Resultaten en bevindingen van project
Eerste veldtest met 50 Whispergen micro-wkk’s Dit rapport is onderdeel van de projectencatalogus energie-innovatie. Tussen 2005 en 2011 kregen ruim 1000 innovatieve onderzoeks- en praktijkprojecten subsidie. Ze delen hun resultaten en bevindingen, ter inspiratie voor nieuwe onderzoeks- en productideeën. De subsidies werden verleend door de energie-innovatieprogramma's Energie Onderzoek Subsidie (EOS) en Innovatie Agenda Energie (IAE).
Datum Status
2007 Definitief
Gasunie, e.a. in opdracht van Agentschap NL
Colofon
Projectnaam Programma Regeling Projectnummer Contactpersoon
Eerste veldtest met 50 Whispergen micro-wkk’s Energie Onderzoek Subsidie Unieke Kansen Regeling UKR01002 Gasunie
Hoewel dit rapport met de grootst mogelijke zorg is samengesteld kan Agentschap NL geen enkele aansprakelijkheid aanvaarden voor eventuele fouten.
Eerste veldtest met 50 Whispergen micro-wkk’s
Projectnummer Projecttitel Penvoerder Projectperiode Projectleider
: : : : :
UKR01002 Micro WKK Gasunie (i.o.v. GasTerra) 29/11/04 – 31/07/07 F.P. Koopman
Auteurs:
F.P. Koopman (Gasunie) M.S. Alberts (Gasunie ) M.C.J.M. van Gastel (Cogen Projects)
SAMENVATTING ACHTERGROND In de transitie naar een duurzame energiehuishouding neemt decentrale opwekking van energie een belangrijke plaats in. Eén van de vormen van decentrale opwekking die momenteel sterk in opkomst is, is micro-wkk. Waar warmtekrachtkoppeling (wkk) in de industrie en de tuinbouw reeds decennia wordt toegepast, staat de toepassing van micro-wkk voor huishoudens nog in de kinderschoenen. Om de ontwikkeling en implementatie van micro-wkk binnen Nederland te stimuleren, heeft een consortium bestaande uit GasTerra B.V.1, de energiedistributiebedrijven: ENECO Energie, Essent retail Services, NRE Q-ENERGY, COGAS Energie, RWE Obragas, Nutsbedrijven Maastricht, RENDO Energieservice, NUON, Westland Energie Service & DELTA N.V en Stichting Natuur en Milieu de handen ineen geslagen. Daarnaast is Cogen Projects als subcontractor bij het transitie-experiment betrokken. Mede door ondersteuning van de Unieke Kansen Regeling2 is het voor het consortium mogelijk geworden een gezamenlijke veldtest uit te voeren waarin 50 micro-wkk systemen, op basis van de Whispergen Stirling motoren, verspreid over Nederland bij huishoudens zijn geplaatst en gedurende 2 jaar gevolgd. Met deze veldtest wil het consortium enerzijds aan de buitenwereld laten zien dat micro-wkk werkt en kan worden toegepast, en anderzijds zelf inzicht krijgen in mogelijkheden en knelpunten betreffende het installatieproces/netinpassing/teruglevering aan het net. VOORBEREIDING VAN DE VELDTEST Het inpassen van een micro-wkk systeem in een bestaand centraal verwarmingssysteem is in grote lijnen gelijk aan de inpassing van een HR ketel. De Whispergen Mark IV, toegepast in deze veldtest, is geen combi toestel en heeft geen piekbrander. Het systeem heeft een elektrisch vermogen van 1kWe en een thermisch vermogen van 6kW nominaal en 7kW maximaal. Het thermisch vermogen is hiermee enigszins beperkt ten opzichte van de output van een typisch HR ketel toestel. Met deze achtergrond zijn bij de selectie van de proefhuishoudens eisen gesteld aan o.a. de maximale gasvraag van de woning (< 1.600m3) en de gezinssamenstelling. Voor aanvang van het project heeft Gasunie de mogelijkheden voor inpassing van dit micro-wkk systeem in het huishouden onderzocht. In dit project is gekozen voor een robuuste en eenvoudige configuratie. De micro-wkk is als warmte opwekker direct aan het cv-systeem gekoppeld. Een standaard indirect gestookte boiler wordt vanuit het cv-systeem opgewarmd. Voordeel van dit systeem is de grote bekendheid die de installatie wereld hiermee heeft. Omdat nog geen zicht was op de betrouwbaarheid, is er voor gekozen de oude CV-ketel te behouden. PRAKTIJKERVARINGEN
De installatie van de Whispergen systemen is in het algemeen voorspoedig voorlopen. Gezien de eisen aan de veldtest huishoudens en de nog onbekende risico’s is er voor gekozen de veldtest systemen zoveel mogelijk bij de medewerkers van het consortium te plaatsen. Door deze beperking was het soms lastig huishoudens te vinden die aan alle eisen voor voldeden voor een geschikte veldtestlocatie.
1
GasTerra B.V. heeft de werkzaamheden inzake dit project uitbesteedt aan Gasunie (Engineering & Technology). 2 De Unieke Kansen Regeling stimuleert projecten waarin Nederlandse marktpartijen en niet-marktpartijen samenwerken aan de transitie naar een duurzame energiehuishouding. De nadruk bij de Unieke Kansen Regeling ligt op versnelde marktintroductie van technieken die bijdragen aan deze energietransitie.
Voor alle veldtest locaties is een standaard meetschema uitgevoerd, enkelen hebben een uitgebreider schema gevolgd, waarin de nadruk lag op het onderling kunnen vergelijken van ervaringen met de micro-wkk. De meetgegevens zijn bij de start eens per week en later eens per maand door de gebruiker genoteerd en doorgegeven. De veldtest heeft aangetoond dat de micro-wkk’s in de meeste woningen naar verwachting presteren. Dit betekent dat de warmtebehoefte van de woningen voor zowel het warme tapwater als de ruimteverwarming volledig door de micro-wkk en zonder aantasting van het comfort kon worden afgedekt. Hierbij werd een substantieel deel van de elektriciteitsvraag van de woning door de micro-wkk geleverd. Gemiddeld werd in deze veldtest 2/3 van de elektriciteit direct in de woning toegepast In het algemeen zijn de proefhuishoudens tevreden over de Whispergen micro-wkk. Bij aanvang van de proef is duidelijk gecommuniceerd dat deze uitvoering van de Whispergen nog geen piekbrander heeft, waardoor het thermisch vermogen beperkt is.
100% kwartaalenquête 1 80%
kwartaalenquête 2 kwartaalenquête 3
60%
40%
20%
Bij alle drie de weergegeven kwartaalenquêtes 0% zijn ongeveer 50-80% van de proefhuisja, zeer tevreden ja, een beetje nee, een beetje nee, zeer tevreden ontevreden ontevreden houdens tevreden (zeer tevreden + beetje tevreden) over de ruimteverwarming met de Whispergen. Bij de laatste enquête zijn er meer huishoudens die zeer ontevreden zijn. Alle proefhuishoudens die zeer ontevreden zijn hebben een gasgebruik ruim boven de gevraagde maximale gasvraag.
