HR Hout WKK (Vink Sion) voor glastuinbouw en stadverwarming door HoSt Imtech Vonk vof
door H. Klein Teeselink
[email protected] www.host.nl
Introductie HoSt B.V. Inhoud: • • • •
Waarom biomassa WKK, belang van warmte? Wie zijn HoSt en Imtech-Vonk? Wat is een hout gestookte WKK Hoge efficiëntie van de WKK: – Stijging van het elektrische rendement; – Stijging van het thermische rendement; – CO2-terugwinning voor CO2-bemesting/bevruchting.
www.host.nl tel. 074-2401807
Pagina 2 van 29
1
Inefficiënt gebruik van biomassa in Nederland (en Europa) 68% verliezen Afval (50% biomassa
Afvalverbranding
Hout 100%
Houtgestookte elektriciteitscentrale: 15-30 MWe
GFT
Composteren
10% benutte warmte 22% elektriciteit
70% verliezen Max. 30% elektriciteit
Nul
verliezen >100%
Pagina 3 van 29
www.host.nl tel. 074-2401807
www.host.nl tel. 074-2401807
Energie consumptie in Nederland Nederlandse regering stimuleert alleen groene elektra en groene transportbrandstof Warmte laagwaardig Proceswarmte
25% 30%
Proceswarmte; 30%
Warmte laagwaardig; 25%
Focus:
Elektriciteit; 30%
Transport; 15%
teveel op elektra en te weinig op warmte / gas
www.host.nl tel. 074-2401807
Pagina 4 van 29
Sheet 4 van 20
2
HoSt: Leverancier van biomassa-installaties Biogasinstallatie Agrarisch afval
Industrieel afval
350 t/m 4000 kWe
200 t/m 2000 kWe
CFB vergasser
Houtgestookte warmte/krachtinstallatie
700 t/m 5000 kWe 2500 t/m 15000 kWt
speciaal voor 100% slachtafval.
www.host.nl tel. 074-2401807
Pagina 5 van 29
Houtgestookte warmte/krachtinstallatie door HoSt Imtech-Vonk vof •
HoSt en Imtech-Vonk hebben beiden 100% verantwoordelijkheid en aansprakelijkheid voor het product.
•
HoSt heeft jaren lange ervaring met engineering van hout gestookte stoomketels en biomassa warmte/kracht eenheden
•
Imtech-Vonk heeft 3 miljard Euro omzet en is één van de grootste leveranciers van industriële automatiseringssystemen en vermogenselektronica o.a. voor de olie en gasindustrie.
www.host.nl tel. 074-2401807
Pagina 6 van 29
3
www.host.nl tel. 074-2401807
Conventionele Hout WKK
Pagina 7 van 29
www.host.nl tel. 074-2401807
Sheet 7 van 23
Houtgestookte warmte/krachtinstallatie In 1999 is in Lelystad een houtgestookte warmte/krachtinstallatie gebouwd. Belangrijke kenmerken zijn: • Vermogen 1,5 MWe • Warmte (warmtenet) 6,0 MWt • •
Totaal rendement Elektrisch rendement
www.host.nl tel. 074-2401807
85% 16%
Pagina 8 van 29
4
Toenemende prestatie 1. Hoger elektrisch rendement : • een hoge druk stoomketel (55 -70 bar); • turbine met hoog rendement; • procesintegratie. 2. Hoger warmte rendement door: • een rookgascondensor; • lage temperatuur van het verwarmingssysteem. 3. Toenemende beschikbaarheid door: • geen horizontale aansprakelijkheid; • automatische reiniging van waterketel. 4. Aflevering van CO2 naar de glastuinbouw.
Pagina 9 van 29
www.host.nl tel. 074-2401807
HR hout wkk Vink Sion
Fornuis 5.7 MWt
Hoge druk stoomketel 4.95 MWt
Rookgas condensor 1.5 MWt
CO2 terugwinning Eerste demo Vanuit glastuinbouw 39 ºC
1.1 MWe
Naar glastuinbouw 50 ºC
3.8 MWt Naar glastuinbouw 60 ºC
www.host.nl tel. 074-2401807
Pagina 10 van 29
5
Totaal rendement 112% lagere verwarmingswaarde Toevoer brandstof Warmwater stoomcondensor Warmwater rookgascondensor Generatorvermogen Eigen verbruik Totaal te benutten energie
5.7 MWt (onderste verbrandingswaarde) 3.8 MWt 1.5 MWt (bij 50% vocht in het hout) 1.15 MWe 0.1 MWe 6.35 MW
Totaal rendement Elektrisch rendement
112 % 19 %
Gasbesparing CO2 emissiereductie
4 miljoen Nm³/jaar 12.800 ton/jaar
www.host.nl tel. 074-2401807
Pagina 11 van 29
6
Overzicht installatie
Pagina 13 van 29
www.host.nl tel. 074-2401807
CO2: noodzakelijk voor glastuinbouw CO2 stimuleert de groei met >30% Hogere productie Æ indirecte energiebesparing Huidige CO2-consumptie Toekomst CO2-consumptie
circa 150 kg/m²/uur circa 250 kg/m²/uur?
