Rentabiliteit
INHOUD 1.
INLEIDING. ..................................................................................................................................................................3
2.
PELLETBOILER. ........................................................................................................................................................3
3.
TUINBOUWBEDRIJF. ...............................................................................................................................................4
4.
WARMTEKRACHTKOPPELING. ..........................................................................................................................6
Rentabiliteit
Tekst Ontleend aan brochure “Bio-energie, omzetten van vaste biomassa in hernieuwbare warmte en elektriciteit” ODE – Vlaandereren VZW. www.ODE.be
COGEN – ENERGY BVBA – BOELARE 52 – 9900 EEKLO – WWW.COGEN-ENERGY.BE –
[email protected] – 0486 24 53 94
2
1. INLEIDING. De aangegeven voorbeelden gelden ten titel van inleiding. Voor elk project dient een specifieke analyse te worden gemaakt. Uiteraard zijn geen twee projecten gelijk. De voorbeelden werpen wel een licht op de mogelijkheden van de techniek en de opbrengsten die men kan krijgen. Tevens gaat het hier over projecten via eigen investering. Indien gekozen wordt voor derde partij financiering, dan wordt de investering en de kosten voor de exploitatie namelijk niet gedragen door uw bedrijf. Een derde partij financiering gaat uit van een vaste korting op uw energiefactuur en is derhalve steeds rendabel voor uw bedrijf, uzelf doet geen enkele investering. In de voorbeelden gaan we enkel uit van een eenvoudige terugverdientijd. Alvorens geïnvesteerd wordt in een project dient steeds een detailanalyse te gebeuren.
2. PELLETBOILER. Hierbij een praktisch voorbeeld van een bedrijf dat een ketel van met een thermisch vermogen van 100 kW wenst aan te schaffen. Dit voor een jaarlijkse productie van 300.000 kWh. De prijs die hier wordt opgegeven voor de biomassaketel is inclusief een automatische toevoer van brandstof en afvoer van as, alsook een opslagbunker met ene inhoud van 15 m³. De prijs voor Biomassa schommelt vandaag tussen de 70 € en 130 € per ton. Voor onze berekeningen zijn wij uitgegaan van biomassa met een prijs van 130 € per ton. Voor de installatie van de stookolie en gasbrander zijn we uit gegaan van een condensatieketel met een rendement van 109 %. Het rendement van de biomassaketel bedraagt 85 % tot 90%. Kosten installatie: Prijs excl BTW
Subsidies
Grootte
Bedrag
Stookolie
€ 12.000
ja
€ 250
Aardgas
€ 12.000
ja
€ 250
Houtpellets
€ 50.000
ja
20 %
€ 10.000
Houtchips
€ 50.000
ja
20 %
€ 10.000
Opmerking: Wij gaan hier enkel uit van de installatie en niet van de installatiekosten omdat deze even groot zijn en afhankelijk van situatie tot situatie. Het is echter wel zo
COGEN – ENERGY BVBA – BOELARE 52 – 9900 EEKLO – WWW.COGEN-ENERGY.BE –
[email protected] – 0486 24 53 94
Rentabiliteit
Type installatie
3
dat de installatie van een biomassaketel ook in aanmerking komt voor subsidiëring dit in tegenstelling tot de installatie van een traditionele ketel. Type installatie
Calorische waarde Verbruik
Prijs
Brandstofkost
Stookolie
10 kWh/l
273.000
0,68 €/l
€ 18.564
Aardgas
10 kWh/m³
273.000
0,56€/m³
€ 15.288
Biomassa
3,9 kWh/kg
345.000
0,13 €/kg
€ 11.500
Overzichtsgrafiek:
Deze overzichtsgrafiek werd over twintig jaar gemaakt omdat de meeste branders een levensduur van tussen de vijftien en twintig jaar hebben. U kunt zelf vaststellen dat houtchips en andere biomassa naarmate de tijd vordert steeds voordeliger worden. In deze berekeningen werd geen rekening gehouden met een stijging van de olieprijs. Dit omdat critici zullen zeggen dat biomassa ook in prijs zal stijgen indien er veel installaties op biomassa gaan draaien. Dit moet evenwel ook in zijn context geplaatst worden want vandaag worden vele biomassastromen nog onbenut.
In een glastuinbouwbedrijf worden tomaten geteeld. Voor de verwarming van de 3,5 ha serres, gebruikte het bedrijf tot voor kort aardgas en zware stookolie. Naar aanleiding van de uitbreidingsplannen werd er onderzocht of dit niet op een andere manier kon daar de kosten voor verwarming zeer hoog werden.