EFFECT OP DE ONTWIKKELING VAN MICRO-WKK IN NEDERLAND Nederland vervult een koplopersrol bij de ontwikkeling en marktintroductie van de micro-wkk. Naast de functie van ondervinden en verhelpen van praktijkproblemen (aansluiting, regeling en bemetering) heeft deze veldtest met de Whispergen micro-wkk in belangrijke mate bijgedragen aan het vergroten van het draagvlak in Nederland. Door een werkend product te tonen in de praktijk, is er veel interesse en activiteit ontstaan, te denken aan o.a.: • Energiebedrijven zijn in de breedte de mogelijkheden van micro-wkk gaan beseffen • De ketelfabrikanten zijn geprikkeld door de status van het product micro-wkk • Binnen verschillende overheden krijgen de knelpunten meer urgentie, doordat de status van de micro-wkk nu helderder is. • Micro-wkk heeft belangrijke rol binnen energietransitie • Draagvlak en initiatief voor onderzoek naar toekomstige regelmogelijkheden Vrijwel alle energiebedrijven van Nederland zijn betrokken bij de Whispergen veldtest en voor de organisatie van de proef is door zeer gemotiveerde medewerkers opgepakt. Zij hebben, als ambassadeurs van micro-wkk, aandacht gevraagd voor knelpunten bij installatie (o.a. bemetering) en afrekenstructuur. Ook het plaatsen van nog niet volledig uitontwikkelde micro-wkk’s bij directe collega’s geeft binnen de organisatie aanleiding voor discussie waaruit draagvlak is gecreëerd en het probleemoplossend vermogen van de organisatie is vergroot. Door de veldtest krijgen de energiebedrijven meer informatie over de mogelijke financiële voordelen, o.a. door een indicatie te hebben hoeveel van de geproduceerde elektriciteit een huishouden zelf kan gebruiken. Naast de retail organisatie moeten ook de netbedrijven vertrouwen hebben dat bij grootschalige toepassing van micro-wkk de elektriciteitsnetten hun kwaliteit behouden. In opvolging van de veldtest is bij Gastec in Apeldoorn het afgelopen jaar de weilandproef uitgevoerd. In deze test
hebben de gezamenlijke netbeheerders en GasTerra 50 Whispergens aangesloten op een nagebouwd laagspanningsnetwerk. Met deze informatie wordt duidelijk dat dit type micro-wkk goed inpasbaar is in het huidige LS-netwerk. Bij de verschillende ketelfabrikanten heeft deze veldtest de micro-wkk opnieuw onder de aandacht gebracht en de interesse gewekt. Inmiddels zijn alle grote Nederlandse ketelfabrikanten in meer of mindere mate betrokken bij de ontwikkeling en marktintroductie van micro-wkk in Nederland (en daarbuiten). Dit heeft ook geleid tot de oprichting van Smart Power Foundation (SPF), een samenwerkingsverband tussen ketelfabrikanten en GasTerra. SPF is een stichting die in 2006 werd opgericht met het doel micro-wkk geschikt en mogelijk te maken voor grootschalige toepassing in woningen. Daarvoor initieert en stimuleert zij technische ontwikkelingen en draagt zorg voor correcte normeringen. De veldtest heeft geholpen verschillende overheden inzicht te geven in de mogelijkheden en de ontwikkelingsstatus van de micro-wkk. De overheid heeft in het marktintroductietraject een belangrijke randvoorwaarden scheppende rol, waarbij micro-wkk het behalen van de CO2 emissiereductie-doelstellingen van de overheid ondersteund. Ook in de energietransitie, samenwerking tussen overheid en marktpartijen naar een duurzamere samenleving, heeft de micro-wkk een belangrijke rol. In 2006 is de Werkgroep Decentraal opgericht, mede bedoeld om oplossingen te zoeken voor de overheidsknelpunten rondom micro-wkk en oplossingen te effectueren. De veldtest heeft deze discussies geïntensiveerd door te bewijzen dat micro-wkk geen laboratorium technologie meer is, maar nu al in de praktijk toepasbaar. Het resultaat is dat er nu momentum komt om knelpunten echt op te lossen. Gedurende de uitvoering van de test is de interesse voor het centraal aansturen van micro-wkk sterk toegenomen. Ook in de uitvoering is achter de schermen volop gewerkt aan nieuwe aansturingsmogelijkheden, zoals bijvoorbeeld de “virtuele centrale”. Ook is in de projectperiode de Smart Power Systems organisatie opgericht, waarin netbeheerders en kennisinstituten en de gassector samenwerken om de mogelijkheden van slimme aansturing te onderzoeken. Voor een succesvolle introductie van micro-wkk in de Nederlandse markt is het ook van groot belang dat potentiële marktbarrières op dit vlak tijdig worden onderkent en opgeheven. De aansturingsmogelijkheden kunnen bijdragen aan het oplossen van knelpunten die mogelijk ontstaan bij de grootschalige inzet van decentrale elektriciteitsproductie (zoals micro-wkk, zon PV, stedelijke wind). Optimaliseren/behouden van de netkwaliteit en economische optimalisatie (voor zowel retail organisatie als consument) zijn belangrijke aandachtspunten. OVERALL CONCLUSIES De veldtest heeft aangetoond dat het gebruik van micro-wkk in Nederlandse huishoudens technisch haalbaar is en dat er een besparing op de energierekening kan worden behaald. Met de huidige voorziene technieken en een gemiddelde warmtevraag tussen de €360 en €500 per jaar. Mede door de veldtest is de marktontwikkeling van micro-wkk in een stroomversnelling gekomen, doordat knelpunten zijn opgepakt en belangrijke marktpartijen (meer) betrokken zijn geraakt. Het consortium is ervan overtuigd dat met deze veldtest een positieve bijdrage geleverd is aan de commerciële start van micro-wkk de komende jaren.
INHOUDSOPGAVE Samenvatting 1
Inleiding ................................................................................................. 1
1.1
Achtergrond........................................................................................................... 1
1.2
Beschrijving van de opzet ........................................................................................ 1 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5
Fase Fase Fase Fase Fase
1: 2: 3: 4: 5:
Voorbereiding .......................................................................... 2 Vergroten van maatschappelijke en bestuurlijke draagvlak............ 3 Uitrol micro-wkk systemen........................................................ 3 Monitoring & analyse ................................................................ 3 Rapportage & evaluatie............................................................. 4
2
Voorbereiding ......................................................................................... 5
2.1
Aandachtspunten micro-wkk .................................................................................... 5
2.2
Eisen aan veldtestlocatie ......................................................................................... 6
3
Praktijkervaringen.................................................................................. 7
3.1
Ervaringen tijdens de installatie................................................................................ 7
3.2
Metingen in de huishoudens..................................................................................... 8 3.2.1 3.2.2 3.2.3
Uitvoering van het onderzoek ............................................................... 8 Gedetailleerde meetresultaten van één huishouden ................................. 8 Overall resultaten veldtest.................................................................... 9
3.3
Storingsregistratie ................................................................................................ 10
3.4
Ervaringen van de proefhuishoudens....................................................................... 10 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4
Eisen voor comfort ............................................................................ Reactie op storingen .......................................................................... Tevredenheid over micro-wkk ............................................................. Vergelijking met oude ketel ................................................................
