Energiebesparingen voor tuinbouw en gebouwen

Energiebesparingen voor tuinbouw en gebouwen KHK, Geel 19 april 2007 Dirk De Keukeleere [email protected] 9 juni 2006 9 juni 2006

vertrouwelijk – © 2006, VITO NV – alle rechten voorbehouden vertrouwelijk – © 2005, VITO NV – alle rechten voorbehouden

1

Overeenkomst tuinbouw -gebouwen

9 juni 2006 9 juni 2006


2

1

Aanpak TUINBOUW • BBT

GEBOUWEN • EPBD

• WKK

• WKK

• Energieopslag

• Energieopslag

9 juni 2006 9 juni 2006


3

Wat? BBT: Beste Beschikbare Technieken • Technieken – end-of-pipe + aanpassingen proces – organisatorische maatregelen

• Beste (voor het milieu in zijn geheel) – geïntegreerd : water, lucht, energie, licht, …

• Beschikbare – bewezen in de praktijk – geen overmatige kosten • redelijk t.o.v. resultaat • haalbaar voor bedrijven

9 juni 2006 9 juni 2006


4

2

BBT Glastuinbouw Energie (1) • Teeltruimte optimaal gebruiken • Ongewenste ventilatie beperken / vermijden – altijd BBT • Optimale vormgeving en oriëntatie serre • Optimale warmteproductie en –verdeling – BBT voor alle nieuwe bedrijven

9 juni 2006 9 juni 2006


5

BBT Glastuinbouw Energie (2) • Teeltomstandigheden verwarmde teelten optimaliseren mbv klimaatcomputer – BBT voor alle nieuwe bedrijven en alle grote moderne bestaande bedrijven • Goed geïsoleerde zijwanden – BBT bij warme niet-lichtgevoelige teelten

9 juni 2006 9 juni 2006


6

3

BBT Glastuinbouw Energie (3) • Warmtekrachtkoppeling (WKK) – BBT bij warmtebehoefte én grote energievraag (b.v. assimilatiebelichting) • Warmteopslagbuffer – BBT voor bedrijven > 2ha, bij warme CO2behoeftige teelten, indien voldoende warmteoverschot, én bij aardgas of lamppetroleum 9 juni 2006 9 juni 2006


7

BBT Glastuinbouw Energie (4) • Rookgascondensor (aardgasverwarmingsketels) – BBT indien nuttige toepassing voor laagwaardige condensorwarmte b.v. groeibuis of grondverwarming

9 juni 2006 9 juni 2006


8

4

BBT Glastuinbouw Energie (5) • Beweegbare energieschermen – BBT voor alle gespecialiseerde glasgroentebedrijven met niet-lichtgevoelige warme teelten, alle kasplantenbedrijven met warme teelten en alle snijbloemenbedrijven met warme teelten, mits nieuwe serretypes, én voldoende lange overgangstermijn

• Vaste schermen – BBT bij warme teelten 9 juni 2006 9 juni 2006


9

www.emis.vito.be Overzicht BBT

BBT glastuinbouw

9 juni 2006 9 juni 2006


10

5

Energie Adviesprocedure Onderzoek van 5 delen : - Gebouwschil - Verwarmingsinstallatie - Sanitair Warm Water - Zomercomfort (optioneel) - Ventilatie (optioneel)

9 juni 2006 9 juni 2006


11

EPA : gebouwschil

9 juni 2006 9 juni 2006


12

6

EAP-Audits : eerste resultaten •

Verdeling van de labels/evaluaties : Building envelope

0

5

10

15

Installation 0

20

5

10

15

Sanitary Hot Water 20

0

A+

A+

A+

A

A

A

B

B

B

C

C

C

D

D

D

E

E

E

9 juni 2006 9 juni 2006

10

20


30

13

Energie-Audit (verwarming, sanitair warm water) • Gebouwschil, verwarming, sanitair warm water. • Test van de EAP-software (CSTC, VITO, UCLARCH, ICEDD) • N=40, geïnteresseerd in (de vermindering van) hun energieverbruik

