Energiebesparing en duurzame energie landgoed Keppel

Energiebesparing en duurzame energie landgoed Keppel 31 oktober 2013

Het verschil tussen kijken en zien.

Energiebesparing en duurzame energie landgoed Keppel


Datum: Projectnummer: Status:

31 oktober 2013 13497 Definitief

Opdrachtgever:

WING T.a.v. mevrouw Ch. Teng Hollandseweg 7 e 6706 KN WAGENINGEN

Uitgevoerd door:

DWA Duitslandweg 4 Postbus 274 2410 AG BODEGRAVEN Telefoon 088 - 163 53 00 E-mailadres [email protected]

Auteur:

ir. D.A. van 't Slot

Co-lezer:

ir. A.H.M. Kosse

13497DSLO751778

Op al onze diensten en mededelingen is DNR 2011 van toepassing. DNR 2011 is gepubliceerd op onze website onder http://www.dwa.nl/dnr

1


Inhoudsopgave Inhoudsopgave .........................................................................................................................................2 1 Samenvatting ...................................................................................................................................3 1 Inleiding ............................................................................................................................................4 2 Uitgangspunten ................................................................................................................................5 2.1 Gebouwen .............................................................................................................................5 2.2 Energievraag .........................................................................................................................5 2.3 Beschikbaarheid hout ...........................................................................................................6 2.4 Financiële uitgangspunten ....................................................................................................6 3 Besparingsmogelijkheden kasteel ....................................................................................................7 3.1 Beschrijving ...........................................................................................................................7 3.2 Besparingsopties...................................................................................................................9 3.2.1 Omschrijving maatregelen ......................................................................................9 3.2.2 Haalbaarheid ........................................................................................................11 4 Bioketel ...........................................................................................................................................13 4.1 Systeemomschrijving ..........................................................................................................13 4.2 Resultaat .............................................................................................................................17 4.2.1 Varianten ..............................................................................................................17 4.2.2 Financieel resultaat ..............................................................................................18 4.3 Detailafwegingen.................................................................................................................20 Bijlagen Bijlage I Uitgangspunt investeringen ..................................................................................................21 Bijlage II Uitwerking leidingtracé ..........................................................................................................22

2

13497DSLO751778


1

Samenvatting

Kasteel Keppel is een kasteel in het stadje Laag-Keppel. Het monumentale kasteel staat op een landgoed met enkele andere gebouwen, waaronder het koetshuis. Op het landgoed is veel bos aanwezig, waaruit resthout beschikbaar komt. Dit resthout kan mogelijk worden ingezet voor verwarming van het kasteel, de bijgebouwen en mogelijk nabij gelegen gebouwen. In deze studie zijn de mogelijkheden hiervoor onderzocht. Als eerste zijn echter de besparende maatregelen in het kasteel bekeken. Deze mogelijkheden zijn opgenomen in de volgende tabel. tabel 0.1

Haalbaarheid energiebesparende maatregelen

Maatregel

Investering (€, exclusief btw)

Energiebesparing (m3/jaar of kWh/jaar)

Energiebesparing (€/jaar)

Terugverdientijd (jaar)

Verbeteren kierdichting

24.000,-

1.766 m3

936,-

26

Isolatie zoldervloer

45.300,-

3.028 m3

1.605,-

28

Radiatorfolie

6.000,-

1.262 m3

669,-

9

Radiatorkranen

1.000,-

454 m3

241,-

4

Achterzetramen

250,- (per raam)

20 m3

11,-

23

Monumentenglas

500,- (per raam)

20 m3

11,-

47

1.500,-

505 m3

267,-

6

750,-

772 kWh

89,-

8

Optimalisatie stookruimte LED-verlichting

Een belangrijke opmerking bij deze resultaten is dat de toepassing van besparende maatregelen niet alleen leidt tot reductie van de energiekosten, maar eveneens tot een verhoging van het comfortniveau en tot behoud van het monument. Voor de toepassing van de houtketel zijn drie opties bekeken, waarbij in de basisvariant alleen het kasteel, het koetshuis en het kinderdagverblijf worden verwarmd. In de eerste variant wordt warmtelevering uitgebreid met levering aan Dorpsstraat 1-7. In de tweede variant wordt de warmtelevering verder uitgebreid tot levering aan ‘De Gouden Leeuw’ en diverse extra woningen in de Dorpsstraat. In de volgende tabel staan de belangrijkste resultaten. tabel 0.2