10 11 11 12
4
Effect op de ontwikkeling Micro-wkk in Nederland ............................... 13
4.1
Energiebedrijven zien mogelijkheden ...................................................................... 13
4.2
Samenwerking tussen ketelfabrikanten ................................................................... 13
4.3
Draagvlag bij de overheid ...................................................................................... 14
4.4
Slimme aansturing in de belangstelling ................................................................... 14
4.5
Besparing bij huishoudens ..................................................................................... 15
Bijlage: Vergelijking micro-wkk met CV-installatie
1 1.1
INLEIDING ACHTERGROND
In de transitie naar een duurzame energiehuishouding neemt decentrale opwekking van energie een belangrijke plaats in. Eén van de vormen van decentrale opwekking die momenteel sterk in opkomst is, is micro-wkk. Hoewel warmtekrachtkoppeling (wkk) in de industrie en de tuinbouw reeds decennia wordt toegepast, staat de toepassing van micro-wkk voor huishoudens nog in de kinderschoenen. Om de ontwikkeling en implementatie van micro-wkk binnen Nederland te stimuleren, heeft een consortium bestaande uit GasTerra B.V.3, een aantal energiedistributiebedrijven (EDB‘s), Stichting Natuur en Milieu en Cogen Projects, de handen ineengeslagen. Doel van het consortium is om gezamenlijk een veldtest uit te voeren. In deze veldtest zullen voor de eerste maal 50 micro-wkk systemen op basis van de Whispergen Stirling motoren verspreid over Nederland bij huishoudens worden geplaatst. Gedurende een periode van 2 jaar zullen deze 50 systemen worden gemonitored teneinde de toepassing in de praktijk te bepalen. De probleemstelling die in dit transitie-experiment centraal staat, is: Op welke wijze kan de microwkk technologie, de Whispergen-technologie in dit experiment, als gastoepassing in Nederlandse huishoudens worden ingepast, en welke aspecten, en op welke wijze dienen deze aspecten aandacht te krijgen om verdere ontwikkeling van micro-wkk te bevorderen en marktintroductie te stimuleren. Deelaspecten die bij de huishoudens onder andere onderzocht zullen worden, zijn: • Op welke wijze kan de Whispergen Mark IV micro-wkk warmtetechnisch in het huishouden worden ingepast; • Hoe ervaren de bewoners de aanwezigheid en de prestaties van het micro-wkk systeem; • Op welke wijze de koppeling aan het elektriciteitsnetwerk plaats kan vinden; • Indicatoren voor elektriciteitsproductie, eigen gebruik, gasgebruik etc. Naast deze aspecten op woningniveau, is het creëren van een maatschappelijk en bestuurlijk draagvlak voor micro-wkk toepassingen tevens een belangrijk onderdeel van dit experiment. De doelstellingen die partijen op dit vlak nastreven met dit experiment zijn: • Laten zien dat micro-wkk werkt en kan worden toegepast; • Kennis opdoen over het op grote schaal toepassen van een nieuwe technologie voor het decentraal opwekken van warmte en kracht, namelijk micro wkk; • Inzicht krijgen in de technische mogelijkheden en tekortkomingen van decentrale opwekking door middel van micro-wkk; • Inzicht krijgen in mogelijkheden en knelpunten betreffende installatieproces/netinpassing/teruglevering van micro-wkk; • Inzicht krijgen in maatschappelijke, bestuurlijke/beleidsmatige en financiële knelpunten voor toekomstige marktintroductie van micro-wkk.
1.2
BESCHRIJVING VAN DE OPZET
Dit project is mede mogelijk gemaakt door de Unieke Kansen Regeling. De Unieke Kansen Regeling stimuleert projecten waarin Nederlandse marktpartijen en niet-marktpartijen samenwerken aan de transitie naar een duurzame energiehuishouding. De nadruk bij de Unieke Kansen Regeling ligt op versnelde marktintroductie van technieken die bijdragen aan deze energietransitie. Deze eerste veldtest past goed binnen de kaders van de UKR regeling. Het transitieproject is uitgevoerd door een consortium waarin zijn vertegenwoordigd: GasTerra B.V., Stichting Natuur en 3 GasTerra B.V. heeft de meeste werkzaamheden inzake dit project uitbesteedt aan Gasunie (Engineering & Technology).
Pagina 1
Milieu, de energiedistributiebedrijven: ENECO Energie, Essent retail Services, NRE Q-ENERGY, COGAS Energie, RWE Obragas, Nutsbedrijven Maastricht, RENDO Energieservice, NUON, Westland Energie Service en DELTA N.V. Daarnaast is Cogen Projects als subcontractor bij het transitieexperiment betrokken. In dit transitie-experiment zijn maximaal 50 micro-wkk installaties van het type Whispergen Stirling gedurende een periode van twee jaar bij huishoudens verspreid over Nederland geplaatst en gevolgd. De op Stirling technologie gebaseerde Whispergen is tijdens de start van het project het meest geschikte micro-wkk systeem die in deze hoeveelheid beschikbaar is. Gasunie Engineering & Technology (Gasunie) heeft in opdracht van Gasterra ter voorbereiding op de veldtest een aantal geschikte systeem configuraties ontworpen en getest. Eind 2004 heeft dit tot een definitieve keuze voor een systeem geleid. Vanaf dat moment is het project feitelijk gestart. Overleg tussen GasTerra en de energiebedrijven heeft geleid tot een verdeling van de micro-wkk systemen onder de energiebedrijven. In tabel 1 is de verdeling weergegeven.
COGAS Energie ENECO Energie Essent retail services DELTA NRE Q-Energy NUON Nutsbedrijven Maastricht RENDO Energie Services RWE Obragas Westland Energie Services Reserve; lokatie nader te bepalen
3 8 8 3 3 7 2 2 3 5 6
Tabel 1: Verdeling micro-wkk’s per energiebedrijf. Het verloop van het project is in vijf fasen onderverdeeld, deze fasen worden in onderstaande paragraaf toegelicht tezamen met een verdeling van de werkzaamheden per partner. In figuur 1 is een is de verdeling van de fasen over de tijd weergegeven. 2004 IV
20 05 I
II
2006 III
IV
I
II
2007 III
IV
I
II
III
Fase 1: Voorbereiding Fase 2: Vergroten draagvlak Fase 3: Uitrol micro-wkk systemen Fase 4: Monitoring & analsye Fase 5: Rapportage & evaluatie
Figuur 1: Uitvoering van de verschillende fasen gedurende het project. 1.2.1 Fase 1: Voorbereiding Het doel van de voorbereidingsfase is om alle noodzakelijke inzichten te krijgen om de installatie en het functioneren van micro-wkk‘s mogelijk te maken. In deze fase zullen door de verschillende projectpartners verschillende activiteiten worden uit gevoerd, te weten: Voorbereiding van de monitoring zijn o.a.: • Vormgeven maandelijkse rapportage formulieren voor de huishoudens • Opstellen van een kwartaal-enquêteformulier voor de proefhuishoudens • Opzetten van een database om de monitoringsgegevens in te verzamelen
•
Het selecteren van de potentiële locaties is door de energiebedrijven uitgevoerd. Zij hebben voornamelijk via collegiale kring gezocht naar geschikte locaties. Doormiddel van bezoeken ter plaatse is bekeken of een installatie hier technisch mogelijk is (op basis van gezamenlijk geformuleerde selectiecriteria). Gasunie en een installateur hebben hier een adviserende rol. Daarnaast is getoetst of de bewoners voldoende enthousiast zijn, omdat
Pagina 2
IV
het project in verband met installatie werk en eventuele storingen de nodige overlast kan veroorzaken. Zodra een locatie geschikt is bevonden, zijn afspraken gemaakt over