CO2-consumptie 11 ha glas CO2 in rookgas
circa 1650 kg/uur circa 2800 kg/uur
www.host.nl tel. 074-2401807
Pagina 14 van 29
7
Beperkingen van rookgassen voor CO2-bemestingen NOx CO Ethyleen Stof
< 35 mg/nm³ < 25 mg/nm³ < 0.9 ppm < 2 ppm
Het schoonmaken van rookgassen is een groot risico. - CO is normaliter < 10 mg/nm3, maar door wisselingen in brandstof kan kortstondig CO toenemen - Ethyleen? - NOx is 250 mg/nm3 bij 6% O2. katalysator noodzakelijk - Onbekende componenten (meet programma wordt uitgevoerd)
Pagina 15 van 29
www.host.nl tel. 074-2401807
Schoonmaken van rookgassen in 3 stappen
Rookgascondensor
Eerste wasser, Chloor en zwavel verwijdering
www.host.nl tel. 074-2401807
Natte Elektrostatisch Stof filter
Stof en druppels scheiden
Gaskoeler
CO2 absorber
Tweede wasser Koelen tot 20 C
Pagina 16 van 29
8
CO2 Recovery installation
Flue gas
4
CO2
7
3.
6 1. 5.
2.
K o e l e r
Flue gas Cooling water Condensate
Gaskoeler www.host.nl tel. 074-2401807
www.host.nl tel. 074-2401807
Eerste demper
Stripper Pagina 17 van 29
Pagina 18 van 29
9
CO2 terugwineenheden •
Eerste fase
: eerste absorbeerkolom, capaciteit circa 500 kg/uur
•
Tweede fase : tweede absorbeerkolom, capaciteit stijgt tot 800 kg/uur
•
Derde fase
: opslag van CO2 gedurende nacht, capaciteit circa 1600 kg/uur (12 uur per dag)
Pagina 19 van 29
www.host.nl tel. 074-2401807
Totaal rendement 112% lagere verwarmingswaarde
Eigen Kassen oppervlak Overschot warmte naar buurman
7 ha 4 ha
Gasbesparing Elektriciteitsproductie Hout verbruik (40% vocht)
4 miljoen Nm³/jaar 9 miljoen kWh/jaar 16.000 ton per jaar
12.800 ton/jaar; CO2 emissiereductie Waarde CO2 emissie reductie 250.000 €. Investeringen in hout wkk incl. infra circa 5,5 miljoen euro
www.host.nl tel. 074-2401807
Pagina 20 van 29
10
Economie HR-WKK Prijs van groene elektriciteit Gasprijs (m³ excl. capaciteit) Gedraaide uren (vollast) Kosten van hout (snippers, 40% vocht) Energie in hout Totaal rendement Rente Afschrijvingsperiode
115 0,20 8000 30 9 110% 5% 10
€/MWh €/m³ uur/jaar €/ton GJ/ton
jaar
Pagina 21 van 29
www.host.nl tel. 074-2401807
Economie HR Hout -WKK Elektrisch vermogen Ketel capaciteit Investering hout WKK
1,15 4,95 5,5
2,2 10 9,5
Jaarlijkse productie van elektriciteit Gasbesparing Houtconsumptie (40% vocht)
9.000 4.000.000 17.000
17.600 7.000.000 34.000
Inkomsten elektriciteit Vermeden gaskosten Hout Onderhoud, bediening chemicaliën Besparingen
€1.035.000 € 800.000 € -480.000 € -180.000 €1.175.000
€ 2.024.000 € 1.400.000 € -960.000 € -270 000 € 2.194.000
per jaar per jaar per jaar per jaar per jaar
Leasebedrag Winst voor belasting
€ 600.000 € 575.000
€ 1.044.000 € 1.150.000
per jaar per jaar
www.host.nl tel. 074-2401807
MWe MWt miljoen euro MWh/jaar m³/jaar ton/jaar
Pagina 22 van 29
11
Conclusie
20% van de schone biomassa wordt nu nog maar benut. 2x zo grootte CO2-emissiereductie door de WKK. Pagina 23 van 29
www.host.nl tel. 074-2401807
$120
$100
$80
$60
$40
$20
bron: BP
$ money of the day
$ 2006
4% stijging
2005
2000
1995
1990
1985
1980
1975
1970
1965
$0 1960
olieprijs per vat .
• •
olieprijs 2007
12