Adviesrapportage Geothermie Berlikum
Colofon Projectnr
:
100412
Status Datum
: :
Definitief Juni 2009
Uitvoering Coördinatie
: :
Dhr. Jan Zuidema, Dhr. Adri Kuyper Dhr. Adri Kuyper, Dhr. Jan Klein Hesselink
E kwadraat advies BV
: : : : :
Legedijk 4 8935 DG Leeuwarden 088-4000 500 088-4000 509
[email protected]
Telefoon Fax E-mail
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
2/37
INHOUDSOPGAVE SAMENVATTING ................................................................................................. 5 1 INLEIDING .................................................................................................... 10 1.1 1.2 1.3
Algemeen ......................................................................................................... 10 Doelstelling ....................................................................................................... 10 Organisatorische opzet .................................................................................... 11
2 PROJECTGEGEVENS ................................................................................. 12 2.1 2.2 2.3 2.4
Algemeen ......................................................................................................... 12 Deelnemende tuinders ..................................................................................... 12 Locatie .............................................................................................................. 13 Opsporingsvergunning ..................................................................................... 13
3 SAMENVATTING ONDERGRONDS ONDERZOEK .................................... 15 3.1 3.2 3.3 3.4
Uitgangspunten ................................................................................................ 15 Bodemonderzoek ............................................................................................. 15 Mogelijke putontwerpen ................................................................................... 15 Kostenramingen ............................................................................................... 15
4 BOVENGRONDS ONDERZOEK .................................................................. 16 4.1 4.2 4.3 4.4
Inventarisatie .................................................................................................... 16 Voorwaarden/aandachtspunten deelnemende tuinders .................................. 16 Huidige energievraag ....................................................................................... 16 Toekomstige energievraag............................................................................... 17
5 GEOTHERMISCHE ENERGIEBALANS ...................................................... 18 5.1 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5
5.3 5.4 5.4.1 5.4.2
5.5 5.5.1 5.5.2 5.5.3 5.5.4
5.6 5.6.1 5.6.2 5.6.3 5.6.4
Algemeen ......................................................................................................... 18 Energiebalans en Technische invulling ........................................................... 18 Uitgangspunten .........................................................................................................18 Hoog temperatuur opslag (HTO) ..............................................................................18 Absorptiekoeling .......................................................................................................18 Zonder HTO ..............................................................................................................19 Met HTO....................................................................................................................20 Voorwaarden en aannamen ............................................................................. 21 Kostenraming ................................................................................................... 22 Zonder HTO ..............................................................................................................22 Met HTO....................................................................................................................23 CO2 25 Beschikbaarheid externe CO2...................................................................................25 REC Harlingen ..........................................................................................................25 OCAP CO2 ................................................................................................................25 Conclusies randvoorwaarde externe levering CO2 ...................................................26 Risico analysen ................................................................................................ 26 Risico’s geothermie zonder HTO ..............................................................................26 Break even waarden excl. HTO ................................................................................27 Risico’s geothermie met HTO ...................................................................................27 Break even waarden incl. HTO .................................................................................28
6 AANBEVELINGEN EN VERVOLG. ............................................................. 29
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
3/37
BIJLAGEN .......................................................................................................... 30 Bijlage 1 Bijlage 2 Bijlage 3 Bijlage 4 Bijlage 5
Project 100412 E kwadraat advies
Kaart mogelijke putlocaties ....................................................................... 31 Beoogde energiebalans ............................................................................ 33 Absorptiekoeling ........................................................................................ 34 Details risicoanalyse excl. HTO ................................................................ 36 Details risicoanalyse incl. HTO ................................................................. 37
Geothermie Berlikum
4/37
Samenvatting Projectdoel: Het zowel ondergronds als bovengronds onderzoeken van de technische en financiële haalbaarheid van geothermische warmte in het glastuinbouwgebied.
Inventarisatie bij de deelnemende tuinders: • Een duidelijke intentie tot deelname uitspreken; • Duidelijke collectieve afspraken over taken en verantwoordelijkheden; • Een gegarandeerde hoeveelheid warmte afnemen van het geothermische systeem; • Huidige WKK’s op dezelfde manier inzetten als nu (CO2, Elektra); • Aanwezigheid CO2 goed geregeld. Herkomst minder belangrijk. Mits: prijs concurrerend, leveringszekerheid en kwaliteit; • Mogelijkheden productie van koude door absorptiekoeling, interessant. • Bij vrijkomen van resultaten: korte termijn vervolg vaststellen. Onderzoek IF Technologie: • Op diepte ca. 3.000 meter is een geschikte infiltratielaag met temperatuur van 950C tot 1000C. • Samenvattend zijn de volgende putontwerpen mogelijk bij een delta T van 550C. (950C – 400C) – schuin geboorde bron geeft debiet van ca. 150 m³/uur en een vermogen van ca. 9,0 MWth; – vertikaal geboorde bron geeft debiet van ca. 195 m³/uur en een vermogen van ca. 11.8 MWth; – Het ‘fraccen’ van een bron geeft debiet van ca. 300 m³/uur en een vermogen van ca. 18,2 MWth.
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
5/37
Voorwaarden inzet van geothermie (1): • Gebruik huidige WKK vermogen (18 MWe); • Inzet WKK’s 11 uur per dag, 7 dagen/week; • Uitgegaan geothermische bron (300 m³/uur, 18,2 MWth); • Retourtemperatuur 400C; • Berekening mét en zónder HoogTemperatuurOpslag.
Inpassing geothermie (zonder HTO)
• WKK’s verzorgen basisdekking warmtevraag • Ca. 6.020 vollast uren geothermische bron (rest onbenut); • Pieklevering gasketels: 2.640.000 m³ aardgas; 12
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
6/37
Inpassing geothermie (zonder HTO) (2)
Financieel overzicht Totale investering
€ 17.250.000,‐
Jaarlijkse operationele kosten
€ 2.394.000,‐
Kosten geothermische warmte
€ 6.068/GJ of € 0.192/m³
Voordeel vs. Kosten aardgas
€ 2.779/GJ of € 0.088/m³
Totale jaarlijkse voordeel
€ 1.250.000,‐
Rendement op investering
7,3 %
Inpassing geothermie met HTO
• • • •
WKK’s verzorgen basisdekking warmtevraag; HTO wordt geladen met onbenutte geowarmte en vermijd aardgasverbruik; Ca. 7.225 vollast uren geothermische bron (deel in HTO, rest onbenut); Pieklevering gasketels: 706.000 m³ aardgas;
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
7/37
Inpassing geothermie met HTO (2)
Financieel overzicht Totale investering
€ 19.186.000,‐
Jaarlijkse operationele kosten
€ 2.692.000,‐
Kosten geothermische warmte
€ 5.987/GJ of € 0.189/m³
Voordeel vs. Kosten aardgas
€ 2.860/GJ of € 0.091/m³
Totale jaarlijkse voordeel
€ 1.286.000,‐
Rendement op investering
6,7 %
Situatie inclusief 20% investeringsubsidie Financieel overzicht
Excl. HTO
Incl. HTO
Totale investering
€ 17.250.000,‐
€ 19.186.000,‐
Subsidie bijdrage
‐ € 3.451.310,‐
‐ € 3.837.260,‐
Jaarlijkse operationele kosten
€ 2.134.833,‐
€ 2.385.026,‐
Kosten geothermische warmte
€ 5,412/GJ € 0,171 /m³ AE
€ 5,304/GJ € 0,168/m³ AE
Voordeel vs. Kosten aardgas
€ 3,435/GJ € 0,109 /m³ AE
€ 3,543/GJ € 0,112/m³ AE
Totale jaarlijkse voordeel
€ 1.544.610,‐
€ 1.592.956,‐
11,2 %
10,4 %
Rendement op investering
Inzet CO2: • Bij 18 kg/m² CO2 vraag op gehele gebied is er over het jaar gerekend genoeg CO2. • Bij een piekvraag 250kg/ha./uur is er een tekort van ca. 12.500 kg/uur (in piekperiode). • Mogelijke oplossingen: – Uit aardgas: duur, effect op geothermie balans, afgeraden; – Vloeibaar: marktprijs, hoge kwaliteit, beschikbaarheid; – REC Harlingen: goede beschikbaarheid, 20.000 kg/uur, onbekende prijs, nog in ontwikkeling; – OCAP: duidelijke prijs (8-9 cent kg),goed perspectief,goede referenties, all-in prijs.