9 juni 2006 9 juni 2006


14

7

Technische analyse : Mogelijke energiebesparing? kWh/year

Yearly energy Consumption of all audited houses

80000

70000

Total theoretical Consumption [kWh]

60000

50000

40000

30000

20000

10000

0 [House ID]


22 41 26 12 32 25 39 5 21 15 20 1 18 35 13 33 37 17 34 3 4 38 19 29 23 10 40 9 6 11 8 27 24 30 2 36 31 14 16 28 7

9 juni 2006 9 juni 2006

15

Technische analyse : Mogelijke energiebesparing? kWh/year

Yearly energy Consumption of all audited houses

80000

Tussen 2% en 60% energiebesparing Reduction Sanitary Hot Water [kWh]

70000

Reduction Heating installation [kWh] 60000

Reduction Building envelop [kWh] Remaining Consumption [kWh]

50000

40000

30000

20000

9 juni 2006 9 juni 2006

0 [House ID]

22 41 26 12 32 25 39 5 21 15 20 1 18 35 13 33 37 17 34 3 4 38 19 29 23 10 40 9 6 11 8 27 24 30 2 36 31 14 16 28 7

10000


16

8

Besparing in primaire energie [kWh/jaar]

Aanbeveling

9 juni 2006 9 juni 2006

Gemiddeld

Minimum

Maximum

70

0

141

467

0

1513

950

0

8448

Binnenmuurisolatie

1001

111

3992

Isolatie van verwarmingsleidingen

1136

101

4923

Vloerisolatie

1239

245

2201

Spaardouchekop

1421

439

2744

Regelingssysteem (Thermostaat)

1990

108

6504

Isolatie van reservoir

2156

2156

2156

Buitenmuurisolatie

2283

100

5872

Dakisolatie

4995

85

31113

Zonneboiler

5735

3049

9425

Ketelvervanging

6519

1189

17765

Reflecterende folie achter radiatoren Controle ketel Deuren en Vensters


17

WKK Scheers Kontich Hogere tomatenopbrengst door CO2-bemesting • CO2 geproduceerd door gasketels – problemen bij zonnige dagen → hoge CO2-vraag → lage warmtevraag → beperking capaciteit warmteopslag • CO2 geproduceerd door WKK + minder problemen bij zonnige dagen → WKK levert warmte EN elektriciteit → lagere thermische efficiëntie t.o.v. gasketel → hogere ratio CO2-productie/warmteproductie → hogere groei en opbrengst

9 juni 2006 9 juni 2006


18

9

WKK Scheers Kontich • Scheers te Kontich - Tuinbouwbedrijf - Tomatenkweek op substraat - Verwarmde oppervlakte:

16.500 m²

• Eerste WKK project in Vlaanderen met rookgascondensor en rookgasreiniging • Subsidies via de Vlaamse Overheid (programma van de energiedemonstratieprojecten (VEA)) • Opgevolgd en geëvalueerd door VITO

9 juni 2006 9 juni 2006


19

WKK Scheers Kontich rookgassen serre

± 36°C

Rookgassencondensor

117 kW

C

117 kW ± 95°C

Rookgassenkoeler

247 kW

Katalysator warm water motorwaterkoeler

315 kW

651 kW

oliekoeler Generator

elektriciteit E

Gasmotor

55 kW

475 kW interkoeler

34 kW

G

C

aardgas

9 juni 2006 9 juni 2006


20

10

Resultaten • Meetperiode = 1 jaar • WKK - 6.550 h/jaar - aardgasverbruik : 1.024.976 m³/jaar - elektriciteitspoductie : 3.111 MWh/jaar - warmteproductie : 19.700 GJ/jaar - hoge temperatuur : 17.921 GJ/jaar(91%) - lage temperatuur : 1.779 GJ/jaar(9%) - rendementen - elektrisch : 33% - thermisch : 59% - totaal : 92% • Gasketel - warmteproductie : 10.810 GJ/jaar = 35% of van de warmteproductie bij Scheers

