Nyt vandkredsløb leverer bæredygtig fjernvarme til Frederiksberg Kommune

Menneskets jagt på et bedre liv påvirker omgivelserne. I jagten på rent vand begyndte vi i 1800-tallet at hente vand op fra Frederiksbergs undergrund, og det har påvirket byens vandkredsløb. Det samme har det stigende befolkningstal, som har ført til flere veje, tættere bebyggelse og færre grønne områder.

Vi kan ikke skrue tiden tilbage til en grøn og uberørt fortid, men vi har muligheder for at handle og skabe en mere bæredygtig by. Det mest hensigtsmæssige er at opretholde og optimere på det eksisterende vandkredsløb ved at tilpasse forholdene i takt med, at verden ændrer sig. Det er at handle bæredygtigt på byens, borgernes og miljøets vegne.

Stoppede vandindvindingen på Frederiksberg, ville det påvirke byens vandkredsløb markant. Grundvandsspejlet ville stige, og det ville gå ud over ca. 1900 bygninger, som skulle sikres mod vandindtrængen. Det viser en samfundsøkonomisk business case, som Frederiksberg Forsyning og Kommune har udarbejdet.

Hvis vi ikke udnyttede grundvandet til drikkevand, men valgte at foretage afværgeboringer, altså pumpede vandet op direkte til kloakken for at undgå et hævet grundvandsspejl, ville grundvandet være et spildprodukt i stedet for en ressource. Og vi skulle hente 2.500.000 m3 vand uden for kommunen.

Danmarks hårdeste vand skal blødgøres

Grundvandet på Frederiksberg har Danmarks højeste hårdhedsgrad. Derfor er det besluttet at blødgøre vandet.

I slutningen af året 2019 indgik Frederiksberg Forsyning en aftale med konsortiet Arkil Krüger om at bygge et nyt vandværk inklusive et blødgøringsanlæg, der fra 2022 skal sikre, at alle på Frederiksberg får miljøvenligt, blødt vand.

Selve blødgøringsanlægget blødgører via Pellet-metoden. For at blødgøre vandet tilsættes lud, der hæver vandets pH-værdi, så kalken udfældes. Når den proces er slut, tilsættes CO2, som gør pH-værdien neutral igen.

Alt vand - både det vand, vi selv pumper op og det vand, vi modtager udefra - føres igennem det nye vandværk og blødgøres, så kunderne modtager ensartet, blødt vand. Det blødgjorte vand får en hårdhedsgrad på ca.10 dh mod den aktuelle 22-30 dh.

Vandtemperaturen i ledningsnettet og hos forbrugeren

Vandtemperaturen måles med tre minutters interval via 16 målerbrønde, der er koblet til vandledningsnettet. Tilsvarende måles temperaturen hos forbrugeren i knapt 5000 vandmålere, ligeledes med tre minutters interval.

Målingerne viser, at vandtemperaturen i ledningsnettet svarer til jordtemperaturen i den dybde, ledningerne ligger i. Den laveste temperatur, der er målt i 2021, er således ca. otte grader, og om sommeren måles der flere steder op til 15 grader. Vandtemperaturen  er konstant ca. 10-11 grader, lige når det forlader fra vandværket.

Hos forbrugeren svinger vandtemperaturen fra en nedre grænse svarende til temperaturen i nettet og til rumtemperaturen, hvor vandmåleren er installeret. Den højeste vandtemperatur hos kunden er typisk kl. 4-5 om morgenen, hvor vandet har stået stille hos forbrugeren hele natten. Der er ikke unormalt at måle op til 20 grader hos kunden, og den højest målte temperatur er 38 grader. Her var kundes vandinstallation dog indrettet så uhensigtsmæssigt, at vandmåleren var placeret op ad uisolerede varmerør.

Samlet er der et potentiale for at sænke vandtemperaturen i udløbsvandet fra vandværket, da vandet i ledningerne forholdsvist hurtigt vil indstille sig til jordtemperaturen. 

Varmepumpe på vandværket forsyner 4 % af Frederiksberg

Frederiksberg Forsynings nye vandværk kommer til at indeholde en varmepumpe, der skal producere fjernvarme til kunderne og i processen køle det vand, vi sender ud i ledningsnettet.

Ud over de ca. 2,5 mio. m3 vand, der indvindes på Frederiksberg, importeres ca. 3 mio. m3 vand. Samlet pumpes således årligt 5-6 mio. m3/år, svarende til et gennemsnitligt flow på 570-685 m3/h.

Mellem vandværket og ledningsnettet er der en rentvandstank. Flowet fra vandværket mod tanken varierer mellem 300 og 800 m3/h. Der forventes en spidslast på 1.500 m3/h. Vandet ønskes afkølet 5°C fra de nuværende ca. 11°C til 6°C.

Vi har valgt at køle vandet på strækningen mellem vandværket og opbevaringstanken. Flowet fra vandværket mod tanken varierer mellem 300 og 800 m3/h. Det forventes, at der etableres fire stk. varmepumper i parallel med frekvensomformer.

Overskudsvarmen fra afkølingsprocessen leveres direkte ind på Frederiksberg Forsynings fjernvarmenet, hvor fremløbstemperaturen er ca. 79°C og godt ca. 84°C om henholdsvis sommeren og vinteren.

Det skal bemærkes, at der er indsat en ekstra varmeveksler mellem vandværk, varmepumper og vandtank. På den måde opnås en ekstra sikkerhed for, at evt. lækkende ammoniak fra varmepumpekredsen ikke overføres til drikkevandet.

Varmepumpeanlægget forventes at producere godt 25 GWh varme om året, og det svarer til knap 4 % af det samlede varmeforbrug på Frederiksberg.

Vi erstatter fjernvarme fra biomassefyrede kraftvarmeværker med lokalt produceret varme og er på den måde med til at reducere CO2-aftrykket og mindske afhængigheden af biomasse.