Fangstanlegget har et kontinuerlig kjølebehov på 20,2 MW, dette er uavhengig av årstidene. For KAN Referansa er det essensielt at varmen kan kjøles bort når den ikke kan leveres til FV-nettet. Det vil si at det må være installert et kjøleanlegg som kan kjøle 20,2 MW på en ‘varm’ dag. Når FV-behovet er til stede på vinteren vil varmepumper dekke mye av kjølingen fra fangstanlegget.

Dersom det er essensielt å kutte maks effektbehov til kjøling kan løsningen med en VP som leverer damp til fangstanlegget lønne seg, det vil kutte maks kjøleeffekt fra fangstanlegg til 14,7 MW. Det vil kreve mer kjøling av varmen fra avfallsforbrenningsanlegget, men det er rimelig å anta at infrastrukturen for dette allerede finnes.

Dersom det er mulig å ta varmen fra fangstanlegget (2,6 MW fra OH-kondenser og CO2 kompresjon og flytendegjøring) direkte til FV-nettet på returen, burde man legge det til grunn. Som vist i Figur 2 har FV-nettet alltid et varmebehov på minimum ca. 6,5 MW. Dette vil gjøre at fangstanlegget kun trenger en installert kjøleeffekt på 17,6 MW. I GWh over året vil det øke kjølingen på turbinvarmen, men dette finnes det allerede installert kjøleeffekt for.

8.1 Lokal kjøling – Tørrkjøling/Kjøletårn

Referanseanlegget har lagt til grunn at all spillvarme skal kjøles gjennom tørrkjølere på taket. Tørrkjølere er prisgitt utetemperaturen, det er antatt at Dimensjonerende UteTemperatur (DUT) ikke er varmere enn 25 °C, og de dagene det eventuelt er varmere enn 25 °C kan man godta at kjølevannet tilbake til fangstanlegget blir noe varmere enn 25 °C. Enkelte fangstteknologier vil ha muligheten til å variere tur/retur temperatur på kjølevann etter sesong. Det er ca. 110 timer per år med utetemperaturer varmere enn 25 °C. Delkapitlene 8.5, 8.6 og 8.7 dekker muligheter for kjøling ned til 25 °C kjølevann når utetemperaturen er 25 °C eller høyere.

For enkle beregninger av strømforbruk er det antatt at gjennomsnittlig utetemperatur når man trenger kjøling er 15 °C, og at luften varmes opp til nærmere 25 °C. Videre er det antatt et strømforbruk på 0,09 W/(m3/hr) med luft. For beregning av arealbehov er det antatt at man har 2 °C mellom utetemperatur og kjølevannstemperatur ut, i tillegg til 50% relativ luftfuktighet.

En typisk tørrkjølerblokk i V-oppsett er vist i Figur 62.

Dette er ikke medregnet arealbehovet for kjølingen for varmen fra turbinene på sommeren, da det er rimelig å anta at det allerede er installert en kjøleeffekt for dette. Dette kan for noen avfallsforbrenningsanlegg gi utfordringer med lydnivå, noe som bør vurderes nøye. Krav om lavere lydnivåer gir typisk lavere viftekapasiteter og behov for større varmevekslingsarealer.  Aktuelle leverandører er ABK-Qviller, Kelvion, Thermo Control, Eptec, Aircoil, Reftec, etc.

8.2 Økt innløpstemperatur på absorber

Det er normalt å anta/spesifisere en innløpstemperatur for røykgass til absorber på ca. 40 °C, dette avhenger av fangstleverandør. Temperaturspesifikasjonen innebærer et betydelig kjølebehov på innkommende røykgass i fangst¬anleggets direktekontaktkjøler. 

Studier utført av en aktør i KAN-nettverket (Statkraft) sammen med TCM viser at selv om høyere innløpstemperatur (inntil 55 °C) gir noe økt varmebehov i stripper (reboiler duty), så er det reduserte kjølebehovet og effekten på varmeintegreringen så betydelig at høyere innløpstemperatur absolutt bør vurderes. Til dette studiet er det som tidligere nevnt i delkapittel 6.3 og 7.2 antatt en innløpstemperatur på 55 °C. Det er kanskje noe mer realistisk at denne er lavere.

