18/09/2012
Biomassa Hernieuwbare energie in gebouwen Vlaamse confederatie bouw Ruben Guisson VITO – Bioenergy Team 13 september 2012, Technopolis Mechelen
Types brandstof
+
Houtpellets
Houtchips
Hoge energiedichtheid
Relatief goedkoop
Compact
Lokale beschikbaarheid
Laag vochtgehalte Makkelijk transport/handling Makkelijke opslag (hygienisch) -
Energie verbruik in productie
Lage dichtheid (opslagruimte)
Duurder
Hoog vochtgehalte Transport and handling Hygienische opslag
18/09/2012 © 2012, VITO NV
2
Brandstof - producteisen
» Houtpellets: » KB - producteisen houtpellets – 5 april 2011 » Eisen om gebruikt te worden als bestemd als brandstof voor ketels en kachels. P<= 300 kWth (niet-ind. toestellen, cf KB – 12 okt 2012) » EU standaard voor vaste biomassa, lot: houtpellets niet-ind ( EN14961-2 ) » Normen: DINplus (Duits) – ENplus (EU) » Voldoen aan de voorwaarden KB » ENplus verhoogde aandacht traceerbaarheid/duurzaamheid » EN plus kwaliteits-klassen » ENplus A1: residentiële kachel-ketel » EN B: industriële installaties
18/09/2012 © 2012, VITO NV
3
Brandstof – producteisen (2) Parameters
Meeteenheid
DINPlus
ENplus A1
KB
Diameter
mm
4 ≤ D ≤ 10
6 (± 1) et 8 (± 1)
4 ≤ D ≤ 10
Lengte
mm
≤5xD
3.15 ≤ L ≤ 40
3.15 ≤ L ≤ 40
Dichtheid
kg/m
-
≥ 600
≥ 600
Verbrandingswaarde
MJ/kg
≥ 18
16.5 ≤ Q ≤ 19
≥ 16,5
Vochtgehalte
w-%
≤ 10
≤ 10
≤ 10
Hoeveelheid fijne fractie
w-%
≤1
≤1
≤1
Mechanische weerstand
w-%
≥ 97.7 *
≥ 97.5
≥ 97.5
Asgehalte
w-%
≤ 0.5*
≤ 0.7
<1,5
Smeltgedrag van de as
°C
-
≥ 1200
Chloor gehalte
w-%
≤ 0.02
≤ 0.02
≤ 0.02
Zwavel gehalte
w-%
≤ 0.04
≤ 0.03
≤ 0.03
Stikstof gehalte
w-%
≤ 0.3
≤ 0.3
≤ 0.5
Koper gehalte
mg/kg
-
≤ 10
≤ 10
Chroom gehalte
mg/kg
-
≤ 10
≤ 10
Arseen gehalte
mg/kg
-
≤1
≤1
Cadmium gehalte
mg/kg
-
≤ 0.5
≤ 0.5
Kwik gehalte
mg/kg
-
≤ 0.1
≤ 0.1
Lood gehalte
mg/kg
-
≤ 10
≤ 10
Nikkel gehalte
mg/kg
-
≤ 10
≤ 10
Zink gehalte
mg/kg
-
≤ 100
≤ 100
18/09/2012 © 2012, VITO NV
4
Brandstof – producteisen (3) » Houtsnippers » Niet ingeschreven in een KB » Wel producteisen voor de verwarmingsinstallatie (rendement, emissies) » EU standaard voor vaste biomassa, lot: houtchips niet-ind (EN 14961-4) » Geregistreerd als Belgische norm » Producteisen naar dichtheid, vochtgehalte, energie-inhoud, » Klasse A1 (> 13.0 MJ/kg or 3,6 kWh/kg) » Klasse A2 (> 11.0 MJ/kg or 3,1 kWh/kg)
» Oostenrijkse norm » Ö-norm
18/09/2012 © 2012, VITO NV
5
Brandstof: producteisen (4) Klasse
Zeefanalyse
G30 G50 G100
<20% 1-2,8 1-5,6 1-11,2
Klasse W20 W30 W35 W40 W50 Klasse S160 S200 S250
watergehalte (%) < 20 20-30 30-35 35-40 40-50
60-100% 2,8-16 5,6-31,5 11,2-63
oppervlakte lengte <20% >16 >31,5 >63
max 4% <1mm <1mm <1mm
cm² 3 5 10
cm 8,5 12 25
omschrijving luchtdroog stockage geschikt beperkt stockage geschikt vochtig vers densiteit (kg/m³) < 160 160-250 > 250
omschrijving geringe densiteit gemiddelde densiteit hoge densiteit 18/09/2012 © 2012, VITO NV
6
Verwarmingstoestellen – producteisen (1) » KB – 12 oktober 2010 » regeling van de minimale eisen van rendement en emissieniveaus van verontreinigende stoffen voor verwarmingsapparaten voor vaste brandstoffen » pelletkachel : huishoudelijk toestel dat warmte levert door middel van straling en/of convectie, dat automatisch en enkel gevoed wordt door pellets. P <= 50 kW. » ketel : huishoudelijk toestel dat enkel warmte levert door een warmtewisselaar die water gebruikt. Het toestel kan handmatig of automatisch van vaste brandstof voorzien worden. P<=300 kW. (de vaste brandstoffen: houtblokken, houtpellet, houtsnipper, steenkolen, enz.)