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
8/37
Vervolgstappen: • Vastleggen deelname; • Aanvragen MEI-subsidie; • Aanvragen/Overleg financiering onrendabele top; • Maatwerkberekening op basis van deelname/HTO inzet / fasering / investeringsubsidie(s); • Opzetten projectorganisatie; • Aanvragen winningsvergunning; • Aanvragen vergunningen boorlocatie en warmtenet; • Boorputontwerp; • Opvragen offertes.
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
9/37
1 1.1
Inleiding Algemeen
Een eerder onderzoek in het glastuinbouwgebied Sexbierum, uitgevoerd door IF Technology en E kwadraat advies, leverde een positief resultaat op voor toepassing van geothermie als warmtebron. Afgaande op deze uitkomsten is de veronderstelling dat geothermie in het glastuinbouwgebied van Berlikum goed mogelijk lijkt. Geografisch liggen Berlikum en Sexbierum dicht bij elkaar en de ondergrond is redelijk gelijk te noemen. Het grote voordeel van geothermie is dat de energiekosten van geothermische warmte voor een lange termijn vastliggen en niet onderhevig zijn aan prijsschommelingen van aardgas. 1.2
Doelstelling
Doel is om door middel van een haalbaarheidsonderzoek te inventariseren en te berekenen of aardwarmte op de locatie van het glastuinbouwgebied werkelijk mogelijk is en hoe aardwarmte ingepast kan worden in de bestaande energievoorziening van de deelnemende glastuinbouwbedrijven in Berlikum en de hierbij verwachte uitbreidingen. Tevens wordt door het aanvragen van een opsporingsvergunning geothermie de mogelijke winning van aardwarmte veilig gesteld.
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
10/37
1.3
Organisatorische opzet
In opdracht van: Bedrijf:
Gietwater Berlikum Samenwerkende tuinders Geothermie Berlikum Contactpersoon: Dhr. Minne Schiphof Bezoekadres: Butenpole 15 Postcode en plaats: 9041 VM Berlikum Telefoonnummer: 0518 – 46 12 08
Uitgevoerd door (bovengronds): Bedrijf: E kwadraat advies BV Contactpersoon: Dhr. Adri Kuyper Postadres: Postbus 827 Postcode en plaats: 8901 BP Leeuwarden Bezoekadres: Legedijk 4 Postcode en plaats: 8935 DG Leeuwarden Telefoonnummer: 088 – 4000 500 Faxnummer: 088 – 4000 509 E-Mail adres:
[email protected] Internet: www.ekwadraat.com KvK nummer: 010998558 (Leeuwarden)
Uitgevoerd door (ondergronds): Bedrijf: IF Technology Contactpersoon: Dhr. Nick Buik Postadres: Postbus 605 Postcode en plaats: 6800 AP Arnhem Bezoekadres: Velperweg 37 Postcode en plaats: 6824 BE Arnhem Telefoonnummer: 026 – 35 35 555 Faxnummer: 026 – 35 35 599 E-Mail adres:
[email protected] Internet: www.iftechnology.nl
Ondersteuning Bedrijf: Contactpersoon: Postadres: Postcode en plaats: Bezoekadres: Postcode en plaats: Telefoonnummer: E-Mail adres: Internet:
Project 100412 E kwadraat advies
Westergozone Dhr. Rick Siebers Postbus 699 8901 BL Leeuwarden Heliconweg 62 8901 BL Leeuwarden 058 – 233 79 20
[email protected] www.westergozone.nl
Geothermie Berlikum
11/37
2 2.1
Projectgegevens Algemeen
Vanuit Gietwaterbedrijf BV, van het glastuinbouwgebied Berlikum, waarbij alle tuinders zijn aangesloten, is opdracht gegeven om een haalbaarheidsonderzoek uit te voeren naar de mogelijkheden van geothermie in het tuinbouwgebied. IF Technology heeft hiervoor een ondergronds haalbaarheidsonderzoek uitgevoerd naar de mogelijkheden en kosten van een geothermische bron. Bovengronds heeft E kwadraat advies, onder andere middels interviews met alle betrokken tuinders, een toepassingsonderzoek uitgevoerd naar de mogelijke inzet van een geothermische bron in het tuinbouw gebied. Hierbij zijn de huidige situatie, de toekomstvisie, de eigen voorwaarden en de beoogde inzet van technische installaties van de tuinders onderzocht en verwerkt in het onderzoek. Het glastuinbouwgebied Berlikum ligt in de Westergozone. De Westergozone is een economische kernzone en bestaat uit de gemeenten Leeuwarden, Menaldumadeel, Franekeradeel en Harlingen. Deze gemeenten werken samen met de provincie Fryslân, bedrijfsleven en kennisinstellingen aan een duurzame economische ontwikkeling van het gebied waar schone (groene) energie, innovatie en kennis centraal staan. Hiertoe worden projecten opgezet en ontwikkeld. De glastuinbouw is een belangrijk thema binnen de ontwikkeling van de Westergozone en heeft binnen deze sector onder andere de volgende doelstelling geformuleerd: “Het ontwikkelen van een aantal duurzame pilots voor kansrijke innovaties binnen de bestaande en zo mogelijk ook nieuwe glastuinbouwbedrijven in de Westergozone”. Geothermische warmte is een duurzame bron van energie en om deze reden ondersteunt de Westergozone dit onderzoek. 2.2
Deelnemende tuinders
De deelnemende tuinbouwbedrijven, met hun teelten, zijn in Tabel 1 weergegeven. Vrijwel de meeste teelten zijn energie intensief. Nr. 1 2 3 4 5 6 7
Deelnemende tuinders.