COGEN – ENERGY BVBA – BOELARE 52 – 9900 EEKLO – WWW.COGEN-ENERGY.BE –
[email protected] – 0486 24 53 94
Rentabiliteit
3. TUINBOUWBEDRIJF.
4
In overleg met de eigenaar werd gekozen voor een houtverbrandingsinstallatie als basisverwarming. De nieuwe installatie is goed voor 4,9 MW warm water. In een warmtebuffer kan voor korte tijd warmte worden opgeslagen. De bestaande gas- en olieketels staan ter beschikking als back-up systeem. De C02 wordt extern aangekocht. Voor de bouw van een biomassa-installatie zijn een milieu- en bouwvergunning nodig. Bovendien moet er voldoende plaats voorzien worden voor de opslag van de brandstof. Voor een beter begrip van de opbouw van een dergelijke installatie. 1. Een hydraulische schuifbodem duwt de biomassa uit een silo. 2. Een kettingtransporter brengt het materiaal naar het voedingssysteem. 3. Het gehelde voedingssysteem transporteert de brandstof naar de opslagbunker met schroefdoseersysteem. 4. Een meervoudig schroefdoseersysteem zorgt dat de brandstof verdeeld wordt en geleidelijk op het dynamisch watergekoelde verbrandingsrooster komt. Een niveaudetector in de opslagbunker boven de schroefdosering meet nauwkeurig de hoeveelheid brandstof en bepaalt hoe snel de schroefdosering zijn vracht afgeeft aan de oven. Zo is een continue aanvoer en werking van de oven verzekerd. 5. De brandstof wordt door middel van een dynamisch watergekoelde verbrandingsrooster door de oven getransporteerd waar de brandstof op verbrandt. Dit rooster is opgebouwd als een trap. De waterkoeling gebeurt met een circulatiepomp die het koelwater via de holle steunbalken van de trap door de treden voert. Voordeel ten opzichte van lucht gekoelde trappen is dat de toevoer van verbrandingslucht regelbaar is zonder dat de koeling van het rooster eraan onderhevig is. Ook bent u met een watergekoeld systeem meer flexibel in de brandstofkeuze: zowel hout als oogstafval (zonnebloemschalen, rijstpelletjes, afval van palmolie… zijn een bruikbare brandstof). 6. Verbrandingslucht wordt zowel onderaan als bovenaan aangevoerd. Onderaan wordt deze verdeeld toegevoerd van onder het rooster naar de verbrandingskamer. 7. De warmte van de rookgassen wordt via verticaal geplaatste vlampijpketel overgedragen aan het ketelwater. Het opgewarmde water verwarmt de serres. 8. De rookgassen worden ten slotte in een multicycloon gezuiverd van roet en stof. De zwaardere stofdeeltjes vliegen door de middelpuntvliedende kracht tegen de gladde wand, waarlangs ze in de verzameltrechter glijden.
Rentabiliteit
De gezuiverde rookgassen worden met behulp van een ventilator naar de schoorsteen gebracht.
COGEN – ENERGY BVBA – BOELARE 52 – 9900 EEKLO – WWW.COGEN-ENERGY.BE –
[email protected] – 0486 24 53 94
5
9. Zowel de roosterassen als het fijne as uit de mulitcycloon wordt met behulp van transportschroeven afgevoerd naar de as opvang. De verbrandingsinstallatie is gebouwd om 8.000 uur per jaar op volle capaciteit te draaien. En hoewel de investering een veelvoud was van wat een klassieke gas- of stookoliesysteem had gekost, is het uiteindelijke financiële resultaat voordeliger. Dat komt deels omdat de operationele kosten beduidend lager liggen, maar daar bovenop is er ook een groot milieuvoordeel. • Investeringskosten: hoger Het project inclusief installatiekosten, bouw- en civiele werken, kostte in zijn geheel € 900.000, waarvan 28% in aanmerking kwam voor een investeringssubsidie. Vergelijk: een gasverbranding komt op ongeveer € 46.000. • Werkingskosten: veel lager De exploitatiekosten exclusief brandstofkosten bedragen zo’n 3% van de investering op jaarbasis. Dit betreft onderhoud, elektriciteitsverbruik en het verwijderen van de assen. Voor een gasinstallatie bedraagt dit maar 1%. De totale werkingskosten van de houtverbrandingsinstallatie zijn echter veel lager in vergelijking met een gasketel. Dit verschil is vooral te danken aan de goedkopere brandstof. De houtsnippers die de verbrandingsinstallatie verbruikt, kosten op jaarbasis ruim € 585.534 minder dan het aardgas dat voor dezelfde energie nodig zou zijn. Hierbij moet opgemerkt worden dat de brandstofprijs grote invloed heeft op het uiteindelijke kostenplaatje. In dit geval worden houtsnippers uit recyclagehout gebruikt van € 20 per ton. Het hout en de installatie voldoen hierbij uiteraard aan de normen en eisen. Indien zuivere houtsnippers gebruikt worden kan de prijs oplopen tot € 50 per ton. Ook de leveringszekerheid is natuurlijk van belang wat geregeld wordt door het afsluiten van leveringscontracten met leveranciers. Een nauwkeurige afstelling van de installatie is nodig, zodat de emissiewaarden van NO2 en CO2 en dergelijke niet overschreden worden. Dat is nodig voor de milieu-impact ervan en voor de efficiënte en rendabele werking van de installatie. De geschatte levensduur van de installatie is 20 jaar.