Overzicht investeringen

Investeringen

Basissituatie

Uitbreiding 1

Uitbreiding 2

Investering houtketel

€ 86.500,-

€ 94.000,-

€ 133.000,-

Distributienetwerk

€ 61.500,-

€ 92.300,-

€ 168.100,-

Overig

€ 55.600,-

€ 64.700,-

€ 92.300,-

€ 203.600,-

€ 251.000,-

€ 393.400,-

€ 8.100,-

€ 10.100,-

€ 15.500,-

Besparing gasgebruik

€ 24.800,-

€ 29.500,-

€ 61.300,-

Netto resultaat

€ 16.700,-

€ 19.400,-

€ 45.800,-

12

13

9

Totale investering Exploitatiekosten

Eenvoudige terugverdientijd

13497DSLO751778

3


1

Inleiding

Kasteel Keppel is een kasteel in het stadje Laag-Keppel. Het monumentale kasteel staat op een landgoed met enkele andere gebouwen, waaronder het koetshuis. Op het landgoed van circa 630 hectare is veel bos aanwezig. Vanuit dit bos komt jaarlijks een forse hoeveelheid resthout beschikbaar. Het gaat dan om hout dat niet geschikt is voor hoogwaardige toepassingen. Dit resthout kan mogelijk worden ingezet voor verwarming van het kasteel, de bijgebouwen en mogelijk nabij gelegen gebouwen. Vanuit de Trias Energetica komt het vermijden van energievraag voor de toepassing van duurzame energie. Daarom is als eerste een inventarisatie gedaan van de mogelijke besparingsmaatregelen in het kasteel. Het doel van deze rapportage is het inzichtelijk maken van de energiebesparingsmogelijkheden van het kasteel en de mogelijkheden voor de inzet van resthout voor verwarming van het kasteel, de bijgebouwen en nabij gelegen gebouwen. Als eerste zijn in hoofdstuk 4 de uitgangspunten opgenomen. Daarna zijn in hoofdstuk 5 de resultaten van de besparingsmogelijkheden opgenomen. Daarna zijn de mogelijkheden voor de inzet van resthout voor verwarming in hoofdstuk 6 uitgewerkt. Hierbij is onderscheid gemaakt tussen aan aantal varianten qua omvang van warmtelevering.

4

13497DSLO751778


2

Uitgangspunten

In dit hoofdstuk zijn de belangrijkste uitgangspunten opgenomen met betrekking tot deze studie.

2.1

Gebouwen

Op en om het landgoed zijn de volgende gebouwen aanwezig, die mogelijk kunnen worden aangesloten op de warmtevoorziening. F

E

C D

B

A figuur 2.1

Plattegrond van het gebied

tabel 2.1

Omschrijving gebouwen

Gebouwnummer

Omschrijving

A

Kasteel

B

Koetshuis, bestaande uit twee woningen en een stal

C

Opstelplaats ketel (houten, open schuur)

D

Kinderdagverblijf

E

Dorpsstraat 1,3,5,7 (woningen en een schuur). Deze worden momenteel gerenoveerd

F

Restaurant ‘De Gouden Leeuw’

G

Woningen aan de Dorpsstraat die mogelijk ook willen/kunnen aansluiten

2.2

Energievraag

Van een aantal gebouwen is de energievraag bekend. Van andere gebouwen hebben wij deze op basis van kengetallen ingeschat. In de berekeningen is uitgegaan van de volgende waarden. tabel 2.2 Gebouw

Energievraag gebouwen Jaarvraag (m3 aardgas/jaar)

Piekvermogen (kW)

Bron

A

25.235

100

B

2.500 (per woning) 5.750 (stal)1

75

C

13497DSLO751778

Niet van toepassing

Factuur mei 2013 + opname (Het jaarverbruik aan elektriciteit is 15.430 kWh/jaar) Factuur mei 2013 (stal) Factuur nummer 39 Inschatting (woning)

Niet van toepassing

5


D

10.750

35

Inschatting

E

9.000

96

Inschatting: 2.000 m3 voor woningen; 3.000 m3 voor schuur

F

50.000

330

G

2.000

25

Opgave ‘De Gouden Leeuw’ Inschatting per woning

1

Het ingeschatte verbruik is fors hoger dan het huidige gebruik (754 m3) omdat de stal momenteel vrijwel niet in gebruik is. Dit zal in de toekomst waarschijnlijk veranderen (mededeling, de heer Van Lynden)

2.3

Beschikbaarheid hout 3

In het landgoed is de aanwas van hout circa 2.500 m /jaar (mededeling van de heer Van Lynden). Hiervan is een deel beschikbaar in de vorm van hoogwaardig hout (stammen). Dit hout wordt gebruikt voor hoogwaardige toepassingen. Daarnaast komt een deel van het hout vrij in de vorm van snippers. 3 Het betreft dan circa 1.500 m aan vers snipperhout (600 ton). Dit vormt de basis voor de berekeningen.

2.4

Financiële uitgangspunten

In de volgende tabel wordt een aantal uitgangspunten weergegeven, die als basis dienen voor de uitwerking van de business case. tabel 2.3

Financiële uitgangspunten

Omschrijving

Eenheid

Waarden

Opmerkingen

Beschikbare hoeveelheid houtsnippers

[ton/jaar]

600

Stortgewicht natte houtsnippers

[kg/m3]

450

Houtprijs

[€/ton]

10

Gasprijs

[€/Nm3]

0,53

Stijging gasprijs

[%/jaar]

4%

Inflatie

[%/jaar]

2%

Inschatting kosten voor snoeien, hakselen en opslaan Op basis van gasfactuur Inclusief inflatie

Alle bedragen in deze rapportage zijn exclusief btw.