9 juni 2006 9 juni 2006


21

Resultaten 17.921 GJ/jaar + 1.779 GJ/jaar + 10.810 GJ/jaar hoogw. warmte WKK

laagw. warmte WKK

gasketel

4000 3500

warmtevraag (GJ)

3000 2500 2000 1500 1000 500

9 juni 2006 9 juni 2006


sep-98

aug-98

jul-98

jun-98

mei-98

apr-98

mrt-98

feb-98

jan-98

dec-97

nov-97

okt-97

0

22

11

Primair energieverbruik WKK

elektriciteit

warmte

60000

Reductie = 15.016 GJ/jaar of 31% Primair energieverbruik (GJ/jaar)

50000

48.631 40000

30000

33.615 25.455

20000

10000

0 WKK 9 juni 2006 9 juni 2006

referentie


23

CO2-emissies WKK

elektriciteit

warmte

3500

Reductie = 1.367 GJ/jaar of 43%

CO2-emissie (ton/jaar)

3000

3.216

2500

2000

1500

1.849

1.941

1000

500

0 WKK 9 juni 2006 9 juni 2006


referentie

24

12

Economische evaluatie WKK kost/opbrengst [*1000 €] Energiekost (kost per jaar) > hogetemperatuurwarmte WKK > aardgasverbruik ketel (hoge- en lagetemperatuur) Energiebesparing (kost per jaar) Exploitatiekost (kost per jaar) > ureum, water en onderhoud Netto opbrengst > energiebesparing - exploitatiekost Investering > rookgascondensor en rookgasreiniging Terugverdientijd > zonder subsdie > met subsidie

9 juni 2006 9 juni 2006

referentie kost/opbrengst [*1000 €]

52 82 30 5 25 136 jaar 5,4 3,5


25

sociale woningbouw met 12 woningen Installatie verwarmingsketels Condenserende ketel: 100 kW WKK: 12,5 kWth en 5,5 kWe zonneboiler 18,5 m² vlakke plaat 500 liter kringen verwarmingskring radiatoren woningen verwarmingskring piekboiler

9 juni 2006 9 juni 2006


26

13

sociale woningbouw met 12 woningen T8 D

D

D

C

C

C3

C C4 T4

T5 T6

M

T7

C5

M

KW

T9 T3

T1 M

C1 T2

M

E1

C2

G2

G1

G E 9 juni 2006 9 juni 2006


27

sociale woningbouw met 12 woningen

9 juni 2006 9 juni 2006


28

14

sociale woningbouw met 12 woningen 7

Gasverbruik WKK

Gasverbruik ketel

Aardgasverbruik (m³/h)

6

5

4

3

2

1

0

februari 2002 9 juni 2006 9 juni 2006


29

sociale woningbouw met 12 woningen Vaststellingen 1) condenserende ketel condenseert weinig 2) WKK draait quasi niet 3) lusverliezen werden effectief opgemeten en zijn vrij hoog

9 juni 2006 9 juni 2006


30

15

sociale woningbouw met 12 woningen Advies 1) verlaging van de stooklijn conform de dimensioneringsberekeningen 2) verlaging van de stooklijnafstand zodat retourdebiet verhoogt 3) hydraulische aanpassing waarbij WKK warmte pas na de condensor van de condensatieketel geïnjecteerd wordt 4) bijplaatsen van een buffer voor de WKK 5) omlooppomp voor het sanitair warm water ’s nachts uitschakelen

9 juni 2006 9 juni 2006


31

sociale woningbouw met 12 woningen Resultaat 1) WKK draait ongeveer 3.700 h/jaar i.p.v. 890 h/jaar. 2) condenserende ketel condenseert ongeveer 90% van de brandtijd 3) circulatieverlies sanitair warm water gedaald met 3.100 kWh/jaar of 30%.