4. WARMTEKRACHTKOPPELING.
COGEN – ENERGY BVBA – BOELARE 52 – 9900 EEKLO – WWW.COGEN-ENERGY.BE –
[email protected] – 0486 24 53 94
Rentabiliteit
Samengevat: Qua investering is een gasinstallatie vele malen goedkoper. In jaarlijks gebruik is ze echter tot 3 keer duurder. De terugverdientijd van de houtverbranding is slecht 1,99 jaar ten opzichte van een gasinstallatie.
6
Een derde voorbeeld van de mogelijkheden met biomassa is dit van een warmtekracht koppeling. Op het eerste zicht lijkt het project sterk op het vorige voorbeeld. Toch zijn er verschillen. • Men heeft zelf de benodigde biomassa beschikbaar en hoeft deze dus niet aan te kopen. • De installatie levert zowel warmte als elektriciteit. • Een derde partij, neemt de kosten voor de bouw voor zijn rekening. Een deel van de warmte die de installatie oplevert, wordt gebruikt. Een ander deel wordt omgezet in elektriciteit en via een elektriciteitsmaatschappij op het net geplaatst. De voordelen van de installatie zijn voor alle partners duidelijk. Dankzij de cogeneratie (warmte en stroom) kan de partber gebruik maken van groene energie in zijn productieprocessen. Met een opbrengst van 1,35 MWe kunnen ongeveer 5.000 gezinnen met groene stroom bevoorraad worden. De brandstof voor deze installatie zijn de houtresten van de fabriek. Kortom, de één levert de brandstof, de andere zorgt voor de infrastructuur. Dankzij deze verbrandingsinstallatie wordt jaarlijks tot 14.000 ton minder CO2 de lucht in geblazen. De installatie lijkt sterk op het vorige voorbeeld. Pas wanneer de rookgassen moeten worden omgezet in enerzijds warmte en anderzijds elektrische stroom, krijgt ze een andere technische lay-out. 1. De opslagsilo is uitgerust met een hydraulische schuifbodem die de biomassa uit de opslagsilo duwt. Vervolgens brengt een kettingtransporter het materiaal naar het voedingssysteem bestaande uit de doseerbunker en doseerschroeven. De doseerschroeven regelen de brandstoftoevoer naar de vuurhaard. 2. De brandstof wordt door middel van een dynamisch watergekoelde verbrandingsrooster door de vuurhaard getransporteerd waar de brandstof op verbrandt. De roosterassen worden aan het eind van het rooster naar de as-opvangbak getransporteerd.
4. De rookgassen worden door een combinatie van een waterpijp- en vlampijpketel gestuurd. Daarbij onttrekt de ketel warmte aan de rookgassen om hoge druk stoom te produceren. De voedingspomp voor de stoomketel brengt het op te warmen water in de
COGEN – ENERGY BVBA – BOELARE 52 – 9900 EEKLO – WWW.COGEN-ENERGY.BE –
[email protected] – 0486 24 53 94
Rentabiliteit
3. Verbrandingslucht wordt zowel onderaan als bovenaan de verbrandingskamer toegevoerd. Onderaan wordt deze verdeeld toegevoerd van onder het rooster naar de verbrandingskamer.
7
economiser, waar met restwarmte uit de rookgassen het ketelwater wordt voorverwarmd. 5. De geproduceerde hoge druk stoom wordt met behulp van een tegendruk stoomturbine met generator omgezet in elektriciteit. De resterende lage druk stoom wordt gecondenseerd en het water wordt weer aan de ketel toegevoegd. De vrijgekomen warmte wordt gebruikt om het warmwatercircuit op te warmen. 6. De rookgassen worden ten slotte in een elektrofilter gezuiverd van stofdeeltjes. De afgevangen deeltjes worden opgevangen in een asopvangbak. De rookgassen worden met behulp van een ventilator via de schoorsteen afgevoerd. Deze verbrandingsinstallatie geeft alvast een belangrijk milieuvoordeel. Zoals gezegd houdt ze ruim 14.000 ton CO2 uit het leefmilieu. Het stof in de rookgassen wordt opgevangen door een elektrofilter die hiervoor is geïnstalleerd. Hierdoor liggen de emissiewaarden voor stof ver beneden de gestelde normen. Voor de fabrikant waren er daarnaast minstens 6 voordelen verbonden aan de overstap naar groene energie en de samenwerking met de elektriciteitsproducent. 1. De installatie voldoet aan alle reglementeringen. 2. De bestaande stookoliebrander van 7 MWth werd stilgelegd, de energiekosten daalden fors, omdat de nieuwe brandstof bestaat uit het eigen houtafval. 3. Het globale rendement van de energieplant stijgt. Zowel op het vlak van productie als distributie. 4. De installatie is permanent beschikbaar 5. Het aandeel afval van het bedrijf vermindert drastisch: houtafval is volledig benut.
Rentabiliteit
6. De investeringskost is nul, aangezien een tweede partij de 3,5 miljoen € voor de bouw van de installatie helemaal op zich neemt. Er wordt een leveringscontract opgesteld voor de warmte die aangekocht wordt.
COGEN – ENERGY BVBA – BOELARE 52 – 9900 EEKLO – WWW.COGEN-ENERGY.BE –
[email protected] – 0486 24 53 94
8
