Växthusodling i symbios med Örtoftaverket

Abstract (Swedish)

Kraftvärmeverk producerar el, och levererar värme till fjärrvärmenätet. Nätets returflöde till dessa verk har generellt en relativt hög temperatur, och det finns idag verksamheter som använder sig av denna returvärme för att värma upp anläggningar och utrymmen som har värmebehov. Det finns en potential att på liknande sätt utnyttja denna för uppvärmning av växthus, vilket utgör en synergimöjlighet mellan odling och energiproduktion. Vid förbränningen som sker i kraftvärmeverk bildas varma rökgaser. För att ta tillvara på värmen i dessa används ofta rökgaskondenseringsprocesser vilket resulterar i att vatten i form av rökgaskondensat produceras. Detta vatten hade, likt värmen, kunnat användas till växthusodling.

Denna rapport undersöker därmed hur Örtoftaverkets returvärme och rökgaskondensat kan användas vid växthusodling, samt lönsamheten av en sådan investering. Genom att ta vara på dessa resurser kan kraftvärmeverkets drift även bli mer effektiv, då sänkt returtemperatur exempelvis kan öka verkets elproduktion.

Genom att ställa upp och implementera en modell för värme- och vattenbalansen i ett växthus har en metodik för att dimensionera växthus tagits fram, tillsammans med en möjlig lösning för att utnyttja Örtoftaverkets rökgaskondensat och returvärme till växthusodling. Resultaten indikerar att ett växthus på 81 000 m2 teoretiskt hade kunnat bedrivas i symbios med verket.

En ekonomisk analys har utförts, där odling av tomat och gurka utretts i tre scenarier vardera: ett optimistiskt, ett pessimistiskt och ett medelfall. Dessa scenarier bygger på antaganden och uppskattningar kring investerings- och produktionskostnader, samt marknadspriser. Resultaten visar att tomatodling kan vara mer lönsamt än gurkodling, men att lönsamheten är osäker även i det optimistiska fallet. I den ekonomiska analysen har en känslighetsanalys ingått, vilket har
givit en indikation på vilka parametrar som är mest kritiska för lönsamheten av en växthusodling.

Diskussionen utreder hur de olika resultaten förhållersig till verkliga exempel, och vilka faktorer som kan påverka utfallen. Även alternativa lösningar för att utnyttja returvärme och rökgaskondensat från kraftvärmeverk har lyfts fram, samt potentiella områden där fortsatt analys hade kunnat ge relevanta insikter.

Abstract

Cogeneration plants generate electricity and supply heat to the district heating network. The return flow from the network to these plants generally has a relatively high temperature, and there are currently operations that utilize this return heat to warm facilities and spaces with heating needs. There is potential to similarly use this return heat for greenhouse heating, which presents a synergy opportunity between cultivation and energy production. When fuel is burned in a cogeneration plant, hot flue gases are generated. To recover the heat from these gases, flue gas condensation processes are often used, resulting in the production of water in the form of flue gas condensate.

This water, like the return heat, could be utilized for greenhouse cultivation. This report therefore investigates if the return heat and flue gas condensate from Örtoftaverket can be used for greenhouse growing, as well as the profitability of such an investment. By utilizing these resources, the cogeneration plant can also become more efficient, as a reduced
return temperature can increase the plants electricity production.

By setting up and implementing a model for the heat- and water balance in a greenhouse, a methodology for greenhouse dimensioning has been developed, along with a potential solution for utilizing the Örtoftaverkets flue gas condensate and return heat in conjunction with greenhouse growing. The results indicate that a greenhouse with a size of 81 000 m2 theoretically could operate in symbiosis with the plant.

An economic analysis has been carried out, where cultivation of tomato and cucumber has been evaluated in three scenarios each: an optimistic, a pessimistic, and an average. These scenarios are based on assumptions and estimations regarding investment- and production costs, as well as market prices. The results show that tomato cultivation might be more profitable than cucumber cultivation, but long-term profitability is uncertain, even in the optimistic case. The economic analysis also included a sensitivity analysis, which has given an indication of what parameters are most critical to the profitability of a greenhouse operation.