9 juni 2006 9 juni 2006


32

16

IWT – Gesloten kas (Geskas) De projectpartners : • Vlaamse instelling voor technologisch onderzoek – Mol • onderzoek naar innovatieve decentrale energiesystemen

• Proefbedrijf der Noorderkempen - Meerle • onderzoek naar teelt van aardbei, tomaat en paprika

• Proefstation voor de Groenteteelt – St-Katelijne-Waver • onderzoek naar alle gangbare groenteteelten

• Katholieke Universiteit Leuven • onderzoeksgroep kwaliteitsbeheersing • laboratorium agrarische bouwkunde

9 juni 2006 9 juni 2006


33

IWT – Gesloten kas (Geskas) Wetenschappelijke doelstelling :

Onderzoek naar duurzame klimaatbeheersingssystemen in de glastuinbouw, gebruikmakend van innovatieve, geïntegreerde en energiebesparende technologieën met als doel de kwaliteit en kwantiteit van het geoogste product per geïnvesteerde eenheid energie te maximaliseren en tegelijkertijd de milieu-impact te minimaliseren door het sluiten van de kas.

9 juni 2006 9 juni 2006


34

17

IWT – Gesloten kas (Geskas) Cruciale onderzoeksvragen : • Welke technische installatie is voor welke teelt het meest aangewezen om een gesloten kas te realiseren ? • Welke productmeerwaarde kan er gerealiseerd worden ? • Hoeveel energiebesparing kan gerealiseerd worden voor welke teelt en hoe duurzaam is een gesloten kas ? • Wat is het kostenplaatje en de rendabiliteit ?

9 juni 2006 9 juni 2006


35

IWT – Gesloten kas (Geskas)

Ketel (WKK) Afgifte : buis-systeem

KT buffer

Gewone ‘open’ kas CO2

9 juni 2006 9 juni 2006


36

18

IWT – Gesloten kas (Geskas) Luchtgroep

Klimatisatie Warmte, koude, CO2

‘gesloten’ kas

Energiesysteem Warmte, koude, CO2

9 juni 2006 9 juni 2006

KT-buffer Warmte, koude, CO2

LT-buffer Warmte, koude, (CO2)


37

IWT – Gesloten kas (Geskas)

9 juni 2006 9 juni 2006


38

19

De ‘bronnen’ van de warmtepomp De WARMTEBRON kunnen zorgen voor de hernieuwbare energietoevoer

WARMTEPOMP Condensor

Verdamper

COP = 2..3,5..6 ηprim = 75..140…250 % Van elke kWh fossiele energie maakt de warmtepomp 0,75..1,4..3 kWh bruikbare warmte

Hernieuwbaar als ηprim > 100 % 9 juni 2006 9 juni 2006

WARMTEVRAGER

WARMTEBRON


39

Systemen voor ondergrondse energie-opslag ATES

Commerciële Systemen ⌦ ATES (KWO of Koude-WarmteOpslag) ⌦ BTES (BEO of Boorgat-EnergieOpslag) ⌦ CTES (REO of Restruimte-EnergieOpslag)

CTES 9 juni 2006 9 juni 2006


BTES 40

20

ATES – Aquifer Thermal Energy Storage (KWO of koude-warmteopslag)

9 juni 2006 9 juni 2006


41

Klina hospitaal ⌦ Nieuw hospitaal, 400 bedden ⌦ KWO met omkeerbare warmtepomp ⌦ Koeling/verwarming ventilatielucht ⌦ In bedrijf sinds aug 2000 ⌦ Monitoring ANRE-demoproject

KWO-bronnensysteem ⌦ 1 bronnenpaar / 100 m3/h ⌦ Brondiepte = 65 m ⌦ Brondiameter = 80 cm ⌦ Bronafstand = 100 m 9 juni 2006 9 juni 2006


ATES

42

21

Klina hospitaal

Zomerperiode

9 juni 2006 9 juni 2006


ATES

43

Klina hospitaal 3000

Verdamperkoude koelmachine(s)

energy deliverance (indirect) energy deliverance (direct)

Energy amounts 2003 + 2004 + 2005 [MWh]

2500

395

Koelvraag gebouw

MWh

condensor heat stored in warm well

1789 MWh 2000

koude balans 1500

03-04-05 evaporator cold stored in cold well

1850 MWh MWh

1000

Koude grondwatersysteem

456 MWh 500

Condensorwarmte koelmachine(s)