plaatsing van de installatie. 1.2.2 Fase 2: Vergroten van maatschappelijke en bestuurlijke draagvlak Maatschappelijke acceptatie van micro-wkk is een noodzakelijke voorwaarde voor de marktintroductie en verdere uitrol van micro-wkk in Nederland. Door de plaatsing van de micro-wkk‘s bij de eindgebruikers zelf wordt reeds een beperkte groep betrokken bij het experiment. Maatschappelijke acceptatie houdt echter niet op bij de consumenten, maar omvat een grote groep van lokale, regionale en nationale overheden, maatschappelijke instanties, kennisinstituten, etc. In deze fase die parallel loopt aan de overige fasen, zijn activiteiten uitgevoerd gericht op het vergroten van het maatschappelijke en bestuurlijke draagvlak. Deze activiteiten zijn door alle partners uitgevoerd. 1.2.3 Fase 3: Uitrol micro-wkk systemen In deze fase zijn de micro-wkk systemen voorbereid en geïnstalleerd op de locaties. Deze fase kan worden onderverdeeld in de volgende stappen: 1. Ontvangst en voorbereiding van de micro-wkk installaties: Gasunie verzorgt de inkoop van de micro-wkk systemen vanuit Whispertech. Deze kale systemen zijn niet geschikt om zo te worden geplaatst in een bestaand cv systeem. Voor aanvang van het project heeft Gasunie in opdracht van Gasterra een totaal systeem ontworpen voor de micro wkk, met een aanvullend pakket aan regelingen en een hydrauliek keuze om inpassing in het bestaande systeem probleemloos te laten verlopen. Gasunie levert naast de micro wkk systemen de geschikte regelapparatuur en een installatie instructie aan de energiebedrijven. De overige periferie die nodig is voor installatie wordt door de energie bedrijven zelf aangeschaft. Gezamenlijk is afgesproken hoe er gemeten gaat worden aan de installaties. De energiebedrijven verzorgen de daarvoor benodigde meetapparatuur. 2. Training van de installateurs: De systemen zullen door verschillende installateurs op locatie worden geplaatst. Om te kunnen garanderen dat dit correct wordt uitgevoerd, worden de installateurs getraind. Deze training zal worden uitgevoerd door Gasunie in samenwerking met Whisper Tech, de leveranciers van de micro-wkk systemen. WhisperTech verzorgt een presentatie over de Stirling motor. Gasunie zal daarbij instructie geven over de installatie als geheel, dat wil zeggen inclusief de boiler en de regeling. Het doel is de installateurs de kennis en inzichten te geven om de systemen correct te kunnen installeren alsmede handvaten te geven voor primaire troubleshooting om kleine storingen te verhelpen. 3. Installatie: De installatie van de units valt onder de verantwoordelijkheid van de verschillende energiedistributiebedrijven. WhisperTech zal de micro-wkk unit op elke locaties bedrijfsklaarmaken waarna de installateurs de systemen zullen installeren inclusief buffervat, regelingssysteem en meetsystemen. Voor specifieke technische ondersteuning is Gasunie beschikbaar. 1.2.4 Fase 4: Monitoring & analyse Zodra een unit is geïnstalleerd en operationeel is, is begonnen met het monitoren van de unit. Dit wordt handmatig gedaan. De bewoners lezen periodiek, dat wil zeggen aanvankelijk wekelijks en later maandelijks de meterstanden af. Deze zijn verstuurd naar Gasunie die de data vervolgens
Pagina 3
heeft verwerkt in de gemaakte database. Hieruit zijn periodiek rapportages gemaakt die zijn verstuurd naar de betreffende energiedistributiebedrijven. Daarnaast zijn ieder kwartaal enquêteformulieren naar de huishoudens verstuurd om inzicht te krijgen in de meer softe factoren als ervaringen, belevingen en tevredenheid. 1.2.5 Fase 5: Rapportage & evaluatie De resultaten het experiment zijn geëvalueerd en beschreven in dit eindrapport.
Pagina 4
2 2.1
VOORBEREIDING AANDACHTSPUNTEN MICRO-WKK
Het inpassen van een micro-wkk systeem in een bestaand centraal verwarmingssysteem is in grote lijnen gelijk aan de inpassing van een HR ketel. Het systeem is gelijk aan de HR ketel wat betreft aansluitingen. Het systeem heeft een gasaansluiting, twee standaard cv aansluitingen (aanvoer, retour), standaard rookgas afvoer, condenswaterafvoer en kan in feite via een normale stekker worden aangesloten op de geaarde wandcontactdoos. Belangrijkste verschillen tussen de standaard CV-ketel en de in dit experiment gebruikte Whispergen stirling zijn: algemeen • Omdat de micro wkk zelf elektriciteit opwekt, wordt zoveel mogelijk gekozen voor een eigen groep om overbelasting te voorkomen. Vooral bij oudere huizen is de wandcontactdoos van de cv ketel lang niet altijd de enige op een groep. Whispergen algemeen • De Whispergen kan in feite direct met het cv systeem worden gekoppeld echter de huidige Whispergen is gevoelig voor corrosief cv water. Dit moet worden ondervangen door tijdens de installatie het cv systeem te spoelen en te vullen met vers water met daaraan een anti corrosie middel toegevoegd. • De meeste standaard kamerthermostaten zijn niet geschikt de Whispergen rechtstreeks aan te sturen, deze werken via het zogenaamde Opentherm® protocol of via een 5V of 10 V aansturing. Whispergen heeft 230 V aansturing nodig. Een relais dient te worden gebruikt om aansturing vanuit een kamerthermostaat mogelijk te maken. • De Whispergen die in deze veldtest wordt toegepast is geen combi toestel, om toch een woning te kunnen voorzien van warmtapwater wordt gebruik gemaakt van een indirect gestookte boiler. Whispergen inpassing • Huidige micro-wkk systemen kenmerken zich door het elektrische vermogen van ongeveer 1 kW. Het thermische vermogen dat hierbij beschikbaar komt is afhankelijk van het elektrischeen totaalrendement van de micro wkk. In geval van de Whispertech is dit 6 kW nominaal en 7 kW maximaal wat enigszins beperkt is ten opzichte van de output van een typische HR ketel. Dit heeft consequenties voor het gebruik van de bewoner, indien na een periode van stilstand, door bijvoorbeeld nachtverlaging, het huis sterk is afgekoeld zal deze veel minder snel kunnen opwarmen dan een ketel met een veel hoger vermogen. Dit is comfortverlies voor de bewoners, deze dienen hier rekening mee te houden. Het systeem kan hiermee niet worden geplaatst in huizen met een te grote warmtevraag. • De gebruikte micro-wkk heeft een relatief grote massa, en begint pas stroom te leveren wanneer het hele systeem is opgewarmd. De micro wkk pulserend bedrijven, korte periodes warmte laten leveren en dan weer stoppen, zorgt voor relatief veel afkoelingsverlies en dus verlies aan rendement. Het is beter ervoor te zorgen dat de micro-wkk zo weinig mogelijk aan/uit schakelt en zo lang mogelijk aan een stuk door draait. Ook vanuit slijtage oogpunt is het goed om dit pendel gedrag te vermijden. Om de hierboven genoemde aandachtspunten te ondervangen dient er een geschikte hydraulische schakeling te worden bedacht tezamen met een daarvoor geëigende regelstrategie.
Pagina 5
Regelstrategie: Tapwater op voorraad Voor aanvang van het project heeft Gasunie de mogelijkheden voor inpassing van de micro-wkk in het huishouden onderzocht. Voor dit project is gekozen voor een eenvoudige configuratie. De micro-wkk is als warmte opwekker direct aan het cv-systeem gekoppeld. Een standaard indirect gestookte boiler wordt vanuit het cv-systeem opgewarmd. Voordeel van dit systeem is de grote bekendheid die de installatie wereld hiermee heeft. Dit is een standaardschakeling voor een ketel met indirect gestookte boiler. Het nadeel is de directe koppeling met het cv systeem. Door het ontbreken van een buffer is het lastiger om de micro-wkk zo continu mogelijk te bedrijven en de woning zo continu mogelijk van warmte te kunnen voorzien. Dit systeem kan grotendeels worden gebouwd met standaard onderdelen. Er is echter een uitzondering. Om de Whispergen te kunnen aansturen wordt een programmeerbaar relais gebruikt. Deze werkt in combinatie met een standaard kamerthermostaat en bevat een extra regeling die zorgt voor een zo optimaal mogelijk inzet van de micro wkk.