8.3 Bruk av fjernvarmesystemet som kjølekilde

Normalt er returtemperaturen i et fjernvarme¬system så høy (55-70 °C) at den i liten eller ingen grad kan bidra med kjøling av et CO2-fangstanlegg uten bruk av varmepumpeteknologier (ref. Kapittel 7). 

Dersom returtemperaturen i fjernvarmen er tilstrekkelig lav, kan den brukes til å delvis eller helt kjøle ned fangstanlegget ved direkte varmeveksling, uten bruk av varmepumper. Dette ville være svært energieffektivt og kostnadseffektivt.

To av aktørene i KAN-nettverket har derfor undersøkt om man i større grad kan bruke selve fjernvarme¬systemet som kjølekilde med en sterkt redusert returtemperatur. I de to studiene ble det undersøkt om det var mulig å redusere returtemperaturen i fjernvarmen ved å varmeveksle returstrømmen mot en lavtemperatur varmelast (f.eks. sjøvannskjøling) et annet sted i fjernvarmesystemet. En slik nedkjøling av FV-retur muliggjør betydelig høyere andel direkte varmeveksling uten behov for varmepumper. Løsningen ville også utnytte eksisterende infrastruktur på en veldig effektiv måte siden eksisterende rørnett kan benyttes. En slik ordning er gjennomførbar men styringen av et slikt system ble vurdert som tregt og vanskelig å kontrollere. De to aktørene valgte å ikke videreutvikle konseptet med kunstig kjøling av FV-retur. 

Tiltak for å redusere returtemperaturen fra FV-kunder vil imidlertid alltid være positive og forbedre fjernvarmesystemets kapasitet og effektivitet.

Dersom tilgangen på kjøling til fangstanlegget er begrenset (for eksempel av svært høye luft-temperaturer på en varm sommerdag eller lite overskuddsareal), kan det være en løsning å benytte en eller flere av varmepumpene (beskrevet i kapittel 7) til å sikre den endelige kjølingen av anlegget ved tvungen oppgradering av energi til FV-nettverket. Slik tvungen oppgradering av spillvarmen vil føre til at den ekstra tilførte varmen 

• dumpes i fjernvarmens dumpekjølere i avfallsforbrenningsanlegget, 
• akkumuleres i fjernvarmesystemet, 
• dumpes på et annet sted i FV-nettverket, f.eks. en varmebruker/kjølekilde (sjøvannskjøling ved en annen lokasjon). 

Muligheten for slik tvungen drift av varmepumpene som beskrevet ovenfor kan bidra til at det kan stilles mindre strenge designkrav til kjølesystemet til fangstanlegget, for eksempel ved å la design¬temperaturen for tørrkjølevifter på den varmeste dagen være høyere enn 25 °C. Slik drift med tvungen bruk av varmepumper er klart mindre energieffektivt enn rene kjøleløsninger, men siden det sannsynligvis er snakk om kun et fåtall timer per driftsår kan løsningen med mindre installert kjølekapasitet (redusert Capex) og kortvarig «tvangskjøring av varmepumpene likevel gi god kost-nytte.  

8.4 Sjøvannskjøling/fjernkjøling

Avfallsforbrenningsanlegg med umiddelbar tilgang til sjø eller andre naturlige kjølekilder kan med fordel bruke dette som kjølekilde til karbonfangstanlegget i perioder hvor det ikke er behov for spillvarme inn mot fjernvarme eller internt i fangstanlegget.

En av KAN-aktørene hadde indirekte tilgang til sjøvannskjøling gjennom et fjernkjølenettverk etablert nær ved fangstanlegget. Fjernkjølenettverket, bygget for å levere komfortkjøling, har et temperaturdesign på 9/16 °C. Ved å øke temperaturdifferansen i fjernkjølenettet fra 9/16°C til 9/37°C var det mulig å firedoble fjernkjølenettets kapasitet til å levere kjøling i samme rørnett. Selve fjernkjølesentralen må oppgraderes med mer heteflate og nye vurderinger av utslippspunktet måtte utføres siden energileveransen til sjø ble vesentlig endret fra opprinnelig design. Studien viste at fjernkjølenettet i all hovedsak kunne opprettholde opprinnelig kapasitet for levering av komfort-kjøling samtidig som den sikret en kostnadseffektiv kjøleløsning for karbonfangstanlegget. 

