Voor kwaliteitsvolle WarmteKrachtKoppeling in Vlaanderen
Bio-WKK en WKK in de glastuinbouw: meer met minder 16/12/2010
Cogen Vlaanderen
Daan Curvers COGEN Vlaanderen Houtige biomassa in de landbouw 16 december 2010 1
COGEN Vlaanderen vzw • Doelstelling: actief meewerken aan de ontwikkeling van kwaliteitsvolle WKK • Expertisecentrum – Expertiseverstrekking naar leden
• Ontmoetingsplaats belanghebbenden – WKK-platform en werkgroepen • Luisteren naar de bestaande noden • Actief zoeken naar oplossingen
– Adviezen formuleren naar Overheid 16/12/2010
Cogen Vlaanderen
2
Overzicht • • • • • •
16/12/2010
Algemene inleiding Technologieën Prehaalbaarheidsstudie Bio-WKK Subsidieregeling Conclusies
Cogen Vlaanderen
3
Overzicht • • • • • •
16/12/2010
Algemene inleiding Technologieën Prehaalbaarheidsstudie Bio-WKK Subsidieregeling Conclusies
Cogen Vlaanderen
4
Algemene inleiding Niveau 1
Primaire & Secundaire Energie
Niveau 2
Transformatie
WKK Niveau 3
Energie voor Eindgebruik
Niveau 4
Producten & Diensten
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
5
Algemene inleiding • Trias Energetica Stap 1: Beperk de energievraag
Stap 2: Gebruik duurzame energiebronnen
Efficiënte energietransformatieprocessen Stap 3: Gebruik energiebronnen efficiënt WKK
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
6
Principe van WKK • WKK = de gelijktijdige opwekking, in één proces, van thermische energie en elektrische en/of mechanische energie • Principe: – Warmtebron op hoge temperatuur gebruiken om elektrische of mechanische energie op te wekken – Restwarmte gebruiken voor specifieke warmtevraag 16/12/2010
Cogen Vlaanderen
7
Principe van WKK • WKK = Besparing van primaire energie ten opzichte van gescheiden productie – Typisch 10 tot 25% !
• Minder transportverliezen • Minder emissies • Rekenvoorbeeld: – Verwarming gebouw
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
Warmte: 45 Elektriciteit: 40
8
Principe van WKK Gescheiden productie
Warmte: 45 Elektriciteit: 40
Warmte: 45 Elektriciteit: 40
5
45
40
16/12/2010
40
15
45
40
50%
90%
50
WKK
130
80
Besparing: 30/130 = 23 % Cogen Vlaanderen
100
9
Toepassingen van WKK Warmtenet Industrie
Woningen
Ziekenhuizen Zwembaden
Kantoren Appartementen Sportcomplexen
Glastuinbouw 50 kW 1 kW
10 kW
Micro-WKK 16/12/2010
100 kW
1 MW
Kleinschalige WKK Cogen Vlaanderen
10 MW
Grote WKK 10
Toepassingen van WKK • Glastuinbouw – Grote vraag naar nuttige warmte • Warme teelten (o.a. tomaten, komkommer en paprika) gedijen optimaal boven 20 °C
• Glastuinbouw is energie-intensief – 33 % van productie van land- en tuinbouw – 8 % van land- en tuinbouwoppervlakte – 70 % van energieverbruik Groot (besparings)potentieel 16/12/2010
Cogen Vlaanderen
11
Toepassingen van WKK • Glastuinbouw – ca 650 kWe per ha
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
12
Overzicht • • • • • •
16/12/2010
Algemene inleiding Technologieën Prehaalbaarheidsstudie Bio-WKK Subsidieregeling Conclusies
Cogen Vlaanderen
13
Technologieën • Interne verbrandingsmotor – Elektrisch rendement: 30 % - 48 % – Thermisch rendement: 25 % - 40 % – Vermogen: 1 kW - 10 MW – Brandstof: aardgas, biogas, bio-olie, … – Toepassingen voor: • • • • 16/12/2010
Industrie (warm water of hete gassen) Gebouwenverwarming (o.a. ziekenhuizen) Zwembaden, sauna, sportcomplexen, … Glastuinbouw Cogen Vlaanderen
14
Technologieën • Interne verbrandingsmotor
SCHOORSTEEN (7%) 50°C
TURBOKOELING (3%)
32°C 30°C
40°C OLIEKOELING (4%)
ROOKGASCONDENSOR (8%)
LUCHTINLAAT 35°C
120°C WATERKOELING (24%)
82°C 70°C
ROOKGASKOELER (18%) 77°C
BRANDSTOF 450 - 500°C V ~E=400 35%
16/12/2010
ROOKGASSEN MOTOR
1% STRALING Cogen Vlaanderen