6

13497DSLO751778


3

Besparingsmogelijkheden kasteel

In dit hoofdstuk zijn de besparingsmogelijkheden voor het kasteel geïnventariseerd en op kengetalbasis beoordeeld.

3.1

Beschrijving

Gebouw Het gebouw bestaat voor het grootste deel uit massieve stenen muren, voorzien van ramen met enkel glas. De kozijnen zijn voorzien van schuiframen, die deels zijn omgebouwd tot draairamen. De kierdichting van deze ramen is niet optimaal.

figuur 3.1

Kierdichting

Er is in het gebouw geen isolatie toegepast van gevel, vloer of dak. Onder het gebouw bevindt zich een kelder. Installatie Het gebouw wordt verwarmd met twee gasgestookte ketels, type Atag, blauwe engel HR60. Deze ketels bevinden zich op de tweede verdieping van het gebouw. De verwarming wordt weersafhankelijk geregeld. De warmte wordt via een grotendeels geïsoleerd verwarmingsnet gedistribueerd door het gebouw. De afgifte van de warmte gebeurt door radiatoren en convectoren. Deze zijn voorzien van thermostatische radiatorkranen voor regeling van de warmte. Op een aantal plekken zijn deze thermostatische radiatorknoppen ingebouwd, waardoor deze niet in staat zijn de ruimtetemperatuur goed te regelen.

13497DSLO751778

7


figuur 3.2

Ingebouwde radiatorknop

Het tapwater wordt gedeeltelijk bereid met een gasgestookte boiler en gedeeltelijk met elektrische boilers. Op het gebied van ventilatie zijn er geen expliciete voorzieningen. Het gebouw wordt natuurlijk geventileerd. Gebruik Het huidige pand wordt bewoond door één echtpaar. Af en toe is er bezoek en zijn er meer bewoners van het kasteel. Er wordt selectief omgegaan met het verwarmen van ruimtes. Niet gebruikte ruimtes worden niet verwarmd. Ook de aanwezige luiken worden gebruikt om onnodig energieverlies te vermijden.

figuur 3.3

8

Gesloten luiken

13497DSLO751778


3.2

Besparingsopties

Gezien de monumentale status van het gebouw, het gebruik en de huidige situatie, zijn de volgende besparende maatregelen mogelijk: • verbeteren kierdichting kozijnen; • compartimentering; • isolatie zoldervloer; • plaatsen radiatorfolie; • vervanging radiatorkranen; • plaatsen achterzetramen; • plaatsing monumentenglas; • optimalisatie stookruimte (isolatie en kierdichting); • toepassing ledverlichting.

3.2.1

Omschrijving maatregelen

Verbeteren kierdichting De infiltratie van het gebouw kan verbeterd worden door het plaatsen van rubbers op de kozijnen, zodat de verschillende kozijndelen goed op elkaar aansluiten. Bij toepassing van deze rubbers zal de infiltratie verminderen, maar blijft er voldoende ‘lek’ over voor het waarborgen van voldoende ventilatie.

figuur 3.4

Kierdichting kozijnen

Compartimentering Tijdens de opname is aangegeven dat het gebouw selectief gebruikt wordt. Alleen de ruimtes die daadwerkelijk in gebruik zijn, worden verwarmd. Bij compartimentering worden de verwarmde en niet verwarmde ruimtes zo goed mogelijk van elkaar gescheiden. Concreet betekent dit dat de binnenmuren tussen de verwarmde en onverwarmde zone worden geïsoleerd. Gezien het feit dat de bezetting van het pand wisselend is, is er niet echt sprake van een constante verwarmde en onverwarmde zone. Deze maatregel is daarom niet van toepassing. Isolatie zoldervloer Een vrij groot ´lek´ in de constructie is het dak. Isolatie van het dak aan de binnenzijde wordt echter afgeraden in verband met het risico op condensatie op de draagconstructie. Een optie die wel relevant is, is de isolatie van de zoldervloer met drukvaste, beloopbare isolatie. Deze wordt aangebracht op de vloer van de (onverwarmde) zolderruimte. Het warmteverlies van de onderliggende verdieping wordt hierdoor verminderd.

13497DSLO751778

9


Plaatsen radiatorfolie Radiatorfolie is een warmtereflecterend folie die achter de verwarming wordt geplaatst. Hiermee wordt voorkomen dat de warmte vanuit de radiator naar de muur wordt gestraald. Vroeger werd deze folie tegen de buitenmuur aan geplaatst. Tegenwoordig is er ook folie te koop die (middels magneetjes) tegen de achterzijde van de radiator wordt geplaatst.

figuur 3.5

Detail radiatorfolie tegen achterzijde radiator

Vervanging radiatorkranen Zoals gemeld, zijn diverse radiatorkranen ingebouwd in een ombouw om de radiator/convector. Voor de goede werking is het noodzakelijk dat een radiatorkraan dezelfde temperatuur heeft als de ruimte. Alleen zo kan deze de verwarming goed regelen. Om deze ingebouwde kranen goed te laten werken, kunnen deze vervangen worden door draadloze thermostatische radiatorknoppen, die worden bediend vanaf een ruimtethermostaat.

figuur 3.6

Thermostatische radiatorkraan (draadloos, motorbediend)

Plaatsen achterzetramen Door het plaatsen van achterzetramen wordt aan de binnenzijde van het kozijn een extra ruit geplaatst. Hierdoor wordt de energetische prestatie vergelijkbaar met dat van dubbelglas. Het plaatsen van achterzetramen is alleen mogelijk op kozijnen zonder beweegbare delen en op de beweegbare binnendelen die niet achter een ander deel van het kozijn schuiven. Bij de bovendelen van de schuiframen bijvoorbeeld is plaatsing niet mogelijk.