Teelt Tomaat
Huidige WKK vermogen 4 MWe
Huidige teeltopp. 7.5 ha
Beoogde teelt opp. 12,5 ha
Firma H. van der Kaaij en zonen Butenpole 6, 9041 VM Berlikum De Groene Tuin Butenpole 17, 9041 VM Berlikum Simon Peppers v.o.f. De Bodde 3, 9044 LA Beetgum Van Overbeek De Bodde 2a, 9044 LA Beetgum Kwekerij Hoeksma Butenpole 9 9041 VM Berlikum Het Noorderlicht Butenpole 11 9041 VM Berlikum Kwekerij de Tûn B.V. Butenpole 5, 9041 VM Berlikum
Tomaat
8 MWe
12,6 ha
18,6 ha
Paprika
0 MWe
3.8 ha
3.8 ha
Tros tomaat
4 MWe
7.8 ha
13.3 ha
Alstroemeria
0 MWe
2 ha
4 ha
Paprika
0 MWe
2 ha
4 ha
Tomaat
2 MWe
8 ha
14 ha
Tabel 1. Deelnemende tuinders
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
12/37
2.3
Locatie
In onderstaande Figuur 1 is het tuinbouwgebied grafisch weergegeven. In het overzicht zijn de huidige locaties van de deelnemende tuinders met rood omlijnd en de mogelijke uitbreidingen zijn met geel en een stippellijn weergegeven. De locaties zijn genummerd en komen overeen met de nummers in Tabel 1.
1 6
5 7
2
4
3
Figuur 1. Locatieoverzicht Tuinbouwgebied
2.4
Opsporingsvergunning
Gelijktijdig met het uitvoeren van het ondergrondse, en bovengrondsonderzoek is de opsporingsvergunning aangevraagd. Een opsporingsvergunning is een vergunning voor het opsporen en winnen van aardwarmte welke moet worden aangevraagd bij het Ministerie van Economische Zaken. Aan de hand van de gegevens uit het ondergrondse onderzoek van IF Technology is er een gebied vastgesteld waarvoor de opsporingsvergunning is aangevraagd bij het Ministerie van Economische Zaken. Het in de opsporingsvergunning aangevraagde gebied is weergegeven in Figuur 2 en heeft een oppervlakte van 1.930 ha.
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
13/37
De opsporingsvergunning is begin mei aangevraagd voor de periode 1 januari 2010 t/m 1 januari 2020. In de vergunningaanvraag is aangegeven dat de waarschijnlijke winning van geothermische warmte zal plaatsvinden in de periode 2012 t/m 2072. De aanvraagprocedure neemt ca. 6 maanden in beslag.
Figuur 2. Aanvraaglocatie opsporingsvergunning.
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
14/37
3 3.1
Samenvatting ondergronds onderzoek Uitgangspunten
Voor het ondergrondse onderzoek zijn een aantal uitgangspunten vastgesteld ten aanzien van het gebruik van geothermische warmte in de tuinbouw. De uitgangspunten zijn aangegeven in het ondergrondse onderzoek van IF Technology Deze zijn als volgt: Een COP van 20. Een delta T van 550C. De COP, wat staat voor Coëfficiënt of Performance, van de beoogde installatie geeft aan wat de efficiëntie van de opgepompte warmte nu exact is. Het getal geeft eenvoudig gezegd aan hoeveel energie er nodig is voor het oppompen van de warmte. Een COP van 20 geeft aan dat voor iedere 20 delen warmte er 1 deel mechanische energie nodig is. In dit geval elektrische energie. De Delta T geeft het temperatuursverschil tussen het opgepompte water en retourwater van het bronwater aan. Het opgepompte water heeft een waarschijnlijke temperatuur van te minste 950C, zoals blijkt uit het ondergrondse onderzoek. Het retourwater uit de kassen is vastgesteld op 400C. Het verschil is de delta T, 550C. 3.2
Bodemonderzoek
Uit het ondergrondse onderzoek blijkt dat de bodem onder het tuinbouwgebied geschikt is voor winning van geothermische warmte. Op een diepte van ca. 3.000 meter bevindt zich een geschikte infiltratielaag met een temperatuur van ongeveer 950C tot 1000C. (gegevens afkomstig uit het ondergrondse onderzoek van IF Technology). 3.3
Mogelijke putontwerpen
Met een schuin geboorde put naar deze diepte is een debiet van 150 m³ per uur haalbaar. Bij een retourtemperatuur van 400C is het mogelijk uit een dergelijke put een vermogen van ca. 9,0 MWth te verkrijgen. Wanneer de put volledig vertikaal geboord wordt, is het mogelijk het debiet, en daarmee het vermogen, met een factor 1,3 te verhogen. Een andere mogelijkheid betreft het zogenaamde fraccen. Dit is het ondergronds poreuzer maken van de bodem. Hiermee kan het debiet worden verdubbeld. Zowel het horizontaal boren als het fraccen gaan gepaard met extra kosten. De werkelijke opbrengsten van de methoden zijn onzeker. Samenvattend zijn de volgende putontwerpen mogelijk bij een delta T van 550C. een schuin geboorde bron geeft een debiet van ca. 150 m³/uur en een vermogen van ca. 9,0 MWth; een recht geboorde bron geeft een debiet van ca. 195 m³/uur en een vermogen van ca. 11.8 MWth; een bron waarbij fraccen is toegepast geeft een debiet van ca. 300 m³/uur en een vermogen van ca. 18,2 MWth. 3.4
Kostenramingen
De globale investering voor een geothermisch systeem, inclusief voorbereiden, boren, materialen en engineering ligt tussen de € 10.800.000 en € 11.400.000. Dit is exclusief een bovengronds warmtenet en aansluiting per tuinder. Globale jaarlijkse kosten voor de exploitatie en onderhoud van een dergelijke installatie ligt tussen de € 470.000,- en € 508.000,- per jaar. (prijspijl 2009). Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
15/37
4 4.1
Bovengronds onderzoek Inventarisatie
Als onderdeel van het bovengrondse onderzoek is er een inventarisatie uitgevoerd. Tijdens de inventarisatie zijn alle betrokken tuinders bezocht en geïnterviewd. Hierbij is de huidige en de verwachte energiehuishouding per bedrijf vastgelegd. 4.2
Voorwaarden/aandachtspunten deelnemende tuinders
De deelnemende tuinders hebben een aantal voorwaarden en aandachtspunten voor deelname en gebruik van geothermische warmte. Deze punten zijn hieronder aangegeven. Aangeraden wordt alle punten mee te nemen in een vervolgtraject. Er dient door de deelnemende tuinders, bij een positief vervolg, een duidelijke intentie tot deelname te worden uitgesproken. Bij een vervolg dienen duidelijke collectieve afspraken te worden gemaakt over de taken en verantwoordelijkheden; De betrokken partijen willen een gegarandeerde hoeveelheid warmte kunnen afnemen van het geothermische systeem; De betrokken partijen geven aan de huidige WKK’s te willen behouden en op dezelfde manier in te blijven zetten als in de huidige situatie. Dit om elektriciteit (teruglevering) en CO2 te kunnen blijven produceren; De dosering van voldoende CO2 moet ook in de toekomst goed geregeld zijn. De herkomst hiervan is minder belangrijk. (extern (vloeibaar), WKK of CV), mits de prijs concurrerend is, er leveringszekerheid is en kwalitatief berouwbaar; Voor een aantal partijen zijn de mogelijkheden voor het produceren van koude uit het warmteoverschot in de zomerperiode, door middel van absorptiekoeling, interessant; Bij het vrijkomen van de haalbaarheidsresultaten, boven- en ondergronds, is het verstandig om op korte termijn het vervolg vast te stellen; Het is belangrijk te realiseren dat vernieuwingen in teeltsystemen, etc. veranderingen in het energiegebruik tot gevolg kunnen hebben. 4.3
Huidige energievraag
Aan de hand van de inventarisatie is de totale huidige energievraag vastgesteld. De vastgestelde energievraag betreft een optelsom van de warmtevraag van alle tuinders gezamenlijk. De warmtebehoefte wordt in de huidige situatie ingevuld door aardgas WKK installaties, aardgasgestookte CV installaties en een houtgestookte ketel. De betrokken bedrijven zijn voornamelijk energie-intensieve glastuinbouwbedrijven met teelt van paprika en tomaat. Het totale netto glasoppervlak deelnemende bedrijven betreft 43,7 ha. De huidige warmtebalans van de gezamenlijke tuinders in het tuinbouwgebied is per week weergegeven in Grafiek 1.