2.2
EISEN AAN VELDTESTLOCATIE
De informatie uit de vorige paragrafen leidt tot een lijst met eisen die gesteld worden aan de veldtest locaties. Kenmerk
Eis
Jaarlijkse gasverbruik (CV+WTW+koken)
<1600 m3
Gezinssamenstelling
Max. 3 personen4
Badmogelijkheid
Liever niet
Huidige CV/warmtapwater installatie
- Combi-ketel5 - Overgedimensioneerde radiatoren, geen convectoren
Ruimte in de woning Plaats in de woning Eisen aan ondergrond Benodigd oppervlak Benodigde hoogte
Op begane grond (bijv. in bijkeuken)6 Geen hout i.v.m. voortplanting geluidstrillingen - 150x100cm 7 - In de hoogte stapelen is mogelijk: 75 x200cm 210cm
Elektrische installatie in de woning
1 eigen groep8 (of beperking in maxima stroomsterkte in stoppenkast)
Thermische massa woning
Geen houtskeletbouw
Tabel 2: Gestelde eisen aan de veldtest locaties. De huidige CV-installatie blijft staan als back-up
4
I.v.m. de beperkte warmtapwatervoorraad; vooral in de winter wanneer er gelijktijdig ook een grote ruimteverwarmingsvraag is, zou hier een knelpunt kunnen ontstaan 5 Andere warmtapwater/CV leidingen aanleggen & CV ketel dient als backup; inregelen CV-circuit is mogelijk noodzakelijk 6 Het gewicht van de Whispergen unit (140kg), is hoger dan toegestaan te tillen binnen de arbo. Uit kosten overweging wordt daarom de benedenverdieping geadviseerd. Ook i.v.m. geluidsdynamiek is de begane grond een verstandige keuze. 7 Stirling unit b:50 x d:60(+30) x h:85cm; buffervat b:50 x d:60(+30) x h:200cm In voorbereiding op bemetering extra ruimte reserveren 8 Om overbelasting van het elektriciteitsnetwerk in de woning te voorkomen is in de NTA 8011 (Nederlands Technische Afspraken, veiligheid voor laagspanningsinstallaties fotovoltaïsche voedingssystemen) bepaald dat een PV systeem tot maximaal 2,25 A (230x2,25 = 517W) mag invoeden op een bestaande groep van maximaal 16A.
Pagina 6
3
PRAKTIJKERVARINGEN
De veldtest is voornamelijk bedoeld om aan te tonen dat micro-wkk in de praktijk toepasbaar is. De gekozen Whispergen Mark IV was ten tijde van de systeemkeuze het enige beschikbare systeem. Hoewel dit systeem van Whispergen niet het systeem zal zijn dat uiteindelijk op grote schaal zal worden toegepast9, heeft het de betrokken partijen wel de mogelijkheid geboden om te leren. Dit hoofdstuk beschrijft de ervaringen tijdens installatie, de resultaten van de monitoring en de ervaringen van de eindgebruikers met de micro-wkk
3.1
ERVARINGEN TIJDENS DE INSTALLATIE
Tijdens de selectie van de locaties is rekening gehouden met een nog niet optimale micro-wkk in zowel betrouwbaarheid en ruimtebeslag in de woning (zie hoofdstuk 2). Met deze achtergrond is ervoor gekozen om voor de proefhuishoudens zoveel mogelijk eigen medewerkers te vragen. Op deze manier is er maximale controle op de informatie vanuit het project in de media. Indien onbekenden worden ingezet blijft het risico bestaan dat bij ontevredenheid dit op een ongewenste manier in de publiciteit komt. Om deze reden is er ook van afgezien bekende Nederlanders te selecteren voor dit project: Er is meerdere malen een verzoek geweest van bekende personen, waaronder premier Balkenende, voor deelname aan de veldtest. Het selecteren van locaties in een beperkte kring betekende wel een extra handicap, tezamen met de eisen aan de locaties uit het vorige hoofdstuk was het aantal geschikte locaties beperkt. Bovendien zijn twee eisen aan de locaties soms tegenstrijdig: enerzijds moet door het lage thermische vermogen het gasverbruik (warmtevraag) laag zijn anderzijds moet de locatie voldoende ruimte hebben om de vloerstaande micro-wkk met voorraad vat te herbergen, naast de bestaande ketel die als back-up blijft bestaan. In de praktijk hebben juist woningen met veel ruimte vaak een hoger gasverbruik. Dit heeft zich geuit in een langer dan geplande voorbereiding/selectieperiode en het doen van enkele concessies op de eisen. Een heel aantal woningen hebben een gasverbruik dat hoger is dan de 1600 m3/jaar eis die is gesteld (zie Figuur 2Figuur 2). Dit hoeft geen problemen te geven: zodra op koude dagen de vraag te groot wordt kan de oude ketel worden ingeschakeld om aan de warmtevraag te voldoen. >5000 [m3/jaar] 0% van 3000 tot 4000 [m3/jaar] 13%
van 2000 tot 3000 [m3/jaar] 39%
<1600 [m3/jaar] 19%
van 1600 tot 2000 [m3/jaar] 29%
Figuur 2: Jaarlijks gasgebruik huishoudens in klassen (bron startenquête) De installatie is verder voorspoedig verlopen op enkele kleine punten na zoals logistieke problemen bij de installateur en kleine fouten in de ontwikkelde regeling.
9
Het Whispergen toestel heeft zich in de projectperiode verder ontwikkeld
Pagina 7
3.2
METINGEN IN DE HUISHOUDENS
Voor alle proefhuishoudens is een standaard meetschema overeengekomen (in enkele gevallen uitgebreider op initiatief van desbetreffend energiebedrijf). De meetpunten en intervallen zijn niet gekozen om de prestaties van de micro-wkk in de praktijk te testen, maar om de ervaringen met de micro-wkk onderling met elkaar te kunnen vergelijken. Met deze achtergrond is het niet zinvol om de meetresultaten van alle huishoudens gedetailleerd weer te geven. Van één locatie worden de meetgegevens iets uitgebreider getoond om een indruk te geven van het meetschema. Paragraaf 3.2.3 geeft de overall meetresulaten. 3.2.1 Uitvoering van het onderzoek Metingen aan de micro-wkk systemen vinden continu plaats, standaard worden onderstaande gegevens bemeten. Woning • Gas: Actueel gemeten gasverbruik van het huis in m3 niet omgerekend naar normaal m3 (273K, 101325 Pa) • Elektriciteit: Elektriciteit dat door het huishouden vanuit het netwerk wordt geïmporteerd (huis in) en naar het netwerk wordt geëxporteerd (huis uit). Dit wordt gedaan voor zowel het hoge (overdag) als het lage (’s nachts) tarief. Micro-wkk • Elektriciteit: Elektriciteit dat door het micro wkk systeem van het huis wordt betrokken (Stirling in) en aan het huis wordt geleverd (Stirling uit). Dit wordt gedaan voor zowel het hoge (overdag) als het lage (’s nachts) tarief. • Gegevens thuiscentrale: o Aantal starts o Bedrijfsuren o Start Booster o Uren Booster • Water: Totale hoeveelheid warmwater die het huishouden gebruikt • Gas: Actueel gemeten gasverbruik van de micro-wkk in m3 niet omgerekend naar normaal m3 (273K, 101325 Pa) Zonnecollectoren Indien een locatie gebruik maakt van PV cellen, wordt de door de cellen geleverde elektriciteit apart bemeten. De meetgegevens zijn eens per week of eens per maand door de gebruiker genoteerd. Gasunie verzameld de gegevens om de prestaties te monitoren voor de rapportage. Energie bedrijf RENDO leest de waarden op afstand uit (op uurbasis) evenals NUON die naast bovenstaande metingen ook warmtemetingen uitvoert.