10

13497DSLO751778


Deze maatregel hoeft niet voor het hele pand gelijktijdig te worden toegepast, maar kan ook alleen voor de meest gebruikte ruimtes gebruikt worden. Plaatsen monumentenglas In plaats van de toepassing van achterzetramen kan ook monumentenglas worden toegepast. Dit is glas met een vrijwel gelijke uitstraling als het huidige glas, waarbij met dezelfde dikte een fors hogere isolatiewaarde wordt bereikt (enkelglas met de isolatiewaarde van dubbelglas). Ook hier is plaatsing in alleen de meest gebruikte ruimtes mogelijk. Optimalisatie stookruimte In de stookruimte zijn een tweetal punten die verbeterd kunnen worden. Dit betreft enerzijds een open gat in de gevel dat niet noodzakelijk is voor de ventilatie. Daarnaast zijn de leidingen vanaf de ketel niet geïsoleerd.

figuur 3.7

Gevelopening en ongeïsoleerde leidingen in de stookruimte

Toepassen ledverlichting In het gebouw worden diverse soorten verlichting gebruikt. Naast diverse spaarlampen zijn ook op diverse plaatsen gloeilampen aanwezig. Deze kunnen worden vervangen door ledverlichting.

3.2.2

Haalbaarheid

In de volgende tabel zijn voor de hiervoor genoemde maatregelen de kosten en de besparingen geraamd op basis van kengetallen. tabel 3.1

Haalbaarheid energiebesparende maatregelen

Maatregel Verbeteren kierdichting Isolatie zoldervloer

Investering (€, exclusief btw)

Energiebesparing (m3/jaar of kWh/jaar)

Energiebesparing (€/jaar)

Terugverdientijd (jaar)

24.000,-

1.766 m3

936,-

26

45.300,-

3.028 m

3

1.605,-

28

1.262 m

3

Radiatorfolie

6.000,-

669,-

9

Radiatorkranen

1.000,-

454 m3

241,-

4

Achterzetramen

250 (per raam)

20 m

3

11,-

23

Monumentenglas

500 (per raam)

20 m3

11,-

47

1.500,-

3

267,-

6

772 kWh

89,-

8

Optimalisatie stookruimte Ledverlichting

13497DSLO751778

750,-

505 m

11


Diverse maatregelen in deze tabel kennen een vrij lange terugverdientijd. In deze tabel zijn echter alleen de voordelen op het gebied van energiebesparing meegenomen. Toepassing van energiebesparende maatregelen, zoals isolatie, kierdichting en glasverbetering leiden ook tot een verhoging van het comfortniveau en vermindering van condensvorming. Hoewel de maatregelen zich energetisch maar net binnen de levensduur terugverdienen, kunnen de verhoging van het comfortniveau en het behoud van het monument toch een rechtvaardiging geven voor toepassing van de maatregelen.

12

13497DSLO751778


4

Bioketel

In dit hoofdstuk zijn de verschillende mogelijkheden voor het gebruik van het beschikbare resthout voor verwarming uitgewerkt. Bij de financiële berekeningen is uitgegaan van het huidig gasgebruik van het kasteel, dus zonder toepassing van besparende maatregelen zoals benoemd in het vorige hoofdstuk.

4.1

Systeemomschrijving

Ten behoeve van de warmtelevering, door middel van een houtgestookte ketel, aan de verschillende gebouwen zijn diverse voorzieningen nodig. Hieronder wordt een overzicht gegeven van de benodigde voorzieningen. Brandstof Binnen landgoed Keppel komt jaarlijks circa 600 ton aan houtsnippers vrij. Het betreft verse houtsnippers, die doorgaans worden gekenmerkt door een vochtpercentage van 50% - 55%. Na het drogen tot een vochtpercentage van 35% is de energetische waarde van deze houthoeveelheid circa 150.000 Nm3 aan aardgasequivalenten (4.900 GJ). Hiervoor dienen de houtsnippers minimaal zes maanden te worden opgeslagen.

figuur 4.1

Natte houtsnippers

Aandachtpunt bij de inzameling van de brandstof zijn de volgende aspecten. • De hoeveelheid aanhangend zand dat met de houtsnippers meekomt, dient beperkt te blijven. • De houtsnippers moeten afmetingen hebben die geschikt zijn voor de ketel. De hakselaar dient hierop te worden afgesteld. Houtopslag De houtsnippers die vrij komen van de eigen percelen dienen opgeslagen en gedroogd te worden, zodat deze geschikt zijn voor verbranding. Het vochtgehalte van verse houtsnippers bedraagt circa 55%. Het grote nadeel is de lage energie-inhoud (7-8 MJ/kg). Door de snippers overdekt op te slaan, neemt het vochtgehalte af en de energie-inhoud toe. Door te voorkomen dat housnippers weer worden bevochtigd door regen, hagel of sneeuw, kan er na circa zes maanden een vochtgehalte worden verkregen van 35%. 2

De benodigde opslag voor 600 ton hout bedraagt circa 400 m . Hierbij wordt uitgegaan van een storthoogte van 3,0 meter.

