan identifieras.

– Intresset för att utnyttja spillvärme ännu mer och hitta nya objekt är stort, för vi vill kontinuerligt utveckla vår verksamhet också på det här delområdet, berättar Haasala.

Boliden har också tillsammans med Centria och Motiva gjort utredningar om hur spillvärmen kan utnyttjas. Samarbetet med Karleby Energi fördjupas, eftersom det fortfarande finns stor potential, och med gott samarbete utvecklas fabriksområdets fjärrvärmenät så det kan svara på framtidens behov.

Bli bekant med begreppen

Spillvärme

Värme som bildas oundvikligen som biprodukt vid industri- eller elproduktionsanläggningar eller inom servicebranschen och som försvinner oförbrukad i luften eller vattnet om den inte leds till ett fjärrvärme- eller nedkylningssystem.

Kalcinering

Kalcineringsprocessens uppgift är att förvandla zinkkoncentrat till en mer löslig form som zinkoxid, alltså kalcinat. Det här sker genom att bränna zinkkoncentrat i ungefär 950 grader varma kalcineringsugnar. Kalcinering är en exoterm reaktion där värme frigörs som en följd av den kemiska reaktionen.

Matarvatten

Dejoniserat vatten som cirkulerar i ångpannans process. Värmen från kalcineringsprocessen överförs till matarvattnet genom att förånga vattnet. Energin från vattenångan omvandlas i Karleby Energis ångturbin till mekanisk rotationsenergi och med hjälp av rörelsen produceras el med en generator.

Mellanliggande cirkulerande vatten

Vattnet som cirkulerar mellan två värmeväxlare och som tillförlitligt och övervakat separerar processlösningen och vattnet i fjärrvärmenätet.

Värmeväxlare

En energiteknisk komponent med vars hjälp värmeenergi överförs genom ledning eller värmestrålning mellan olika temperaturers vätskor och gaser.