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
16/37
Grafiek 1. Huidige gezamenlijk warmtebehoefte deelnemende tuinders
4.4
Toekomstige energievraag
Omdat diverse tuinders uitbreidingsplannen voor de toekomst hebben, is in het onderzoek een toekomstige energievraag bepaald. Hierbij is er van uitgegaan dat een geothermische bron pas (in de toekomst) zal worden ingezet op het moment dat de uitbreidingen ook gerealiseerd worden. De toekomstige energievraag is bepaald aan de hand van de huidige warmtevraag (doorberekend vanuit WKK warmte, CV warmte en Houtketel) en de beoogde uitbreiding (opschaling). Hierbij is rekening gehouden met de uitgangspunten en voorwaarden die de deelnemers tijdens de inventarisatiegesprekken hebben uitgesproken. Een van de voorwaarden is het behoud en toekomstige inzet van alle WKK vermogen. Het netto glasoppervlak zal naar schatting toenemen tot 70,2 ha. (Wanneer er meer deelnemende tuinbouwbedrijven zullen deelnemen, neemt tevens de rendabiliteit toe). In Grafiek 2 is de huidige warmtebehoefte en de verwachte toekomstige warmtebehoefte per week uitgezet. Roodgekleurd is de huidige warmtebehoefte per week en blauw is de toekomstige verwachte warmtebehoefte per week.
Grafiek 2. Toekomstige energievraag
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
17/37
5
Geothermische Energiebalans
5.1
Algemeen
Aan de hand van de verwachte toekomstige energievraag en de door de deelnemers aangegeven uitgangspunten en voorwaarden is een optimale energie-invulling berekend. De energiebehoefte wordt, naast de beoogde geothermische bron, ingevuld door verschillende andere bronnen zoals warmte uit de WKK. Omdat er met de aanleg van een geothermisch systeem een grote investering gemoeid gaat, moet de aardwarmtebron zo optimaal mogelijk gebruikt gaan worden. Dit betekent dat aangeraden wordt om de bron zo veel mogelijk draaiuren te laten maken, waardoor er een zo hoog mogelijk financieel rendement valt te realiseren. 5.2 5.2.1
Energiebalans en Technische invulling Uitgangspunten
Uit het onderzoek blijkt dat de gezamenlijke WKK-capaciteit in het gebied ca. 18 MWe betreft. Uitgangspunt is dat dit vermogen jaarrond 11 uur per dag wordt ingezet voor de productie van elektriciteit, warmte en CO2. Deze WKK’s produceren over het geheel gezien de basiswarmtevoorziening. Vanzelfsprekend geldt dat alleen de partijen met een WKK-installatie deze basislast warmte beschikbaar hebben. 5.2.2 Hoog temperatuur opslag (HTO) Omdat de seizoensinvloed op de warmtevraag groot is, met daarnaast een hoge piekvraag in de koude periode, zal er bij de inzet van geothermie in de zomer warmte over zijn. Deze warmte gaat dan onbenut verloren of kan in deze specifieke situatie op twee manieren worden ingezet. De eerste mogelijk is dat het warmteoverschot in de zomerperiode kan worden opgeslagen en vervolgens worden toegepast in de winterperiode. Dit kan middels zogenaamd Hoge Temperatuur Opslag, ook wel HTO genoemd. Een dergelijke opslag van hoogwaardige warmte wordt ondergronds gerealiseerd. De grond onder het tuinbouwgebied te Berlikum is hiervoor geschikt op een diepte van ca. 400 meter. Hierbij moet worden opgemerkt dat er een speciaal vrijstellingstraject richting de provincie moet worden ingezet. Tot nu mag een HTO-systeem op een dergelijke diepte niet worden toegepast. In de volgende paragraven is om bovenstaande reden een situatie inclusief en een situatie exclusief HTO opgenomen. 5.2.3 Absorptiekoeling Een tweede mogelijkheid is het inzetten van de warmte om koude te produceren. Dit is mogelijk middels een zogenaamde absorptiekoelinstallatie. Een beschrijving van een dergelijk systeem is opgenomen in Bijlage 1. Kortweg gezegd wordt er met een absorptiekoelmachine (hoogwaardige) warmte gebruikt om koude te produceren. Voor een tuinder met een koelbehoefte zoals grondkoeling in de bloementeelt (Alstroemeria) kan deze alternatieve koelmethode mogelijk goedkoper zijn als koeling met een mechanische koel compressiemachine of middels Warmte Koude Opslag (WKO).
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
18/37
5.2.4
Zonder HTO
In deze paragraaf wordt besproken op welke manier de toekomstige verwachte warmtebehoefte van het glastuinbouwgebied ingevuld kan worden. In onderstaande Grafiek 3 is de energetische balans weergegeven van de verwachte toekomstige warmtebehoefte. De vraag is ingevuld met: het bestaande opgestelde WKK vermogen (blauw), de Geothermische bron (rood) en de gasketels (paars). De warmtebehoefte is weergegeven in GigaJoules (GJ) per week. Uit de figuur is duidelijk op te maken dat de basisdekking wordt uitgevoerd door de bestaande WKK’s, hier weergegeven in de kleur blauw. Deze invulling is uitgevoerd aan de hand van uitgangspunten en de voorwaarden welke de betrokken partijen bij de inventarisatie hebben aangegeven. Vervolgens wordt de vraag gedekt door de geothermische bron, hier weergegeven in de kleur rood. In de grafiek is duidelijk te zien dat de geothermische bron niet volledig gebruikt wordt zoals bijvoorbeeld bij de WKK’s wel redelijk het geval is. De geothermische bron wordt niet volledig benut. In onderstaande figuur produceert de geothermische bron gemiddeld over het hele jaar een vermogen van 11,8 MWth of anders gezegd een vollast uren benutting van 5.700 uur.