13497DSLO751778

13


figuur 4.2

Houtsnipperopslag in Beetsterzwaag (links) en Voorthuizen (rechts)

In bovenstaande afbeeldingen worden twee voorbeelden weergegeven van bestaande opslagvoorzieningen voor natte houtsnippers. Voldoende ventilatieopeningen zijn nodig om het hout voldoende te kunnen laten drogen. Een goedkoper alternatief is om de houtsnippers onder een (ademend) afdekzeil te bewaren. Het nadeel is dat dit meer arbeid vergt voor het opslaan en het uithalen van de houtsnippers.

figuur 4.3

Houtsnippers onder afdekzeil (afbeelding: Ten Cate)

Houtketel Door middel van een houtgestookte ketel kan duurzame warmte worden geproduceerd uit houtsnippers. Het vermogen is afhankelijk van welke gebouwen van warmte moeten worden voorzien. De kenmerken van de houtketel zijn: • de ketel is geschikt voor houtsnippers met een vochtpercentage van 35%; • de regelbaarheid van de ketel, in combinatie met de warm water buffer, is voldoende om 100% van de warmtevraag te kunnen dekken. Bijbehorende voorzieningen bij de houtgestookte ketel zijn als volgt. • Rookgasreiniging om aan de benodigde wet- en regelgeving te kunnen voldoen. In deze business case is uitgegaan van uitsluitend een cycloon als stoffilter. Niet alle ketels voldoen met alleen een cycloon aan de geldende emissie-eisen. In dat geval is een elektrostatisch filter noodzakelijk. Dit zorgt echter voor forse meerkosten in de investering (indicatie € 20.000,-). • Houtbuffer, van waaruit automatisch de houtketel van brandstof wordt voorzien. Deze buffer dient regelmatig gevuld te worden met houtsnippers uit de centrale houtopslag. Deze wordt uitgevoerd door middel van een veeruitdraaisysteem. Via een vijzel worden de snippers naar de ketel getransporteerd. Aandachtspunt is dat dit een stabiel systeem is, aangezien het uithaal- en transportsysteem doorgaans verantwoordelijk is voor de meeste storingen. Aanbevelingen hierbij zijn bijvoorbeeld een transportvijzel met een toename van de vijzeldiameter en een toename van de vijzelspoed (progressieve vijzeltoename).

14

13497DSLO751778


figuur 4.4

•

•

Veeruitdraaisysteem (groen) transporteert houtsnippers vanuit de opslag via de vijzel (grijs)naar de ketel

Warmwaterbuffer: voor een stabiele werking van de houtketel en voor een optimale inzet van de houtketel dient er een warmwaterbuffer geïnstalleerd te worden. Deze wordt bij voorkeur nabij de houtgestookte ketel geplaatst. Een warmwaterbuffer, in combinatie met een intelligente regeling leidt ertoe dat het opgestelde ketelvermogen beperkt kan blijven. Asafvoer: een gedeelte van de houtsnippers blijft achter in de vorm van as. Dit zal circa 3% zijn. Het as wordt opgevangen in één of meerdere bakken of containers. Deze dienen regelmatig te worden geleegd. Bij het gebruik van eigen houtsnippers kan het as weer worden uitgestrooid in de bossen, aangezien het een bemestende waarde heeft.

figuur 4.5

Beoogde opstelplaats ketel en voorraadbuffer

Warmtedistributienetwerk Er is een distributienetwerk nodig om de warmte te transporteren naar alle gebouwen. Daarnaast zijn er distributiepompen, expansievoorzieningen en regelvoorzieningen nodig, die in de schuur nabij de houtketel kunnen worden geïnstalleerd. Uitgangspunt is een temperatuurtraject van het warmtenet van 80 - 60°C, zodat bij alle gebruikers de bestaande afgiftevoorzieningen gebruikt kunnen blijven worden (radiatoren, vloerverwarming et cetera). Het tracé van het distributienetwerk wordt schematisch in de onderstaande figuur weergegeven.