3.2.2 Gedetailleerde meetresultaten van één huishouden Figuur 3Figuur 3 geeft het elektriciteitsprofiel van de door de micro-wkk geleverde stroom in kWh/week van een representatieve proefwoning. De meetresultaten hebben betrekking op een proefperiode van 27 maanden van 1 januari 2005 tot 1 april 2007. Het elektriciteitsprofiel van de micro-wkk is voorspelbaar: in de winterperiode waar de warmtebehoefte het grootst is maakt het systeem de meeste draaiuren en levert dan ook de meeste stroom.
Pagina 8
140,0 120,0
kWh/week
100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 jan-05
mrt-05
mei-05
jul-05
sep-05 nov-05 dec-05 mrt-06 mei-06
jul-06
sep-06
okt-06 dec-06 mrt-07 mei-07
Figuur 3: Elektriciteitsproductie van de micro-wkk in kWh/week gedurende de proefperiode van 27 maanden van bovengenoemde proefwoning. Het gasverbruik van de micro-wkk is gekoppeld aan de elektriciteitsproductie en heeft dan ook een gelijkwaardig profiel. Het gasverbruik van de woning is gelijk aan het verbruik van de micro-wkk, dit betekent dat er geen gas wordt verbruikt door andere toestellen bijvoorbeeld voor koken op gas. Tabel 3 geeft een overzicht van de meetresultaten van één huishouden gedurende de proefperiode van 27 maanden. Totalen overzicht
geaccumuleerd Gemiddeld/jaar
Totaal netto verbruik elektriciteit
kWh
11272
5010
Totaal geproduceerde elektriciteit micro-wkk
kWh
4666
2075
Totaal teruggeleverd aan net
kWh
1801
800
3
6803
3025
Totaal verbruikt gas
m
Eigen gebruik elektriciteit
%
61%
Dekkingspercentage elektriciteit inclusief PV-cellen
%
25%
Tabel 3: Meetresultaten van bovengenoemde proefwoning. Uit het totalen overzicht blijkt dat 61% van de opgewekte elektriciteit direct in de woning wordt gebruikt en 39% wordt teruggeleverd aan het net. Deze 61% dekt 25% van de totale elektriciteitsvraag van de woning. 3.2.3 Overall resultaten veldtest Zoals eerder genoemd dient de veldtest als leermiddel en dienen de meetresultaten als mogelijkheid van vergelijking tussen de huishoudens voor vragen zoals: waarom functioneert een micro-wkk op plek a beter dan op plek b. De veldtest heeft aangetoond dat de micro-wkk’s in de meeste woningen naar verwachting presteren. Dit betekent dat de warmtebehoefte van de woningen zowel voor het warme tapwater als voor de ruimteverwarming volledig door de micro-wkk en zonder aantasting van het comfort kon worden afgedekt. Hierbij wordt een substantieel deel van de elektriciteitsvraag van de woning door de micro-wkk geleverd. Gemiddeld wordt in deze veldtest 2/3 van de elektriciteit direct in de woning toegepast
Pagina 9
3.3
STORINGSREGISTRATIE
Storingsgevoeligheid is een belangrijke graadmeter voor de prestaties van de micro-wkk. Zoals eerder genoemd is bekend dat de gebruikte micro-wkk systemen geen volledig marktrijpe uitontwikkelde machines zijn. Deze gegevens kunnen dan ook niet worden gebruikt als beoordeling van micro-wkk in het algemeen of Whispergen systemen in het bijzonder. De opgetreden storingen worden onderverdeeld in drie categorieën: 1. Stirling motor Defect of storing aan de Whispergen Stirling 2. Regeling Defect of storing in de door Gasunie ontwikkelde regeling die de Whispergen extern aanstuurt. 3. Overig Overige of algemene storingen die niet kunnen worden toegeschreven aan 1 en/of 2 vallen in de categorie overig. Ad 1: Door de fabrikant en de onderhoudsinstallateur is een lijst van storingen aan de Whispergen Stirling bijgehouden. Uit deze gegevens blijkt dat er regelmatig sprake is van een storing en in drie gevallen is besloten de unit te vervangen. Eén vervanging bleek achteraf niet nodig geweest, de unit functioneerde achteraf bij de fabrikant wel. Bij de andere twee units was vervanging wel gerechtvaardigd, echter bij een locatie is de unit beschadigd ten gevolge van onjuist gebruik door de bewoner, dit kan de Whispergen niet worden aangerekend. Stikstof lekkage was de andere reden voor vervanging en is een veel vaker voorkomende storing naast problemen met de brander. Daarnaast zijn er problemen met de elektronica geconstateerd en zijn er kleine storingen zoals een defecte zekering en een defecte ionisatie pen. Ad 2: Storingen aan de regeling zijn aanzienlijk minder voorgekomen. Tijdens de opstartfase van het project bleek dat er draden van enkele regelkasten niet correct waren aangesloten. Ook van een aantal regelingen was de datum niet correct ingevoerd (1 maand verschoven). Dit gaf comfort problemen voor de bewoner, (Whispergen draait bewust niet op vol vermogen terwijl dit wel nodig is). Ad 3: Overige en/of algemene storingen zijn eveneens beperkt. Een terugkerend probleem is verpulverd dempermateriaal, hier is geen andere oplossing dan vervangen. Verder is regelmatig een probleem met de kamerthermostaat geconstateerd. Er wordt gebruik gemaakt van een draadloos systeem, om het boren in afgewerkte muren te vermijden. Bij een aantal locaties bleek de afstand tussen ontvanger en zender te groot te zijn met als gevolg een slechte aansturing van de micro-wkk.
3.4
ERVARINGEN VAN DE PROEFHUISHOUDENS
Aan de proefhuishoudens is bij installatie een enquête voorgelegd over hun oude installatie en worden elk kwartaal gemonitored over hun bevindingen met het Whispergen systeem. De startenquête en de daaropvolgende kwartaalenquête hadden een respons van 90%. De respons daalde gedurende het project naar 50%. 3.4.1 Eisen voor comfort In paragraaf 2.2 zijn de eisen aan de veldtest locaties toegelicht. De toegepaste Whispergen heeft nog geen hulpbrander, waardoor de warmtevraag van de huishoudens een belangrijk selectie criterium is geweest. Om te voorkomen dat huishoudens niet voldoende verwarmingscapaciteit zouden hebben of niet voldoende warm tapwater zijn de volgende aanbevelingen gedefinieerd • het jaarlijks aardgasgebruik voordat de micro-wkk geplaatst is kleiner dan 1600 m3
Pagina 10
•
maximaal 3 bewoners per huishouden
Als gevolg van beperkte beschikbaarheid van proefhuishoudens met een voldoende lage warmtevraag, heeft 80% van de proefhuishoudens een hogere warmtevraag dan in de eisen opgenomen. In de praktijk is dit opgelost door in koude perioden de oude CV-installatie in te schakelen. Toch ervaren de huishoudens ook op andere dagen wel eens comfort gebrek; het duurt lang voordat het huis ‘s ochtends opwarmt is een bekende klacht. Slechts in een enkel geval is de micro-wkk stopgezet. Op een aantal locaties is deze vervangen door een nieuw type micro-wkk, met bijstook-brander. De eis aan het aantal bewoners heeft voornamelijk een effect op het comfort van warmtapwater. Nog niet de helft van het aantal proefhuishoudens voldeed aan deze eis. Doordat verschillende huishoudens eerder geen boiler hadden, is het effect op het ervaren comfort beperkt. Slechts op één locatie is het voorraadvat vergroot. Het gebrek aan comfort (verwarmingscapaciteit) is ondertussen al opgelost bij de nieuwste generatie micro-wkk’s door toepassen van een bijstook-brander.