15
Technologieën • Interne verbrandingsmotor – Voordelen • Grote beschikbaarheid • Relatief goedkoop • Levensduur tot 100.000 draaiuren
– Nadelen • • • •
16/12/2010
Onderhoudsintensief Trage thermische opstart Geluidsomkasting vereist Aandacht voor emissies, zeker bij diesels
Cogen Vlaanderen
16
Technologieën • Gasturbine – Elektrisch rendement: 25 % - 40 % – Thermisch rendement: 40 % - 50 % – Vermogen: 1 MWe – 40 MWe – 300 MWe – Brandstof: aardgas – Toepassingen in industrie • Continue behoefte = groot aantal draaiuren • Invulling behoefte aan stoom op hoge druk • Invulling behoefte aan hete rookgassen 16/12/2010
Cogen Vlaanderen
17
Technologieën • Microturbines – Elektrisch rendement: 25 % - 30 % – Thermisch rendement: 45 % - 60 % – Vermogen: 30 - 200 kW – Brandstof: aardgas, biogas, … – Toepassingen: gebouwenverwarming – Continue verbranding: lage NOx-emissies – Hoge investeringskost
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
18
Technologieën • Stoomturbine – Aftapcondensatiestoomturbine • Deel van stoom wordt afgetapt uit de turbine op het gewenste drukniveau en gebruikt voor warmtevraag • Rest van de stoom condenseert en wordt enkel gebruikt voor elektriciteitsopwekking • Variabele warmtekrachtverhouding
– Tegendrukstoomturbine
• Organic Rankine Cycle (ORC) 16/12/2010
Cogen Vlaanderen
19
Wat is WKK? - Technologieën • Stirlingmotor – Elektrisch rendement: 25 % - 40 % – Thermisch rendement: 35 % - 50 % – Vermogen: 1 - 1500 kW – Toepassingen vooral residentieel – Variabele warmtekrachtverhouding – Weinig onderhoud – Hoge investeringskost
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
20
Overzicht • • • • • •
16/12/2010
Algemene inleiding Technologieën Prehaalbaarheidsstudie Bio-WKK Subsidieregeling Conclusies
Cogen Vlaanderen
21
Prehaalbaarheidsstudie • Elektriciteit kan aangekocht of verkocht worden, warmte moet lokaal verbruikt worden. • Nuttige aanwending van geproduceerde warmte is van groot belang voor uiteindelijke rentabiliteit. • Kennis van warmtevraag is noodzakelijk – Grootte – Spreiding over tijd 16/12/2010
Cogen Vlaanderen
22
Prehaalbaarheidsstudie 70
Gevraagd vermogen [kW]
60 50 40 30 20 10 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tijdstip [h]
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
23
Prehaalbaarheidsstudie 70
Gevraagd vermogen [kW]
60 50 40 30 20 10 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tijdstip [h]
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
24
Prehaalbaarheidsstudie 70
Gevraagd vermogen [kW]
60 50 40 30 20 10
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Uren [h]
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
25
Prehaalbaarheidsstudie 70
Gevraagd vermogen [kW]
60 50 40 30 20 10 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tijdstip [h]
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
26
Prehaalbaarheidsstudie 70
Gevraagd vermogen [kW]
60 50 40 30 20 10
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Uren [h]
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
27
Prehaalbaarheidsstudie 70
Gevraagd vermogen [kW]
60
6h x 50kW = 300 kWh 50 40 30 20 10
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Uren [h]
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
28
Prehaalbaarheidsstudie 70
Gevraagd vermogen [kW]
60 50
7h x 40 kW = 280 kWh
40 30 20 10
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Uren [h]
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
29
Prehaalbaarheidsstudie 450
Totaal geproduceerd [kWh]
400 350 300 250 200 150 100 50 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Tijdstip [h]
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