13497DSLO751778

15


figuur 4.6

Schematische weergave leidingtracé

Enkele opmerkingen bij de figuur zijn de volgende. • Het rode tracé geeft de basissituatie aan, waarbij de houtketel wordt ingezet voor verwarming van het kasteel, het koetshuis (met bijbehorende woningen) en de kinderopvang. Het blauwe tracé is additioneel voor het aansluiten van de schuur en drie woningen aan de Dorpsstraat. Het gele tracé is een verdere uitbreiding, waarbij ook een aantal woningen en hotel De Gouden Leeuw wordt aangesloten. • Het tracé is met name bedoeld om een raming te maken voor de benodigde investeringen. Nader onderzoek zal moeten leiden tot een definitieve tracéselectie. • Uitgangspunt bij de verdere uitwerking is dat er voor het aansluiten van het kasteel en het hotel gestuurde boringen nodig zijn onder de gracht en onder de weg. Voor de kostenraming wordt uitgegaan van goed geïsoleerde staal-/PUR-/PE-leidingen. Deze bestaan uit een stalen mediumvoerende pijp, isolatiemateriaal van polyurethaan en een polyetheen buitenmantel. Dit materiaal vormt bij de betreffende temperaturen het meest gangbare materiaal. Met name voor de rechte stukken, waarbij er geen aftakkingen of afsluiters aanwezig zijn, kunnen duopijpen worden toegepast. In figuur 4.7 wordt een doorsnee van dit leidingtype weergegeven.

figuur 4.7

16

Duopijp (bron: Twinpipe)

13497DSLO751778


Aansluitingen Elk gebouw moet worden aangesloten op het distributienetwerk. Dit betekent het volgende. • Het kasteel kan direct worden aangesloten op het netwerk, door een aansluiting te maken op de huidige verdeler. De bestaande ketels en de bestaande gasgestookte tapwaterboiler kunnen hierdoor komen te vervallen. Voor het tapwater dient een nieuwe, indirect gestookte tapwaterboiler geïnstalleerd te worden. • De overige gebruikers dienen te worden voorzien van een ‘standaard’ stadsverwarmingsset, dat zowel warmte levert ten behoeve van ruimteverwarming als voor tapwaterverwarming.

figuur 4.8

Stadsverwarmingsset

Elke aansluiting zal worden voorzien van een warmtemeter, ten behoeve van de verrekening van de hoeveelheid geleverde warmte.

4.2

Resultaat

4.2.1

Varianten

Omschrijving varianten Er worden drie variaties van het warmtenet uitgewerkt. • Basissituatie: hierbij worden het kasteel, het koetshuis (met bijbehorende twee woningen) en het kinderdagverblijf aangesloten. • Uitbreiding 1: hierbij worden drie woningen en de schuur aangesloten (dorpsstraat 1-7). • Uitbreiding 2: hierbij worden (naast bovenstaande uitbreiding) ook hotel De Gouden Leeuw en diverse woningen aan de Dorpsstraat aangesloten. Hierbij wordt uitgegaan van nog eens vijf woningen. Dit aantal is een aanname. Gesprekken met bewoners dienen hierover verdere zekerheid te geven. Overzicht varianten In de volgende tabel wordt per variant de benodigde voorzieningen aangegeven. Tevens worden het houtgebruik en de gasbesparing van elke variant getoond. tabel 4.1

Belangrijkste punten van de varianten

Aangesloten

Benodigd piekvermogen [kW] Vermogen houtketel [kW] Vermeden gasgebruik [Nm3/jaar]

13497DSLO751778

Basissituatie

Uitbreiding 1

Uitbreiding 2

Kasteel Koetshuis + woningen Kinderopvang

Kasteel Koetshuis + woningen Kinderopvang Schuur Drie woningen

Kasteel Koetshuis + woningen Kinderopvang Schuur Drie woningen Hotel Gouden Leeuw Vijf woningen Dorpsstraat

207

303

753

200

250

600

46.750

55.750

115.750

17


Warmteverlies leidingen (continue) [kW]

10

Houtgebruik [ton/jaar] Benodigd leidingwerk (over deze lengtes dient zowel een aanvoer- als retourleiding geïnstalleerd te worden)

4.2.2

15

149 DN50 x 135 meter DN40 x 50 meter DN32 x 55 meter

25

185 DN50 x 135 meter DN40 x 170 meter DN32 x 55 meter

370 DN80 x 390 meter DN50 x 135 meter DN40 x 50 meter DN32 x 25 meter

Financieel resultaat

Investering In de volgende tabel wordt, per variant, een overzicht gegeven van de benodigde investeringen. tabel 4.2

Overzicht investeringen

Investeringen

Basissituatie

Uitbreiding 1

Uitbreiding 2

Houtketel

€ 47.000,-

€ 52.000,-

€ 75.000,-

Houtbuffer

€ 16.000,-

€ 16.000,-

€ 20.000,-

€ 7.000,-

€ 8.000,-

€ 12.000,-

P.M.

P.M.

P.M.