18/09/2012 © 2012, VITO NV
7
Verwarmingstoestellen – producteisen (2)
Pelletstoestel
Minimum rendementniveaus Fase I Fase II Fase III => 75 % => 80 % => 85 %
Ketel
=> 75 %
=> 75 %
=> 75 %
Maximale waarden van koolmonoxide emissies Fase I Fase II Fase III <= 0.04 % <= 0.03 % <= 0.02 % <= 5 <= 3 <= 1,5 gr/Nm3 gr/Nm3 gr/Nm3
Maximale waarden van deeltjes emissies Fase I Fase II Fase III
Pelletstoestel Ketel
<= 90 mg/Nm3 <= 180 mg/Nm3
<= 50 mg/Nm3 <= 150 mg/Nm3
<= 30 mg/Nm3 <= 100 mg/Nm3
De fase I treedt in werking 1 jaar na publicatie van het KB De fase II treedt in werking 3 jaar na publicatie van het KB De fase III treedt in werking 6 jaar na publicatie van het KB
18/09/2012 © 2012, VITO NV
8
Types pelletkachels » Voorzetkachel
» Inzetkachel
» Speksteenkachel/accumulatiekachels
18/09/2012 © 2012, VITO NV
9
Types pellet- en houtchipketel » Onderschroefstoker » Roosterbed
18/09/2012 © 2012, VITO NV
10
Types pellet- en houtchipketel
18/09/2012 © 2012, VITO NV
11
Pellet – houtchip opslag
18/09/2012 © 2012, VITO NV
12
Enkele vuistregels…
Stookolie Gas Chips Pellets
Energie-inhoud 37 MJ/l 10,2 kWh/l 41 MJ/m³ 11,5 kWh/m³ 12 MJ/kg 3,3 kWh/kg 18 MJ/kg 5,0 kWh/kg
Vervanging van 1 l stookolie 1 m3 gas
Kg pellets 2,0 2,3
Kg houtchips 3,1 3,5
18/09/2012 © 2012, VITO NV
13
Brandstofkosten - ketel » Uitgaande van 2.500 l stookolie verbruik per jaar (i.e, 92500 MJ, 25.694 kWh Energie-inhoud Stookolie 37
MJ/l
10,2
kWh/l
€/eenheid €c/kWh
€/jaar
2.500
l
0,96
9
2.400
Gas
41
MJ/m³ 11,5 kWh/m³
2.256
m3
0,66
6
1.500
Chips
12
MJ/kg 3,3
kWh/kg
7.708
kg
0,13
4
1.018
Pellets
18
MJ/kg
kWh/kg
5.139
kg
0,33
6
1.696
Verschil Stookolie-pellet Stookolie-chips Gas-pellet Gas-chips
5
€/jr 704 1.383 -196 483
18/09/2012 © 2012, VITO NV
14
Investeringskosten € 12.000 10.000 7.000 10.000 6.000
Ketel kW 50 20 20 30 15
€/kW 240 500 350 333 400
Investeringskost [€/kW]
Pelletketel (20 - 50 kW) 600 500 400 300 200 100 0 1
pelletkachel pelletketel pelletketel
kWth 5-10 20 100
€ 4500 12.000 40.000
3
4
5
6
Modelnummer
€ 500 1500 1500
Pelletkachel (2,5 - 13 kW)
Investeringskost [€/kW]
Randinstallatie rookgaskanaal pellettank buffervat (800 l)
2
900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 Modelnummer
18/09/2012 © 2012, VITO NV
15
Bio-wkk » Micro-bio-wkk » 3 kWh(e) – 10 kW (th) » Investering circa 30 k€ » Obv stirling-technologie » Aandacht voor warmteproductieprofiel! » Technisch bewezen – praktisch zeer beperkt »
18/09/2012 © 2012, VITO NV
16
Biomassa als HEB in gebouwen » Duurzame energie oplossing in de bouwsector » Economische competitiviteit afhankelijk van brandstof en installatiespecificaties, speelt ‘groen imago’ mee? » Technologie van kachels en ketels sterk doorontwikkeld betrouwbaar » Bio-wkk in residentiële sector erg beperkt (mogelijkheden zwembaden, ziekenhuizen,…) » Rekening houden in stookruimte voor voldoende plaats » Maak gebruik van vakmensen 18/09/2012 © 2012, VITO NV
17
Bedankt voor uw aandacht !
Ruben Guisson
[email protected] +32 (0)14 33 58 49
18/09/2012 © 2012, VITO NV
18