30
Prehaalbaarheidsstudie 70
Gevraagd vermogen [kW]
60 50 40
16 h x 28 kW = 448 kWh 30 20 10
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Uren [h]
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
31
Prehaalbaarheidsstudie
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
32
Prehaalbaarheidsstudie • Belangrijke extra elementen: – Totaal aantal draaiuren – Rendement op deellast – Buffering warmteproductie / -vraag – Afname geproduceerde elektriciteit
• Haalbaarheidsstudie – Gespecialiseerde studiebureaus / leveranciers 16/12/2010
Cogen Vlaanderen
33
Overzicht • • • • • •
16/12/2010
Algemene inleiding Technologieën Prehaalbaarheidsstudie Bio-WKK Subsidieregeling Conclusies
Cogen Vlaanderen
34
Bio-WKK • In grote lijnen vergelijkbaar met conventionele WKK • Wezenlijk verschil: – Brandstof – Subsidieregeling
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
35
Bio-WKK • Mogelijke brandstoffen – Bio-gas • • • •
Vergisting slib Vergisting mest Vergisting maïs …
– Bio-diesel / PPO – Houtige biomassa
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
36
Bio-WKK: Houtige biomassa • Twee grote technologie-polen – Verbranding • Stirling-motor • Stoomketel en –turbine • ORC
– Vergassing • Interne verbrandingsmotor • Gasturbine
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
37
Bio-WKK: Verbranding
16/12/2010
© DLV
Cogen Vlaanderen
38
Bio-WKK: Vergassing • Xylowatt – Vergassing van hout – Gas motor – 300 – 1500 kWe – 600 – 3000 kWth
© Xylowatt 16/12/2010
Cogen Vlaanderen
39
Bio-WKK: Vergassing • Sunmachine – Vergassing van houtpellets – Stirling motor – 1,5 – 3 kWe – 4,5 – 10,5 kWth
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
40
Overzicht • • • • • •
16/12/2010
Algemene inleiding Technologieën Prehaalbaarheidsstudie Bio-WKK Subsidieregeling Conclusies
Cogen Vlaanderen
41
Subsidieregeling • WKK – Warmtekrachtcertificaten - marktwerking – Gebaseerd op primaire energiebesparing – Inleverplicht elektriciteitsleveranciers – 10 % extra bij recirculatie CO2 – Nu: • Minimumsteun: 27 euro (netbeheerders) • Boetewaarde: 45 euro (leveranciers)
– Vanaf 2012: 16/12/2010
• Minimumsteun: 31 euro (netbeheerders) • Boetewaarde: 41 euro (leveranciers) Cogen Vlaanderen
42
Subsidieregeling • WKK – Verhoogde investeringsaftrek – VLIF-steun
16/12/2010
Cogen Vlaanderen
43
Subsidieregeling • Bio-WKK – Groenestroomcertificaten (bovenop WKC) – Gebaseerd op elektriciteitsproductie – Enkel hernieuwbaar deel van biomassa – Nu: • Minimumsteun: 90 euro (netbeheerders) • Boetewaarde: 125 euro (leveranciers)
– Vanaf 2012: • Minimumsteun: 120 euro (netbeheerders) • Boetewaarde: naar 100 euro in 2015 16/12/2010
Cogen Vlaanderen
44
Groenestroomcertificaten • Aandeel biomassa
(MEDE-2007-1 VREG)
Transportenergie
Grondstoffen
Etrp Biobrandstofvoorbehandeling Biobrandstof BB Evb
Fossiele brandstof F
EGSC = G(Ebruto - Ehd) - Evb – Etrp
G = BB/(F+BB) = groenfactor 16/12/2010
Cogen Vlaanderen
Groenestroominstallatie
Ebruto
Hulpdiensten
Ehd
45
Overzicht • • • • • •
16/12/2010
Algemene inleiding Technologieën Prehaalbaarheidsstudie Bio-WKK Subsidieregeling Conclusies
Cogen Vlaanderen
46
Conclusies • WKK kan een aanzienlijke besparing opleveren: – Primaire energie – Energiekosten
• Voor glastuinbouw is WKK een interessante optie: – Grote energievraag – Recuperatie CO2
• (Houtige) biomassa is een interessante primaire energiebron voor WKK 16/12/2010
Cogen Vlaanderen
47
Voor kwaliteitsvolle WarmteKrachtKoppeling in Vlaanderen
Dank u voor uw aandacht! Contact:
[email protected] COGEN Vlaanderen vzw Zwarte Zustersstraat 16, bus 9 3000 Leuven www.cogenvlaanderen.be