3.4.2 Reactie op storingen Vlak na de installatie heeft ruim 70% van de proefhuishoudens een storing en/of klacht gehad over de micro-wkk. Van deze proefhuishoudens vindt ruim 80% dat er snel genoeg op de klacht gereageerd is en bijna 60% dat er een goede oplossing gevonden is voor het probleem. Het aantal storingen varieert over het jaar, in het stookseizoen zijn er meer meldingen. Op dezelfde punten in het jaar verschilt het aantal storingsmeldingen nagenoeg niet. 3.4.3 Tevredenheid over micro-wkk In het algemeen zijn de proefhuishoudens tevreden over de Whispergen micro-wkk. Bij aanvang van de proef is duidelijk gecommuniceerd dat deze uitvoering van de Whispergen nog geen piekbrander heeft, waardoor het thermisch vermogen beperkt is. Figuur 4Figuur 4 toont de tevredenheid over ruimteverwarming met de Whispergen voor drie kwartaalenquêtes. 100% kwartaalenquête 1 kwartaalenquête 2
80%
kwartaalenquête 3
60%
40%
20%
0% ja, zeer tevreden
ja, een beetje tevreden
nee, een beetje ontevreden
nee, zeer ontevreden
Figuur 4: Tevredenheid huishoudens over CV-installatie Bij alle drie de weergegeven kwartaalenquêtes zijn ongeveer 50-80% van de proefhuishoudens tevreden (zeer tevreden + beetje tevreden) over de ruimteverwarming met de Whispergen. Bij de laatste enquête zijn er meer huishoudens die zeer ontevreden zijn. Alle proefhuishoudens die zeer ontevreden zijn hebben een gasgebruik groter dan 2500m3. Bij warmtapwater is meer dan 80% tevreden (zeer tevreden + beetje tevreden) over de Whispergen, waarbij 60 tot 70% zeer tevreden is. Bij warm tapwater is er niemand die zeer ontevreden is
Pagina 11
3.4.4 Vergelijking met oude ketel In de kwartaalenquêtes is aan de proefhuishoudens gevraagd het Whipsergen systeem op een 5 tal punten te vergelijken met de oude ketel, in de bijlage zijn van drie kwartaalenquêtes de resultaten grafisch weergegeven. a) Comfort verwarming Door de combinatie aan het lage vermogen van de Whipsergen en het hoge gasgebruik van de proefhuishoudens, is te verwachten dat het verwarmingscomfort van de micro-wkk lager is dan van de oude installatie. Toch blijkt dat in het begin van de proef bijna 60% van de proefhuishoudens het verwarmingscomfort beter en/of gelijkwaardig vinden aan de oude installatie. b) Warm water (keuken en badkamer) Tussen de 70 en de 80% van het aantal huishoudens vindt het Whispergen systeem voor warmwater gelijkwaardig of beter dan de oude situatie (zowel in de keuken als badkamer). Een denkbare verklaring hiervoor is de warmwater buffer in het micro-wkk systeem, deze hadden de meeste huishoudens niet in de oude situatie. c) Gebruik & bediening In de eerste twee enquêtes vindt tussen de 80 en 90% van de huishoudens het gebruik en de bediening gelijkwaardig of beter dan de oude situatie. d) Geluidsproductie De geluidsproductie van de Whispergen is nog een aandachtspunt. Tussen de 70 en 90% van de huishoudens vonden hun oude installatie beter. e) Storingen De waardering van de storingsgevoeligheid van de Whispergen ten opzichte van de oude CVinstallatie veranderd met het seizoen. In het stookseizoen is de waardering van de storingsgevoeligheid slechter, waarschijnlijk omdat de Whispergen dan intensiever gebruikt wordt.
Pagina 12
4
EFFECT OP DE ONTWIKKELING MICRO-WKK IN NEDERLAND
Nederland vervult een koplopersrol bij de ontwikkeling en marktintroductie van de micro-wkk. Naast de functie van ondervinden en verhelpen van praktijkproblemen (aansluiting, regeling en bemetering) heeft deze veldtest met de Whispergen micro-wkk in belangrijke mate bijgedragen aan het vergroten van het draagvlak in Nederland. Door een werkend product te tonen in de praktijk, is er veel interesse en activiteit ontstaan, te denken aan o.a.: • Energiebedrijven zijn in de breedte de mogelijkheden van micro-wkk gaan beseffen • De ketelfabrikanten zijn geprikkeld door de status van het product micro-wkk • Binnen verschillende overheden krijgen de knelpunten van micro-wkk meer urgentie, doordat de status van de micro-wkk nu helderder is. • Micro-wkk heeft belangrijke rol binnen energietransitie • Draagvlak en initiatief voor onderzoek naar toekomstige regelmogelijkheden • Meer inzicht in mogelijke energiebesparing op huishoudniveau De veldtest heeft aangetoond dat het gebruik van micro-wkk in Nederlandse huishoudens technisch haalbaar is en dat er een besparing op de energierekening kan worden behaald. Dit heeft een positieve uitwerking gehad op partijen met een kritische houding ten aanzien van micro-wkk.
4.1
ENERGIEBEDRIJVEN ZIEN MOGELIJKHEDEN
Bij de Whispergen veldtest zijn vrijwel alle energiebedrijven van Nederland betrokken. Nadat beslist was dat deze proef zou gaan plaatsvinden, hebben zeer gemotiveerde personen bij alle energiebedrijven de organisatie van het project op zich genomen. Zij hebben, als ambassadeurs van micro-wkk, aandacht gevraagd voor knelpunten bij installatie (o.a. bemetering) en afrekenstructuur. Ook het plaatsen van nog niet volledig uitontwikkelde micro-wkk’s bij directe collega’s geeft binnen de organisatie aanleiding voor discussie waaruit draagvlak is gecreëerd en het probleemoplossend vermogen van de organisatie is vergroot. Door de veldtest krijgen de energiebedrijven meer informatie over de mogelijke financiële voordelen, o.a. door een indicatie te hebben hoeveel van de geproduceerde elektriciteit een huishouden zelf kan gebruiken. Naast de retail organisatie moeten ook de netbedrijven vertrouwen hebben dat bij grootschalige toepassing van micro-wkk de elektriciteitsnetten hun kwaliteit behouden. In opvolging van de veldtest is bij Gastec in Apeldoorn het afgelopen jaar de weilandproef uitgevoerd. In deze test hebben de gezamenlijke netbeheerders en GasTerra 50 Whispergens aangesloten op een nagebouwd laagspanningsnetwerk. Met deze informatie wordt duidelijk dat dit type micro-wkk goed inpasbaar is in het huidige LS-netwerk. In de veldtest hebben de energiebedrijven de eerste ervaring gehad met micro-wkk en heeft ze een eerste indruk gegeven van de mogelijkheden. De nieuwsgierigheid naar de mogelijkheden, zoals optimalisatie van het net, de businesscase voor de retailorganisatie, is in deze periode zeker gegroeid.
4.2
SAMENWERKING TUSSEN KETELFABRIKANTEN
In navolging van de veldtest is ook de interesse in micro-wkk bij verschillende ketelfabrikanten vernieuwd. Inmiddels zijn alle grote Nederlandse ketelfabrikanten in meer of mindere mate betrokken bij de ontwikkeling en marktintroductie van micro-wkk in Nederland (en daarbuiten). Dit heeft ook geleid tot de oprichting van Smart Power Foundation (SPF), een samenwerkingsverband tussen ketelfabrikanten en GasTerra. SPF is een stichting die in 2006 werd opgericht met het doel
Pagina 13
micro-wkk geschikt en mogelijk te maken voor grootschalige toepassing in woningen. Daarvoor initieert en stimuleert zij technische ontwikkelingen en draagt zorg voor correcte normeringen.