Verdamperkoude koelmachine(s) 395

Koelvraag gebouw

MWh

0 ATES-warm to cold well

ATES-cold to warm well

Heat pump - cold deliverance Heat pump - heat deliverance

1789 MWh koude balans 03-04-05

1850 MWh MWh 456

9 juni 2006 9 juni 2006


ATES

MWh

Condensorwarmte koelmachine(s)

Koude grondwatersysteem

44

22

Klina hospitaal Evaluatie 2003 – 2004 – 2005 (Luchtgroepen) • totale koudevraag = 1789 MWh • KWO-koeling (direct) = 1394 MWh (78 %) • Warmtepomp-koeling = 395 MWh (22 %) • Energiebesparing op koeling = 76 % • totale warmtevraag = 2841 MWh • KWO-verwarming (direct) = 534 MWh (19%) • Warmtepomp-verwarming = 2307 MWh (81 %) • Energiebesparing op verwarming = 69 % 9 juni 2006 9 juni 2006


ATES

45

Klina hospitaal Evaluatie 2003 – 2004 – 2005 (Luchtgroepen) • reductie primair energieverbruik : 3930 GJ/jaar • primaire energiebesparing : 85 % • CO2 emissiereductie : 207 ton/jaar • CO2 emissiereductie met 63 % • globale SPF verwarming : 5,5 • globale SPF koeling : 14,8 • financiele cijfers : • investering KWO : 750 k€ • meerinvestering tov klassieke toepassing : 300 k€ • jaarlijkse besparing : 35 k€ • eenvoudige TVT : 8,5 j (met subsidie 2 j) 9 juni 2006 9 juni 2006


ATES

46

23

BTES – Borehole Thermal Energy Storage (BEO – Boorgat-energieopslag)

9 juni 2006 9 juni 2006


47

BEO – RVT ‘De Notelaer’ Beveren ⌦ Nieuw rustoord ⌦ Zeer energiezuinig gebouw ⌦ BEO met warmtepomp ⌦ Energiezuinige verwarming én ‘top’koeling ⌦ Uitvoering 2007 - 2008

9 juni 2006 9 juni 2006


48

24

ENERGIE-VRAAG

Rusthuis: WINTER en TUSSENSEIZOEN Warmte hoge temperatuur

Warmte lage temperatuur

(radiatoren)

(vloerverwarming)

Koude lage Koude hoge Rusthuis : temperatuur ZOMERSEIZOEN temperatuur (vloerkoeling)

(ventilo)

Warmte hoge temperatuur

W armte lage temperatuur

Koude lage temperatuur

Koude hoge temperatuur

(radiatoren)

(vloerverwarming)

(vloerkoeling)

(ventilo)

Condensor

ENERGIE-AANBOD

ENERGIE-AANBOD

ENERGIE-VRAAG

BEO – RVT ‘De Notelaer’ Beveren

Verdamper

Condensor

Verdamper

Verdamper

Gasgestookte HR+ ketels

Elektrische Compressiewarmtepomp

Gasgestookte HR+ ketels

9 juni 2006 9 juni 2006

Condensor

Verdamper Koeltoren

Elektrische Compressiewarmtepomp

BEO-veld

Koeltoren

Elektrische Compressiekoelmachines

BEO -veld

Condensor

Elektrische Compressiekoelmachines


49

BEO – RVT ‘De Notelaer’ Beveren ⌦ BEO-WP zorgt voor energiezuinige verwarming én koeling ⌦ 55% van de totale verwarming ⌦

Op dit gedeelte 35% besparing

⌦ 75% van de totale koeling ⌦

Op dit gedeelte 75% besparing

⌦ Gasfactuur daalt drastisch, elektriciteitsfactuur stijgt licht (globaal 20.000 €/jaar besparing op exploitatiekost) ⌦ Meerinvestering bedraagt 80% op energie-opwekking ⌦ Terugbetaald op 8,5 jaar - zonder subsidiesteun ⌦ 70 ton minder CO2-emissie, zijnde ongeveer 30% 9 juni 2006 9 juni 2006


50

25

Energiebesparingen voor tuinbouw en gebouwen

Recommend Documents