Grafiek 3. Energetische balans zonder HTO
In deze situatie is er in een groot deel van het jaar, week 14 tot en met week 48, een warmteoverschot. In de koude perioden worden de aardgas Cv-ketels ingeschakeld voor de dekking van de piekvraag. De piekvraag door de Cv-installatie is jaarlijks omgerekend ca. 2.190.000 m³ aardgas. In Tabel 1 is de energiebalans in getallen weergegeven. Hierin is de totale vraag en het gemiddelde jaarlijkse vermogen uit de bron opgesomd. Exclusief HTO Energietotalen Warmtevraag uit WKK Warmtevraag uit Geothermie Warmtevraag uit Gasketel
288.785 373.631 62.473
GJ GJ GJ
Gemiddeld vermogen 9,2 MWth 11,8 MWth 2,0 MWth Tabel 2. Overzicht energiestromen
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
19/37
5.2.5
Met HTO
Omdat het economisch wenselijk is om de geothermische bron zo veel mogelijk in te zetten is er (kort) geanalyseerd of het mogelijk is een Hoog Temperatuur Opslag toe te passen, waarbij het warmteoverschot wordt opgeslagen. Vervolgens wordt in de piekperioden deze opgeslagen warmte weer gebruikt. Volgens analysen van IF Technology is een dergelijke oplossing mogelijk op een diepte van ca. 400 meter. Het thermisch rendement van een dergelijke bron ligt op ongeveer 70% en de COP bedraagt ca. 150. Het piekvermogen van een dergelijke bron wordt geschat op 6,6 MWth. Deze paragraaf beschrijft de energetische invulling van de verwachte toekomstige warmtebehoefte. De invulling is gedaan door de WKK’s (blauw), de Geothermiebron (rood) de HoogTemperatuur Opslag (groen) en de gasgestookte Cv-installaties (paars). In Grafiek 4 is de energiebalans inclusief het gebruik van een HTO weergegeven. De balans geeft weer dat het overgrote deel van het warmtetekort in de koude perioden wordt opgevangen door de HTO. Niet alles kan worden opgevangen omdat het maximale vermogen van de HTO 6,6 MWth bedraagt. In de uiterste piekperioden is het daarom nodig om met een CV-ketel bij te stoken.
Grafiek 4. Energetische balans met HTO
In de HTO-situatie wordt een groot deel van het zomerse warmteoverschot opgeslagen. In de koude perioden wordt de piekvraag hieruit, met een rendement van 70%, voorzien. De noodzakelijke piekdekking door de CV installaties daalt hiermee jaarlijks tot, omgerekend, ca. 580.000 m³ aardgas. Dit is een reductie van ca. 1.610.000 m³ AE. Door de opslag van het warmteoverschot in de HTO stijgt de benutting van de geothermische bron. Namelijk levert de geothermische bron in deze periode warmte aan de HTO waarmee de HTO wordt opgeladen. Het gemiddeld vermogen van de geothermische bron stijgt hiermee tot 13,9 MWth of anders gezegd een vollast uren benutting van 6.700 uur.
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
20/37
In Tabel 3 is de energiebalans in getallen weergegeven. In de tabel zijn de energieopbrengsten aan het tuinbouwgebied weergegeven en het gemiddelde vermogen wat de bron jaarrond produceert. Inclusief HTO Energietotalen Warmtevraag uit WKK Warmtevraag uit Geothermie Warmtevraag uit HTO Warmtevraag uit Gasketel
288.785 373.361 45.998 16.475
GJ GJ GJ GJ
Gemiddeld vermogen 9,2 MWth 13,9 MWth 1,5 MWth 0,5 MWth Tabel 3. Overzicht energiebalans
5.3
Voorwaarden en aannamen
Er zijn twee cases financieel doorgerekend. Een geothermisch systeem exclusief gebruik van een HTO en een geothermisch systeem inclusief een HTO. In onderstaande Tabel 4 is een overzicht van alle financiële aannamen weergegeven. Deze aannamen zijn bepaald aan de hand van marktprijzen, offerteprijzen, budgetprijzen en ervaringsgetallen. Achter de getallen is de bron een eventuele meerinformatie weergegeven. Aannamen Afschrijvingsperiode Financieringslast (rente) Aantal tuinders Aantal leveranciers (geo, HTO) Lengte warmtenetwerk Kosten warmtenetwerk Warmtewisselaar Appendage kosten Overige kosten Elektriciteitsprijs Aardgasprijs Vergunningen, Precariorecht, leges Engineering Onderhoud en beheer Geobron Onderhoud en beheer HTO Onderhoud overige installaties Pompen Verpompen warmte
20 6% 7 2 8.000 € 300 € 36.000 5% 10% 0,12 € 0,28 5% 10% 1,3% 1,5% 5,0% € 500 130
jaar stuks stuks meter /m /stuk
kWh m³
/kWe kWe
bron E² E² E² E² Google Earth Weijers Waalwijk Redenko E² E² prijspijl 2009 prijspijl 2009 E² E² If Technology If Technology E² Polytechnisch E²
achtergrond huidige financieringsrente
(leiding en aftakkingen) budget ramingen budget offerte van technische installaties van totale investering
van leidingwerk van leidingwerk
Tabel 4. Aannamen financiële berekeningen
In de financiële berekeningen is er vanuit gegaan dat er geïnvesteerd zal worden in een geothermische bron met vertikaal geboorde putten waarbij het principe fraccen wordt toegepast. Er wordt daarnaast aangenomen dat de geothermische bron het volledige thermische vermogen kan leveren zoals IF Technology dit beschrijft in het ondergrondse haalbaarheidsrapport. Dit resulteert in een hoge investering en een bron waarbij het maximale debiet ligt op ca. 300 m³/uur. Er wordt uitgegaan dat hier een vermogen van 18,2 MWth uit geput kan worden.
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
21/37
5.4 5.4.1
Kostenraming Zonder HTO
Zonder HTO wordt de toekomstig verwachte warmtebehoefte ingevuld door de warmte van de WKK installaties, de Geothermische bron en aangevuld met gasgestookte CV installaties. Er wordt hierbij geïnvesteerd in de volgende onderdelen voor de warmtevoorziening en het gebruik van geothermische warmte: - Een volledige geothermische bron inclusief appendages, vergunningen, verzekeringen, engineering etc.; - Het bovengrondse leidingwerk vanaf de bronnen naar de tuinders inclusief pompen en warmtewisselaars; De jaarlijkse operationele kosten om het geothermische bron en alle appendages operationeel te houden bestaan uit de volgende onderwerpen: - Afschrijving; - Rente; - Onderhoud ondergrondsysteem; - Onderhoud bovengrondssysteem; - Elektriciteitskosten geothermie pompen en bovengrondse pompen. Samenvattend ligt de totale investering op € 17.256.550,- en worden de operationele kosten jaarlijks op € 2.359.000,- geraamd. In onderstaande Tabel 5 is het totale financiële overzicht weergegeven. Investeringen Geothermische bron (19,3 MWth) HTO bron Leidingwerk Warmtewisselaars Pompen Appendages Vergunningen, Precariorecht, leges Engineering Overige Totale investering Operationele kosten Onderhoud en beheer Geothermische bron Onderhoud en beheer HTO Onderhoud en beheer Technische installaties Elektriciteitskosten Geothermie Elektriciteitskosten HTO Elektriciteit pompen Aflossing Rentekosten Totale operationele kosten
€ 12.418.000 € 2.400.000 € 288.000 € 55.000 € 134.400 € 143.870 € 287.740 € 1.529.540 € 17.256.550
€ € € € € € €
161.434 143.870 622.718 136.656 862.828 431.414 2.358.919