4.3
DRAAGVLAG BIJ DE OVERHEID
De veldtest heeft verschillende overheden mede overtuigd van de mogelijkheden en de ontwikkelingsstatus van de micro-wkk. De overheid heeft in het marktintroductietraject een belangrijke randvoorwaarden scheppende rol, waarbij micro-wkk het behalen van de CO2 emissiereductie-doelstellingen van de overheid ondersteund. Ook in de energietransitie, samenwerking tussen overheid en marktpartijen naar een duurzamere samenleving, heeft de micro-wkk een belangrijke rol. In 2006 is de Werkgroep Decentraal opgericht, mede bedoeld om oplossingen te zoeken voor de overheidsknelpunten rondom micro-wkk en deze oplossingen te effectueren. De veldtest heeft deze discussies geïntensiveerd door te bewijzen dat micro-wkk geen laboratorium technologie meer is, maar nu al in de praktijk toepasbaar. Het resultaat is dat er nu momentum komt om knelpunten echt op te lossen.
4.4
SLIMME AANSTURING IN DE BELANGSTELLING
Gedurende de uitvoering van de test is de interesse voor het centraal aansturen van micro-wkk sterk toegenomen. Ook in de uitvoering is achter de schermen volop gewerkt aan nieuwe aansturingsmogelijkheden, zoals bijvoorbeeld de “virtuele centrale”. Ook is in de projectperiode de Smart Power Systems organisatie opgericht, waarin netbeheerders en kennisinstituten en de gassector samenwerken om de mogelijkheden van slimme aansturing te onderzoeken. Voor een succesvolle introductie van micro-wkk in de Nederlandse markt is het ook van groot belang dat potentiële marktbarrières op dit vlak tijdig worden onderkent en opgeheven. De aansturingsmogelijkheden kunnen bijdragen aan het oplossen van knelpunten die mogelijk ontstaan bij de grootschalige inzet van decentrale elektriciteitsproductie (zoals micro-wkk, zon PV, stedelijke wind). Optimaliseren/behouden van de netkwaliteit en economische optimalisatie (voor zowel retail organisatie als consument) zijn belangrijke aandachtspunten. Het virtuele centrale concept biedt mogelijkheden om van de bedreigingen een kans (business opportunity) te maken. Door de opwekkers te laten communiceren met een centrale controle eenheid kan een netbeheerder zien wat er in zijn net gebeurt en ingrijpen als er onwenselijke situaties ontstaan. Een aantal micro-Wkk’s zouden bijvoorbeeld tijdelijk over kunnen gaan naar de bijstookbrander. Als de netwerkoperateur de mogelijkheid krijgt de micro-Wkk’s enigszins op elektriciteitvraag te gaan sturen ontstaat de mogelijkheid actief de netkwaliteit te gaan verbeteren. Op deze manier kunnen micro-wkk’s een faciliterende rol kunnen gaan spelen voor niet stuurbare opwekkers zoals kleine windmolens en zonne-PV. Binnen dit project zijn op verzoek van SmartPowerSystem op kleine schaal twee concepten getest. De virtuele centrale als actieve netwerk stabilisator is het onderwerp van de “First trial Smart Power Systems” (ECN). Hierbij worden tien veldtest locaties aangepast, de regeling, en geschikt gemaakt om samen een virtuele centrale te vormen. Daarnaast is er de HOMA virtual power plant. Deze virtuele centrale richt zich juist op waarde optimalisatie van de decentraal opgewekte stroom. Door micro-wkk’s te laten communiceren met een centrale controller en, voor zover mogelijk, op elektriciteitvraag aan te sturen, ontstaat een energiemanagement tool. Hiermee kan de energie retailer zijn portefeuille balanceren of reservecapaciteit van de virtuele centrale in zetten voor handel op de APX.
Pagina 14
4.5
BESPARING BIJ HUISHOUDENS
Het in de test toegepaste Whispergen was een van de eerste micro-wkk systemen en op dat moment het enige systeem wat voor een veldtest als deze beschikbaar was. Ondanks het beperkte thermische vermogen heeft het systeem in de meeste huishoudens zijn taak goed volbracht en aangetoond dat een micro-wkk warmtevraagvolgend elektriciteit kan produceren. Van deze elektriciteit een groot deel in de woning zelf gebruik kan worden, in deze test 2/3 van de totale productie. Combineren we de kennis van deze veldtest met de nu en op korte termijn beschikbare micro-wkksystemen krijgen we meer inzicht de werkelijke jaarlijkse energiebesparing en jaarlijks voordeel op de energierekening. Besparen met micro-wkk De micro-wkk tussen nu en 2015 heeft een elektrisch rendement tussen de 15 en 20% en een totaal rendement vergelijkbaar met een HR-ketel (105%). Bij een elektrisch vermogen van 1kWe varieert het thermisch vermogen dan van 4,3kWth tot 6 kWth. In deze periode neemt een gemiddeld huishouden met een HR-ketel ca. 1500 m3 aardgas (ruimteverwarming & warm watervoorziening) en 4000 kWh elektriciteit af van zijn energieleverancier. De jaarlijkse energiebesparing voor deze micro-wkk-systemen varieert bij een gemiddeld parkrendement10 tussen de 14 en 20% (ca. 375 en 500 m3 aardgasequivalent). Vergeleken met een gasgestookte STEG11 bespaart de micro-wkk in deze situatie nog steeds 10 tot 13% (ca. 230 tot 300 m3 aardgasequivalent) Het voordeel op de energierekening van een huishouden ligt tussen € 360 en € 500 per jaar12 (inclusief BTW).
10
Gemiddeld parkrendement bij eindgebruiker 43% Elektrisch rendement van STEG bij eindgebruiker 55,7% 12 Leveringsprijzen gas & elektriciteit op basis van prijsniveau 1 oktober 2007, het capaciteitstarief is ingevoerd en het knelpunt dubbele energiebelasting is opgelost middels 31c (elektriciteitswet). 11
Pagina 15
Bijlage: Vergelijking micro-wkk met CV-installatie Voorlopige resultaten uit de kwartaalenquêtes. Comfort verwarming
Geluidsproductie kwartaalenquête 1 kwartaalenquête 2 kwartaalenquête 3
kwartaalenquête 1 kwartaalenquête 2
Thuiscentrale is beter
Thuiscentrale is beter
kwartaalenquête 3
Vergelijkbaar
Vergelijkbaar
Vorige installatie is beter
Vorige installatie is beter
Moeilijk te vergelijken
Moeilijk te vergelijken
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0%
20%
Warmwater keuken kwartaalenquête 1 kwartaalenquête 2 kwartaalenquête 3
Vergelijkbaar
Vorige installatie is beter
Vorige installatie is beter
Moeilijk te vergelijken
Moeilijk te vergelijken
40%
60%
80%
100%
0%
Warmwater badkamer kwartaalenquête 1 kwartaalenquête 2 kwartaalenquête 3
Vergelijkbaar
Vorige installatie is beter
Vorige installatie is beter
Moeilijk te vergelijken
Moeilijk te vergelijken
40%
20%
40%
60%
80%
100%
60%
80%
100%
kwartaalenquête 1 kwartaalenquête 2 kwartaalenquête 3
Thuiscentrale is beter
Vergelijkbaar
20%
100%
Gebruik en bediening
Thuiscentrale is beter
0%
80%
kwartaalenquête 1 kwartaalenquête 2 kwartaalenquête 3
Thuiscentrale is beter
Vergelijkbaar
20%
60%
Storingen
Thuiscentrale is beter
0%
40%
0%
Figuur 2.1: Overzicht van de resultaten van de kwartaalenquête.
20%
40%
60%
80%
100%