Warm water buffer

€ 2.500,-

€ 3.000,-

€ 6.000,-

Installatie houtketel

€ 14.000,-

€ 15.000,-

€ 20.000,-

Subtotaal houtketel

€ 86.500,-

€ 94.000,-

€ 133.000,-

Distributienetwerk

€ 61.500,-

€ 92.300,-

€ 168.100,-

Bouwkundig

€ 20.000,-

€ 22.000,-

€ 25.000,-

Engineering

€ 5.000,-

€ 6.000,-

€ 10.000,-

Vergunningen

€ 4.000,-

€ 4.000,-

€ 6.000,-

€ 26.600,-

€ 32.700,-

€ 51.300,-

€ 203.600,-

€ 251.000,-

€ 393.400,-

Rookgasreiniging (cycloon) Rookgasreiniging (ESF)

Onvoorzien Totaal

Enkele opmerkingen bij de tabel zijn als volgt. • In bijlage I is een overzicht gegeven van de gehanteerde uitgangspunten voor het bepalen van de benodigde investeringen. • De bouwkundige kosten bestaan uit een vloeropstort voor de houtkachel, warmwaterbuffer en de houtbuffer. Daarnaast zijn er bouwkundige wanden nodig ten behoeve van de houtbuffer. Hierop kan het veeruitdraaisysteem worden geïnstalleerd. • Uitgangspunt is dat een cycloonfilter voldoende is om aan de nationale emissie-eisen te kunnen voldoen. Overleg met de uiteindelijke houtketelleverancier is nodig om te bepalen of er ook eventueel aanvullende rookgasreiniging, zoals een elektrostatisch filter, noodzakelijk is.

18

13497DSLO751778


Exploitatiekosten en opbrengsten In de volgende tabel worden de jaarlijkse opbrengsten en kosten weergegeven. tabel 4.3

Overzicht exploitatiekosten en opbrengsten

Exploitatiekosten en opbrengsten

Basissituatie

Uitbreiding 1

Uitbreiding 2

Elektriciteitskosten

€ 1.900,-

€ 2.400,-

€ 2.800,-

Onderhoud- en beheer

€ 4.700,-

€ 5.800,-

€ 9.000,-

Kosten hout

€ 1.500,-

€ 1.900,-

€ 3.700,-

Totale exploitatiekosten

€ 8.100,-

€ 10.100,-

€15.500,-

Vermeden gasgebruik

€ 24.800,-

€ 29.500,-

€ 61.300,-

Netto resultaat

€ 16.700,-

€ 19.400,-

€ 45.800,-

Rentabiliteit De eenvoudige terugverdientijd wordt per variant in de volgende tabel weergegeven. tabel 4.4

Overzicht terugverdientijden Basissituatie

Eenvoudige terugverdientijd

Uitbreiding 1 12

Uitbreiding 2 13

9

In de volgende grafiek wordt de netto contante waarde weergegeven. 400.000

Netto contante waard[€]

300.000 200.000 100.000 Basissituatie

0 -100.000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Uitbreiding 1 Uitbreiding 2

-200.000 -300.000 -400.000 -500.000

figuur 4.9

Jaar

Verloop netto contante waarde in de tijd

Beoordeling rentabiliteit De rentabiliteit van het project is met een terugverdientijd tussen de negen en dertien jaar middelmatig. Het project is financieel gezien haalbaar, maar niet heel lucratief. Dit wordt veroorzaakt door ene tweetal redenen. • Als eerste zijn de kosten voor het distributienet volledig meegenomen in de case. Een dergelijk net heeft echter een levensduur van tenminste veertig jaar en gaat daarom veel langer mee dan de houtketel. Zonder dit distributienet zou de terugverdientijd tussen de vier en acht jaar liggen. • Het gasgebruik van het kasteel is relatief laag, gezien de grootte van het gebouw. Dit komt doordat er bewust wordt gestookt en niet het hele kasteel wordt verwarmd. Dit relatief lage gasgebruik leidt echter ook tot een lage besparing door over te stappen op houtgebruik.