The discussion evaluates how the different results compare to real-world examples, and what factors might influence these outcomes. Alternative solutions for utilizing the by-products of cogeneration plants are also highlighted, along with potential areas where further analysis might provide valuable insights.

Popular Abstract

I takt med att våra resurser blir allt mer begränsade är det viktigare än någonsin att hitta smarta och hållbara lösningar. I det här examensarbetet undersöks hur värme från ett närliggande kraftvärmeverk kan användas för att värma upp ett kommersiellt växthus. Arbetet utforskar även möjligheterna att återvinna vatten från rökgaskondensering till bevattning, en lösning som
gynnar både miljön och samhället.

Många kraftvärmeverk producerar vatten genom en rökgaskondenseringsprocess. Detta vatten används i det flesta fall inte till något, utan renas och släpps ut i naturen. Är det inte synd att producera och rena stora mängder av en sådan viktig resurs, och sedan inte utnyttja den? Växthusodlare i Sverige har ofta problem med vattentillförsel, och om vatten från
kraftvärmeverk kan användas för bevattning, skulle detta kunna bidra till att lösa problemet. Samtidigt finns möjlighet att nyttja kraftvärmeverkens överskottsvärme för uppvärmning av växthus, vilket skulle öka resurseffektiviteten ännu mer!

Att odla grönsaker kanske inte ligger inom de flesta energiföretags kärnverksamhet, men samarbete mellan odlingsföretag och energiproducenter blir allt vanligare. Det finns i princip bara fördelar för energiproducenten. De får betalt för att leverera värme samtidigt som de får ett kallare returvatten, vilket leder till effektivare produktion. Odlingsföretag kan gynnas av att få billigare uppvärmning och vattenförsörjning, men behöver fortfarande få ekonomin att gå runt. Det har därför även undersökts hur en investering i ett växthus värmt av returvärme och bevattnat med spillvatten ter sig.

Örtoftaverket är ett kraftvärmeverk som släpper ut vatten till Kävlingeån, och har utrymme för att kyla ner sitt returflöde. För att utvärdera möjligheterna till växthusodling med restprodukter från detta verk har modeller ställts upp för att räkna ut både värmebehov och vattenbehov i ett växthus. Dessa har sedan jämförts med hur mycket värme och vatten som finns tillgängligt, och
på så sätt har storleken av ett eventuellt växthus bestämts till 81 000 m2. En investeringsbedömning har sedan gjorts, i kombination med en känslighetsanalys.

Arbetet har visat att det finns goda möjligheter att utnyttja Örtoftaverkets restprodukter, men att växthusodling generellt är en osäker investering, även med en billigare vatten- och värmeförsörjning. Trots lägre driftskostnader kvarstår flera utmaningar, såsom dyra investeringskostnader och låga marknadspriser. Det innebär att även om samarbete med ett kraftvärmeverk skapar goda förutsättningar, krävs noggranna ekonomiska analyser och riskbedömningar innan ett växthusprojekt kan genomföras med trygghet.

• author: Ivarsson, Winston and Sunesson, Johan
• supervisor: Jens Klingmann; Axel Johansson
• organization: Department of Energy Sciences
• course: MVKM01 20251
• year: 2025
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Växthusodling Rökgaskondensat Rökgaskondensering Returtemperatur Fjärrvärme Vattenprover Hydroponisk odling Värmeväxlare Pumpar Kraftvärme Värmeöverföring
• ISSN: 0282-1990
• other publication id: ISRN LUTMDN/TMPH-25/5618-SE
• language: Swedish
• id: 9201094
• date added to LUP: 2025-06-18 08:33:26
• date last changed: 2025-06-18 08:33:26