bron IF Tech
achtergrond Bron: € 11.418.000,- + fraccen € 1.000.000,-
Weijers Redenko Polytechnisch E² E² E² E²
van installaties van leidingwerk en appendages van leidingwerk en appendages schatting 10% van totale investering
bron IF Tech
achtergrond 1,3% van investeringen
E² IF Tech IF Tech Polytechnisch E² E²
5% van investering technische installaties € 0,12/kWhe bij COP 20 (prijspijl 2009)
Tuinders en Geothermiebron
20 jaar afschrijving 6% rente Tabel 5. Financieel overzicht zonder HTO
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
22/37
Om een duidelijk beeld te krijgen van de werkelijke haalbaarheid is het financiële overzicht vergeleken met een situatie waarbij de warmtevraag ingevuld wordt met aardgasgestookte CV installaties. In onderstaande Tabel 6 is opgesomd hoeveel warmte er jaarlijks uit de geothermische bron wordt ontrokken en wat de kosten per energie-eenheid zijn. Daarnaast wordt de besparing ten opzichte van het gebruik van aardgas weergegeven. Als laatste wordt het rendement op de totale investering en een terugverdientijd weergegeven. Kortweg is het jaarlijkse voordeel ca. € 1.063.000,-. Vergelijking geothermie v.s aardgas CV Energie uit Geobron Energie uit HTO Totale gewonnen energie uit geothermie Kosten per GJ Kosten per AE
373.631 373.631 € 6,314 € 0,200
GJ GJ GJ
Referentie Aardgas Energie-inhoud aardgas Prijs van Aardgas Kosten per GJ
31,65 € 0,280 € 8,847
MJ/m³ /m³
13.258.430 € 1.063.029 6,16%
Vergelijkende warmtebehoefte Besparing totaal Rendement op totale investering
m³ /jr
Tabel 6. Geothermie zonder HTO vergeleken met aardgas
5.4.2 Met HTO Met HTO wordt de toekomstig verwachte warmtebehoefte ingevuld door de warmte van de WKK installaties, de Geothermische bron, een HTO bron en aangevuld met gasgestookte CV installaties. Er wordt hierbij geïnvesteerd in de volgende onderdelen voor de warmtevoorziening en het gebruik van geothermische warmte: Een volledige geothermische bron inclusief appendages, vergunningen, verzekeringen, engineering etc.; Een volledige HTO bron inclusief appendages, vergunningen, verzekeringen, engineering etc.; Het bovengrondse leidingwerk vanaf de bronnen naar de tuinders inclusief pompen en warmtewisselaars; De jaarlijkse operationele kosten om het geothermische bron en alle appendages operationeel te houden bestaan uit de volgende onderwerpen: Afschrijving; Rente; Onderhoud ondergrondsysteem; Onderhoud bovengrondssysteem; Elektriciteitskosten geothermie pompen, HTO pompen en bovengrondse pompen. Samenvattend ligt de totale investering op € 19.186.300,- en worden de operationele kosten jaarlijks op € 2.652.300,- geraamd. In onderstaande Tabel 7 is het totale financiële overzicht weergegeven.
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
23/37
Investeringen Geothermische bron (19,3 MWth) HTO bron (6,6 MWth) Leidingwerk Warmtewisselaars Pompen Appendages Vergunningen, Precariorecht, leges Engineering Overige Totale investering
€ 12.418.000 € 1.700.000 € 2.400.000 € 324.000 € 65.000 € 136.200 € 146.260 € 292.520 € 1.704.320 € 19.186.300
Operationele kosten Onderhoud en beheer Geothermische bron Onderhoud en beheer HTO Onderhoud en beheer Technische installaties Elektriciteitskosten Geothermie Elektriciteitskosten HTO Elektriciteit pompen Aflossing Rentekosten Totale operationele kosten
€ 161.434 € 25.500 € 146.260 € 622.718 € 24.825 € 136.656 € 959.315 € 575.589 € 2.652.297
bron IF Tech IF Tech Weijers Redenko Polytechnisch E² E² E² E²
achtergrond Bron: € 11.418.000,- + fraccen € 1.000.000,Deels Schatting
bron IF Tech IF Tech E² IF Tech IF Tech Polytechnisch E² E²
achtergrond 1,3% van investeringen 1,3% van investeringen 5% van investering technische installaties € 0,12/kWhe bij COP 20 (prijspijl 2009) € 0,12/kWhe bij COP 150 (prijspijl 2009) € 0,12/kWhe 20 jaar afschrijving 6% rente
€ 35.000,- /stuk, per tuinder, leverancier en HTO van installaties van leidingwerk en appendages van leidingwerk en appendages schatting 10% van totale investering
Tabel 7. Financieel overzicht met HTO
Om ook hier een duidelijk beeld te krijgen van de werkelijke haalbaarheid is het financiële overzicht vergeleken met een situatie waarbij de warmtevraag ingevuld wordt met aardgasgestookte CV installaties. In onderstaande Tabel 8 is opgesomd hoeveel warmte er jaarlijks uit de geothermische bron wordt ontrokken en wat de kosten per energie-eenheid zijn. Daarnaast wordt de besparing ten opzichte van het gebruik van aardgas weergegeven. Als laatste wordt het rendement op de totale investering en een terugverdientijd weergegeven. Kortweg is het jaarlijkse voordeel ca. € 1.060.000,Vergelijking geothermie v.s aardgas CV Energie uit Geothermie bron Energie uit HTO Totale gewonnen energie Kosten per GJ Kosten per AE
373.631 45.998 419.629 € 6,321 € 0,200
GJ GJ GJ
Referentie Aardgas Energieinhoud aardgas Prijs van Aardgas Kosten per GJ
31,65 € 0,280 € 8,847
MJ/m³ /m³
13.258.430 € 1.060.064 5,53%
Vergelijkende warmtebehoefte Besparing totaal Rendement op totale investering
m³ /jr
Tabel 8. Geothermie met HTO vergeleken met aardgas
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
24/37
5.5
CO2
5.5.1 Beschikbaarheid externe CO2 De beschikbaarheid van CO2 is een absolute randvoorwaarde voor de invulling met aardwarmte van het glastuinbouwgebied Berlikum. In de situatie van de benchmark WKK-RGR wordt de invulling van de CO2 vraag voor het grootste deel ingevuld door middel van CO2 levering vanuit rookgasreiniging, met beperkte CO2 suppletie vanuit externe levering per as (vloeibaar) in specifieke perioden. Bij het ontwikkelen van een optimaal duurzaam aardwarmte-energieconcept kan de beschikbaarheid van een externe bron voor toelevering van CO2 een belangrijke stimulans betekenen, mits deze bron CO2 kan leveren van een goede kwaliteit, tegen een gunstige prijs en met voldoende leveringszekerheid. In het kader van dit onderzoek zijn de mogelijkheden voor externe levering verkend. Uit deze verkenning is gebleken dat twee opties voor externe levering van CO2 op voorhand zouden kunnen voldoen aan de gestelde voorwaarden: levering vanuit de te ontwikkelen REC Harlingen (Reststoffencentrale Omrin); levering door OCAP via pijpleiding naar het gebied. Deze opties zijn nader onderzocht. 5.5.2 REC Harlingen De milieuvergunning voor REC Harlingen is onlangs verleend. Voorlopige planning is om in 2010 de installatie in bedrijf te nemen. Het betreft een ketelinstallatie van 100 MWth, waarin huishoudelijk afval verbrandt wordt. Deze installatie draait volcontinu bedrijf, met 2 weken gepland onderhoud per jaar. De rookgassen worden gereinigd op basis van wettelijke eisen. De hoeveelheid CO2 in de rookgassen bedraagt indicatief 20.000 kg / uur per jaar. Om deze CO2 te kunnen gebruiken voor CO2-dosering in de glastuinbouw is op basis van de huidige kennis rookgasreiniging niet geschikt en dient scheiding van de CO2 uit de rookgassen plaats te vinden. Dit zou in theorie door middel van membraantechnologie plaatsvinden kunnen vinden. Membraantechnologie is echter nog een premature fase van ontwikkeling. 