13497DSLO751778

19


4.3

Detailafwegingen

Op basis van voorgaande zijn er een aantal detailafwegingen te maken. Deze zijn hieronder benoemd. Aantal ketels Bij de opzet van de installatie kan de afweging gemaakt worden tussen het plaatsen van één grotere ketel voor het totaal benodigd vermogen of een splitsing te maken in meerdere kleinere ketels. Hierbij spelen de volgende afwegingen. • Financieel: het plaatsen van één grotere ketel is financieel gezien aantrekkelijker dan meerdere kleinere ketels. Dit wordt beperkt veroorzaakt door de prijs van de ketel, maar zeker ook door de hogere kosten van het houtaanvoersysteem, waarop meerdere ketels moeten worden aangesloten. • Bedrijfszekerheid: wanneer er meerdere ketels worden geplaatst, is de kans dat alle ketels in storing staan erg beperkt. De kans op een (tenminste gedeeltelijke) warmtelevering is dus groter dan bij één grote ketel. Dit punt kan overigens gedeeltelijk worden afgedekt door het plaatsen van een grote buffer en duidelijke afspraken met de leverancier/installateur over hersteltijden. • Regelbaarheid: ketels kunnen worden teruggeregeld van het maximale vermogen tot een minimale waarde. Bij kleinere ketels is deze minimale stap kleiner dan bij een grote ketel. Dit zorgt ervoor dat de ketels langer kunnen doordraaien en minder start/stops moeten maken. Het is op dit moment de bedoeling om de realisatie van het totale systeem (uitbreiding 2) te realiseren. Tegelijk is het realisatietraject voor de basis echter veel korter dan voor de uitbreidingen. Daarom wordt aanbevolen te starten met één ketel voor de basissituatie (200 kW). Zodra de andere gebouwen worden aangesloten, kan er een tweede ketel worden bijgeplaatst. Bij de realisatie van de eerste fase dient hier dan ook rekening mee gehouden te worden. Bij het ontwerp van onder andere de leidingdiameters, de capaciteit van het uithaalsysteem en de ketelopstelling dient hier rekening mee gehouden te worden. Aantal stooklocaties In de huidige opzet is een systeem voorgesteld met één stooklocatie en transport van de warmte naar de andere gebouwen. Hierbij wordt voor de uitbreidingen warmte onder de openbare weg door getransporteerd. Een alternatief hiervoor is om de aansluitingen aan de andere zijde van de openbare weg te voorzien van een eigen installatie. Dit wordt echter afgeraden vanuit het volgende oogpunt. • Investering: de investering voor twee gescheiden systemen is fors hoger dan de investering voor een warmteleiding in of onder de openbare weg. Temeer omdat bij het volledig vermijden van de openbare ruimte er drie installatie nodig zijn (het hotel krijgt dan ook een eigen installatie). Dit nadeel weegt zwaarder dan het voordeel van een organisatorisch makkelijker traject doordat er geen gebruik wordt gemaakt van de openbare ruimte. Locatie opslagbuffer Om het aantal start/stops van de ketel(s) te reduceren, is het plaatsen van een buffer noodzakelijk. Technisch gezien kunnen deze buffers overal in het systeem worden geplaatst. In het algemeen bevelen wij aan deze te plaatsen bij de opwekking. Dit is qua regeltechniek het makkelijkst en de buffer is zo te benutten voor alle afnemers. Lokale opslagbuffers kunnen prima aanvullend aan de centrale buffer worden ingepast. Databekabeling Voor de verrekening van de energiekosten worden de verschillende afnemers voorzien van een warmtemeter. Deze warmtemeters kunnen zowel bedraad als draadloos worden uitgevoerd. Omdat alle leidingen nog moeten worden aangelegd, is het aan te bevelen gelijktijdig bekabeling hiervoor op te nemen. Wij adviseren hiervoor Norm/88 kabel te gebruiken in stertopologie. Dit geeft de meeste flexibiliteit qua uitvoering. Om uitbreidingen in de toekomst mogelijk te maken, kunnen enkele extra kabels worden meegelegd, maar kan ook gebruikgemaakt worden van kabels met meerdere kabelquads. Hierbij kan elke aansluiting dan worden doorgelust naar mogelijk toekomstige extra aansluitingen.

20

13497DSLO751778


Bijlage I

Uitgangspunt investeringen

Omschrijving

Eenheid

Waarde

Opmerkingen

Kosten DN32

[€/meter]

107,-

Aanvoer en retour

Kosten DN40

[€/meter]

107,-

Aanvoer en retour

Kosten DN50

[€/meter]

127,-

Aanvoer en retour

Kosten DN80

[€/meter]

143,-

Aanvoer en retour

Kosten aansluitingen woningen

[€/aansl.]

2.000,-

Kosten boringen

[€/boring]

5.000,-

Kosten warmteset

[€/set]

2.000,-

Kosten archeologisch onderzoek

[€/uur]

85,-

Engineeringskosten

[%]

5%

Kosten onvoorzien

[%]

15%

13497DSLO751778

Voor kasteel € 5.000,-

Inclusief bemetering

21


Bijlage II Uitwerking leidingtracé In de volgende tabellen is het leidingtracé gedimensioneerd op hoofdlijnen. tabel II.1

Dimensionering leidingtracé basisvariant

Van

Tot

Houtketel

Splitsing

Splitsing

Koetshuis

Splitsing

Kasteel

Houtketel

Kinderopvang

tabel II.2

Vermogen (kW)

Debiet [m3/uur]

Diameter

Lengte [m]

172,0

7,4

DN50

135

72

3,1

DN32

25

100

4,3

DN40

50

35

1,5

DN32

30

Dimensionering leidingtracé uitbreiding 1

Van

Tot

Houtketel

Splitsing

172,0

7,4

DN50

135

Splitsing

Koetshuis

72,0

3,1

DN32

25

Splitsing

Kasteel

100,0

4,3

DN40

50

Houtketel

Kinderopvang

35,0

1,5

DN32

30

Houtketel

Dorpsstraat

96,0

4,1

DN40

120

tabel II.3

Vermogen (kW)

Debiet [m3/uur]

Diameter

Lengte [m]

Dimensionering leidingtracé uitbreiding 2

Van

Tot

Houtketel

Splitsing

172,0

7,4

DN50

135

Splitsing

Koetshuis

72,0

3,1

DN32

25

Splitsing

Kasteel

100,0

4,3

DN40

50

Houtketel

Kinderopvang

581,0

25,0

DN80

30

Kinderopvang

Hotel

546,0

23,5

DN80

360

22

Vermogen (kW)

Debiet [m3/uur]

Diameter

Lengte [m]

13497DSLO751778

Het verschil tussen kijken en zien.

Energiebesparing en duurzame energie landgoed Keppel

Recommend Documents