Denne integrasjonen er et spesialtilfelle som kun er relevant der lokale forhold ligger til rette for det. 

8.5 Absorbsjonskjøling

Absorbsjonskjøling er basert på samme prinsipper som i absorbsjonsvarmepumper, vist i delkapittel 7.1.2. Absorbsjonskjøling bruker et salt, ofte litiumbromid (ikke giftig og lav GWP) til å kjøle kaldere enn omgivelsene, dette krever kun ekstern varme istedenfor strøm. FV kan benyttes til å drive absorbsjonskjølingen. Dette er relevant dersom det er viktig for fangstanlegget å kjøle kjølevannet kaldere enn utetemperaturen, da spesielt på sommermånedene. Det er viktig å nevne at absorbsjonskjøling også har spillvarme ut, men på høyere temperaturer, en systemskisse av en absorbsjonskjøler er vist i Figur 63, her leveres det kjølt vann på 6 °C.

Absorbsjonskjølere definerer COP som brukbar kjølekapasitet delt på termisk energi inn. Med FV input på 90 °C kan man typisk forvente en COP på 0,7, dvs. at dersom man trenger 7 MW med kjøling må man forbruke 10 MW med FV. 

Dersom det er behov fra fangstleverandørens side for kjøling fra f.eks. 55 ned til 25 °C, vil dette gå fint med luft utenfra når utetemperaturen er kaldere enn 25° C, da er ofte FV-behovet høyt. Behovet for å kjøle til kaldere enn atmosfæreluften vil hovedsakelig være i sommermånedene, da har man også et overskudd med FV fra WtE, fordi FV-behovet er lavt. Med andre ord er absorbsjonskjøling en god måte å sikre tilstrekkelig lave temperaturer i sommermånedene ved bruk av FV-overskudd fra WtE. Ved utetemperatur på 25 °C kan man kjøle fra 55 °C ned til 35 °C med uteluft i tørrkjølere, og fra 35 °C ned til 25 °C med absorbsjonskjøling. Dette er vist i Figur 64.

Aktuelle leverandører av disse er de samme som for absorbsjonsvarmepumper, vist i delkapittel 7.1.2.

8.6 Sorptiv kjøling

Sorptiv kjøling benytter ekstern varme ved høyere temperaturer for å kjøle. Luft endrer temperatur dersom fuktinnholdet endrer seg og entalpien er konstant. Prinsippet er at uteluften først tørkes med fjernvarme i en sorptionsrotor, for deretter å fuktes med vann som fordamper, øker luftfuktigheten og senker temperaturen. Prinsippskisse er vist i Figur 65.

Dette gjøres bl.a. for kontorbygg i Mo Industripark, hvor det er tilgang fra en relativt stor andel fjernvarme fra de nærliggende industrier. Det er ikke utbredt i noen stor grad i samfunnet, og det er i stor grad tiltenkt luftkjøling. Det vil, på samme måte som absorpsjonskjøling, passe bra med FV-profilen når utetemperaturen er over 25 °C ved at prosessen forbruker varme for å gi kjøling. Fordelen sorptiv kjøling over absorbsjonskjøling har er at temperaturene som trengs er noe lavere enn FV-temperaturen. Man f.eks. bruke FV-returen, og kjøle den ytterligere ned. Aktuelle leverandører er Munters AB.

8.7 Evaporativ kjøling

Evaporativ kjøling sprøyter vann på luften inn til kjølemaskinene. Vannet er ofte kaldere enn omgivelsene og et høyere fuktinnhold i luften gir bedre varmeoverføring og lavere temperatur på luften. Dette er en måte å kjøle luften på før luften igjen kjøler spillvarmen fra fangstanlegget. Dette har et vannforbruk, som er betydelig, noe som gjør at det blir sammenlignbart med å kjøle med tilgjengelig nettvann.

Det vil bidra med tilstrekkelig kjøling de dagene utetemperaturen er for høy.