5.5.3 OCAP CO2 OCAP is een samenwerkingsverband tussen gassenleverancier Linde Gas (Benelux) en bouwconcern VolkerWessels. OCAP levert op dit moment zuivere CO2 aan de glastuinbouw in het Westland, de B-driehoek, Delfgauw en Wilgenlei. Deze CO2 komt vrij bij de productie van waterstof bij Shell in de Botlek. Er wordt door OCAP op dit moment gewerkt aan de contractering van een tweede grote producent van zuivere CO2 vanuit eveneens de Botlek. Dit om capaciteiten beschikbaarheid van de levering te vergroten. OCAP levert deze CO2 via een bestaande pijpleiding en een nieuw distributienet “tot aan de poort” van de tuinders. Er zijn in het kader van dit onderzoek gesprekken gevoerd met OCAP over de mogelijkheden om de levering van CO2 uit te breiden naar het Waddenglasgebied. De technische uitgangspunten voor levering door OCAP zijn samengevat in de onderstaande tabel. Technisch gezien kan gasvormige OCAP – CO2 vanuit Amsterdam na vloeibaar gemaakt te zijn via schip geleverd worden in de haven van Harlingen. Na omzetting in gas kan de CO2 vandaar uit door middel van een pijpleiding naar het glastuinbouwgebied Berlikum worden getransporteerd. Uitgangspunt daarbij is dat de CO2 door OCAP bij de tuinders in het glastuinbouwgebied Berlikum “aan de poort” wordt afgeleverd, conform levering in de huidige levergebieden in Zuid-Holland. Levering vindt plaats d.m.v. leiding van circa 255 mm. Een afleverstation heeft een beperkte ruimtelijkeomvang, vergelijkbaar aan een afleverstation voor gas op de locatie (1 x 1,5 m). Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
25/37
Op basis van de eerste gesprekken is door OCAP een indicatieve kostenraming voor levering in het Waddenglas gebied, waaronder Berlikum valt, op de tuinderpercelen van € 80,-- tot € 90,-- per ton afgegeven. De kosten voor een afleverstation van 4.000 kg / uur bedragen indicatief € 40.000,-- eenmalig (ter indicatie: dit levert een kostprijsverhoging van circa € 1/ton op basis van afschrijving in zeven jaar. In de kosten per kg CO2 zijn de onderhouds- en beheerskosten voorzien. 5.5.4 Conclusies randvoorwaarde externe levering CO2 Van de twee potentieel beschikbare bronnen voor externe levering van CO2 heeft de levering door OCAP duidelijk voordelen boven de levering vanuit de REC. Dit geldt vooral ten aanzien van het aspect kwaliteit van de CO2 en de leveringszekerheid ten aanzien van de opstartfase van de REC. De optie externe levering door OCAP is een zeer perspectiefvolle optie voor ring van externe CO2 in het gebied die kan voldoen aan e gestelde randvoorwaarden. De optie “REC” kan eventueel op termijn een serieuze optie worden. Dit pleit ervoor bij de verdere invulling van de levering van derden CO2 de mogelijkheden voor levering via de “REC” op de langere termijn niet worden uitgesloten. 5.6
Risico analysen
Om een duidelijk beeld van de werkelijke rendabiliteit van het project te verkrijgen zijn een aantal risico analysen uitgevoerd. Hiervoor zijn eerst alle parameters welke invloed op het resultaat hebben geanalyseerd. Dit betekend dat is vastgesteld welke zaken een invloed op de rendabiliteit van het project hebben. Hieruit is naar voren gekomen dat vooral de aardgasprijs, de totale investering van het project en de draaiuren van de WKK’s in het project een grote invloed hebben. Van beide opties, inclusief en exclusief HTO zijn de risico’s van deze parameters onderzocht en weergegeven in volgende paragraven. 5.6.1
Risico’s geothermie zonder HTO
In onderstaande Figuur 3 is de mate van risico van de drie meest belangrijke risicofactoren van het project weergegeven. (Het aangegeven procentuele effect kan in deze grafiek alleen als indicator worden gezien). Duidelijk is dat een verandering in de aardgasprijs het meeste effect op het totale resultaat van het project heeft.
Figuur 3. Meest belangrijke risicofactoren excl. HTO
In Grafiek 5 is gespecificeerd weergegeven wat een verandering van de aardgasprijs met het rendement van het project doet. In Bijlage 4 zijn de overige risico’s op
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
26/37
Grafiek 5. Risico bij veranderende aardgasprijs
5.6.2
Break even waarden excl. HTO
Naast de risico’s is van de meest belangrijke parameters tevens het break-even punt bepaald. Dit punt geeft eenvoudig gezegd aan met welke waarde het project jaarlijks evenveel kost als oplevert. Parameter Draaiuren WKK/dag Aardgasprijs Totale investering
Huidige waarde 11,0 uur/dag € 0,28/m³ € 17.256.550
Break-evenwaarde 18,8/uur dag € 0,19/m³ € 31.748.622
Toe- / afname 71% -31% 84%
Tabel 9. Break even waarden excl. HTO
Uit Tabel 9 blijkt dat bij een aardgasprijs van 19 cent het project evenveel kost als de conventionele huidige situatie met alle huidige installaties. 5.6.3
Risico’s geothermie met HTO
De risico’s bij gebruik van een HTO zijn redelijk gelijk aan de risico’s exclusief HTO. De risico’s zijn iets gedempt door de aanwezigheid van een extra energiebron welke onafhankelijk van de gasprijs is.
Figuur 4. Meest belangrijke risicofactoren incl. HTO
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
27/37
Grafiek 6. Risico’s bij veranderende aardgasprijs
Ook van deze situatie zijn de parameters apart weergeven in bovenstaande Grafiek 6 en in Bijlage 5. Opnieuw blijkt dat de aardgasprijs de grootste invloed op het rendement van het project heeft. Wel blijkt dat inclusief HTO, er wel een energetisch voordeel wordt behaald maar dat dit niet hetzelfde effect heeft op de financiën. 5.6.4
Break even waarden incl. HTO
Onderstaande Tabel 10 geeft de break even waarden van deze optie weer. Uit deze getallen blijkt dat ondanks dat het effect van de parameters op het resultaat absoluut gezien lager is, relatief mogen de waarden minder variëren om een break even situatie te verkrijgen. Parameter Draaiuren WKK/dag Aardgasprijs Totale investering
Huidige waarde 11,0 uur/dag € 0,28/m³ € 19.186.300
Break-evenwaarde 16,8 uur/dag € 0,20/m³ € 32.393.431
Toe- / afname 53% -29% 69%
Tabel 10. Break even waarden incl. HTO
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
28/37
6
Aanbevelingen en vervolg.
Als aanbevelingen voor een eventueel vervolg worden een aantal punten benoemd. Het wordt aangeraden, wanneer er door de betrokken partijen tot een positieve vervolgstap is besloten, deze stappen uit te voeren.
