Profitability evaluation for wastewater heat recovery system
Veikkolainen, Roni (2022)
Diplomityö
Veikkolainen, Roni
2022
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022120970360
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022120970360
Tiivistelmä
ViskoTeepak Oy wanted to find out if heat recovery from wastewater is technologically viable and if it is profitable. The study is conducted in ViskoTeepak’s Hanko plant. The viability of this kind of system has been studied previously, but at that time heat pump technology could not cost-effectively provide the sufficient temperature. This master’s the-sis goes through current heat pump technology in similar cases, other wastewater heat recovery plants in Finland, and investment calculations. The profitability of the system is studied with a number of different investment calculation methods. A comprehensive sensitivity analysis is conducted for the system to find out which parameters affect the profitability the most. Costs in the system are gotten from quotations provided by four Finnish companies. Non-variable costs are estimated from one quotation and knowledge of maintenance managers at ViskoTeepak from similar cases.
In this case, all possible system solutions stayed profitable for most of the scenarios. In his case differences in quotations, like the number of heat pumps and power, have some effects on how profitable the solution is. Baseline values, in this case, are from 2021 public sources and internal data from ViskoTeepak Oy. Internal data is used in energy scenarios to provide a more accurate prediction of how well systems can handle changes. Sensitivity analysis showed that internal interest rate and heat price inflation have large effects on the profitability of the system. Electricity price inflation and yearly operating time have a much lower effect on profitability. The main investment calculation method, in this case, is net present value because it can take into account changes to operating values in the lifespan of the system. Because this case is energy savings project heat price used is the market buy price, not the heat selling price. ViskoTeepak Oy halusi selvittää jäteveden lämmöntalteenoton kannattavuutta ja teknistä toimivuutta Hangon yksikössään. Tehtaalla on tutkittu kyseisen investoinnin kannattavuutta aikaisemminkin, mutta edellisillä kerroilla lämpöpumpputeknologia ei ole ollut taloudellisesti kannattavaa käytössä olevilla lämpötiloilla. Tässä diplomityössä käsitellään lämpöpumpputeknologian nykytilannetta vastaavia tilanteita silmällä pitäen, Suomessa valmistuneita muita jäteveden lämmöntalteenottolaitoksia ja investointilaskentaa. Lämmöntalteenottojärjestelmän kannattavuutta tarkastellaan useammalla investointilaskentamenetelmällä, sekä järjestelmälle on toteutettu kattava herkkyysanalyysi tärkeiden parametrien todentamiseksi. Järjestelmän aiheuttamien kustannusten laskemiseksi käytetään neljältä suomalaiselta yritykseltä saatuja järjestelmätarjouksia. Työssä osa kuluista on arvioitu olevan muuttumattomia lämpöpumpputoimittajasta riippumatta, näiden kulujen arviontiin on käytetty yhtä tarjousta, sekä ViskoTeepakin kunnossapitohenkilöstön tuntemusta vastaavien projektien kuluista.
Työssä havaittiin projektin olevan kannattava useissa skenaarioissa. Tarjousten ja niiden kokoonpano, tehon ja laitemäärien havaittiin vaikuttavan kannattavuuteen. Laskennassa lähtöarvona on käytetty 2021 energiadataa, jonka lisäksi energia skenaarioita tehdessä on hyödynnetty ViskoTeepakilta saatua energian hinnan datasta muodostettua trendiä. Herkkyysanalyysin perusteella havaittiin, että lämmön hinnan inflaatiolla ja sisäisen korkokannan muutoksella on suuri vaikutus projektin kannattavuuteen, kun taas sähkön hinnan inflaation ja vuosittaisen käyttöajan vaikutus investoinnin kannattavuuteen on huomattavasti pienempi. Investoinnin kannattavuuden arvioinnissa on käytetty nykyarvomenetelmää, sillä nykyarvomenetelmällä on helppo havaita investoinnin kannattavuus tilanteessa, jossa lähtöarvot eivät pysy tasaisena koko investoinnin käyttöaikaa. Koska kyseessä on energiansäästöprojekti, lämmön hintana on käytetty ostetun kaukolämmön hintaa myydyn hinnan sijasta.
In this case, all possible system solutions stayed profitable for most of the scenarios. In his case differences in quotations, like the number of heat pumps and power, have some effects on how profitable the solution is. Baseline values, in this case, are from 2021 public sources and internal data from ViskoTeepak Oy. Internal data is used in energy scenarios to provide a more accurate prediction of how well systems can handle changes. Sensitivity analysis showed that internal interest rate and heat price inflation have large effects on the profitability of the system. Electricity price inflation and yearly operating time have a much lower effect on profitability. The main investment calculation method, in this case, is net present value because it can take into account changes to operating values in the lifespan of the system. Because this case is energy savings project heat price used is the market buy price, not the heat selling price.
Työssä havaittiin projektin olevan kannattava useissa skenaarioissa. Tarjousten ja niiden kokoonpano, tehon ja laitemäärien havaittiin vaikuttavan kannattavuuteen. Laskennassa lähtöarvona on käytetty 2021 energiadataa, jonka lisäksi energia skenaarioita tehdessä on hyödynnetty ViskoTeepakilta saatua energian hinnan datasta muodostettua trendiä. Herkkyysanalyysin perusteella havaittiin, että lämmön hinnan inflaatiolla ja sisäisen korkokannan muutoksella on suuri vaikutus projektin kannattavuuteen, kun taas sähkön hinnan inflaation ja vuosittaisen käyttöajan vaikutus investoinnin kannattavuuteen on huomattavasti pienempi. Investoinnin kannattavuuden arvioinnissa on käytetty nykyarvomenetelmää, sillä nykyarvomenetelmällä on helppo havaita investoinnin kannattavuus tilanteessa, jossa lähtöarvot eivät pysy tasaisena koko investoinnin käyttöaikaa. Koska kyseessä on energiansäästöprojekti, lämmön hintana on käytetty ostetun kaukolämmön hintaa myydyn hinnan sijasta.