Informeren overige tuinders. Een aantal tuinders in het glastuinbouwgebied hebben niet meegewerkt aan het geothermische onderzoek. Omdat de haalbaarheidsresultaten aangeven dat bij een grotere deelname de haalbaarheid stijgt, is het verstandig de overige tuinders in te lichten aangaande het resultaat van het onderzoek en te onderzoeken of de tuinders mee willen in een vervolg. Vastleggen deelname. Wanneer alle gesprekken zijn geweest en is geïnventariseerd welk bedrijf interesse heeft voor een vervolg zal de deelname voor het vervolg vastgesteld moeten worden. Op deze manier kan er een nieuwe warmtebalans worden opgesteld waarmee de haalbaarheid van de vervolggroep kan worden vastgesteld. Aanvragen MEI-subsidie; De MEI subsidie ondersteunt Geothermische projecten. Om de onrendabele top te financieren wordt aangeraden deze subsidie aan te vragen. Een dergelijke aanvraag maakt ook de gesprekken (voor eventuele co-financiering) met een overheid gefundeerd. Aanvragen/Overleg financiering onrendabele top. Ga met de bank en de overheden rond de tafel zitten om het project financieel uit te werken en financieringsmogelijkheden vast te stellen. Maatwerkberekening op basis van deelname/HTO inzet/fasering/investeringsubsidie(s); Aan de hand van de voorgaande stappen kan middels de financieringsgegevens, de deelname en eventueel veranderende inzichten een maatwerkberekening voor de haalbaarheid worden gemaakt en de fasering worden vastgesteld. Opzetten projectorganisatie; Leg aan de hand van bovenstaande een organisatie vast waarin duidelijk de taken, verantwoordelijkheden en bevoegdheden van de betrokkenen zijn beschreven. Aanvragen winningvergunning; Voor een geothermisch project is een winningvergunning noodzakelijk. Aanvragen vergunningen boorlocatie en warmtenet Omdat er een redelijke periode een boorinstallatie op het tuinbouwgebied aanwezig zal zijn is hiervoor een vergunning nodig. Daarnaast zal het warmtedistributienet moeten worden vergund. Boorputontwerp; Laat aan de hand van de laatste energiegegevens en eisen een boorputontwerp opstellen. Opvragen offertes. Vraag voor alle werkzaamheden, boren, installaties, engineering, materiaal, etc. offertes op.
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
29/37
Bijlagen Bijlage 1 Bijlage 2 Bijlage 3 Bijlage 4 Bijlage 5
Project 100412 E kwadraat advies
Kaart mogelijke putlocaties ....................................................................... 31 Beoogde energiebalans ............................................................................ 33 Absorptiekoeling ........................................................................................ 34 Details risicoanalyse excl. HTO ................................................................ 36 Details risicoanalyse incl. HTO ................................................................. 37
Geothermie Berlikum
30/37
Bijlage 1
Project 100412 E kwadraat advies
Kaart mogelijke putlocaties
Geothermie Berlikum
31/37
Mogelijke put configuraties
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
32/37
Bijlage 2
Project 100412 E kwadraat advies
Beoogde energiebalans
Geothermie Berlikum
33/37
Bijlage 3
Absorptiekoeling
Geschiedenis De absorptiekoelmachine is uitgevonden door Baltzar von Platen en Carl Munters in 1922, terwijl ze nog studenten waren aan het Royal Institute of Technology in Stockholm, Zweden. Industriële productie begon in 1923 door de nieuw opgerichte firma AB Arctic, die overgenomen werd door Electrolux in 1925. Principe Dit koelprincipe gebruikt twee vloeistoffen in plaats van één enkel: de koelvloeistof (bijvoorbeeld ammoniak) en een vloeistof die men absorptievloeistof noemt die dienst doet als compressor op moleculaire schaal. Dit kan water zijn maar is meestal ammonia). Ze is een oplossing van ammoniak in water in een variabele concentratie volgens de verschillende fases van het proces. De vloeibare ammoniak wordt verdampt langs de koude zijde (de verdamper). Nu neemt de vloeistof de verdampingswarmte op; het zet zich om in gasvormige ammoniak. De gasvormige ammoniak wordt geabsorbeerd door de vloeibare ammoniak in lage concentratie die nu een geconcentreerdere hoge oplossing van ammoniak wordt. Deze oplossing wordt opgewarmd in een “koker”: de vloeibare ammoniak verdampt, zijn druk en zijn temperatuur stijgen, de oplossing wordt terug gevloeid mager en verarmd. Ze regenereert opnieuw een oplossing met een lage ammoniakconcentratie. De warme vloeibare oplossing wordt afgekoeld in een radiator en keert daarna terug naar het absorptiecompartiment. Parallel passeert de gasvormige uitgekookte of gedistilleerde ammoniak van hoge druk en hoge temperatuur door een andere radiator heen om af te koelen (nu worden de calorieën van het systeem geëvacueerd), hetgeen volstaat om het te doen terugkeren naar een vloeibare fase voor een volgende cyclus. Andere uitleg van de principewerking Het systeem bestaat uit twee circuits: Circuit 1 : klassiek circuit met verdamper en condensor met als koelmedium ammoniak. Circuit 2 : Ter vervanging van de compressor is er een circuit met een waterige ammoniakoplossing. Er zijn twee concentratieniveaus Lage concentratie: nu zuigt hij ammoniak in deze oplossing. (pompwerking absorptiekoeler). Hoge concentratie: deze wordt uitgedistilleerd in de “koker” met behulp van de verbranding van gas ofwel via elektrische verwarming. Het distillaat, de zuivere ammoniak wordt daarna gecondenseerd waarna hij toegevoerd wordt aan circuit 1.
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
34/37
Uitleg aan de hand van een schema
De absorptiekoelmachine bestaat uit: Een verdamper (1); Een absorber (2); Een generator (3); Een condensor (4); Een warmtewisselaar (5) Bij absorptiekoelmachines wordt ook gebruik gemaakt van het effect, dat een vloeistof bij verdamping warmte opneemt en bij condenseren op een hogere temperatuur weer afgeeft. Maar het bijzondere is, dat men bij de absorptiekoeling geen compressor nodig heeft! Er wordt gewerkt met chemische aantrekkingskrachten en met warmte als energiebron. De meeste absorptiekoelmachines werken met water en het zout lithiumbromide. Het water is het koudemiddel en verdampt onder vacuüm in de verdamper (1) van de koelmachine bij lage temperatuur. Het verdampen wordt bereikt door de aantrekkingskracht van een sterke wateroplossing met lithiumbromide in de absorber (2), die in openverbinding staat met de verdamper. De oplossing in de absorber trekt waterdamp aan net zoals keukenzout vochtig wordt als het zoutvaatje open blijft. Om het proces gaande te houden, moet de concentratie zout in de absorber op peil blijven en moet er steeds vers water naar de verdamper gaan. Vanuit de absorber wordt daarom vloeistof naar de generator (3) gepompt, waar water uitgedampt wordt door toevoer van warmte. De geconcentreerde vloeistof stroomt terug naar de absorber en wisselt warmte uit met de oplossing uit de absorber in een warmtewisselaar (5). De waterdamp uit de generator wordt weer neergeslagen tot water in de condensor(4) met behulp van koelwater. Dit water kan weer terug naar de verdamper.
Project 100412 E kwadraat advies
Geothermie Berlikum
35/37
Bijlage 4
Project 100412 E kwadraat advies
Details risicoanalyse excl. HTO
Geothermie Berlikum
36/37
Bijlage 5
Project 100412 E kwadraat advies
Details risicoanalyse incl. HTO
Geothermie Berlikum
37/37