Haalbaarheidsonderzoek naar milieu- en kosteneffectiviteit van een energieweb met geothermie en hoge temperatuuropslag in Vierpolders

MEC-V Rottedijk 10a 2751 DJ Moerkapelle Tel : (0795) 933 882 E-mail : [email protected]

Haalbaarheidsonderzoek naar milieu- en kosteneffectiviteit van een energieweb met geothermie en hoge temperatuuropslag in Vierpolders Multi Energy Concept – Vierpolders: fase 2b

Versie 1.0

Datum: 10 juni 2009

© Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze ook, zonder voorafgaande toestemming van MEC-V. No part of this publication may be reproduced in any form by print, photo print, microfilm or any other means without written permission of MEC-V.

MEC-V fase 2b

Colofon Titel & ondertitel

Referentie, versie Datum Opdrachtgever Project Auteurs

Contactpersoon MEC-V

: Haalbaarheidsonderzoek naar milieu- en kosteneffectiviteit van een energieweb met hoge temperatuuropslag en of geothermie in Vierpolders : 090610 mecv cm rapport fase 2b : 10 juni 2009 : Provincie Zuid-Holland : Multi Energy Concept – Vierpolders, fase 2b : C. Moerman (Agrimaco) C.W. van der Zalm (V&SH) G. Zwarts (DLV glas & energie): bijlage I : T. Biemond

Document historie ID/versie 0.1 1.0

Verzonden aan Bewerkt door C.W. van der Zalm Werkgroep MEC-V C. Moerman C.W. van der Zalm A. Bosma C. Moerman

Datum 28-05-09

Status Opmerking werkconcept

10-06-09

MEC-V, sustainable and future-proof

Pag. 2 / 38

MEC-V fase 2b

Inhoudsopgave 1.......Samenvatting .............................................................................................4 2.......Inleiding

.................................................................................................9

3.......Uitvoering en resultaten ...........................................................................12 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.8 3.9 3.10 3.11

Inleiding .......................................................................................................................... 12 Inventarisatie en benadering deelnemende tuinbouwbedrijven ............................... 12 Vraagprofielen van de bedrijven .................................................................................. 13 Analyse temperatuurbehoefte en web configuratie ................................................... 17 Berekenen van de nulsituatie ....................................................................................... 20 Berekenen optimale inzet MEC-V concept .................................................................. 24 Optimale configuratie Glaspark 4P .............................................................................. 26 Gevoeligheidsanalyse ................................................................................................... 27 Consequenties van opschalen design MEC-V ............................................................ 27 Kostenraming geobronnen en netwerken ................................................................... 28

4.......Discussie en conclusies.............................................................................33 5.......Aanbevelingen ..........................................................................................37 6 .......Bijlagen A tot en met I in het bijlagenrapport MEC-V 2b ................................... 38


Pag. 3 / 38

MEC-V fase 2b

1

(fase 2d) en het uitwerken van het businessplan, uiteindelijk de realisatie in 2011/2012 zal plaatsvinden.

Samenvatting In opdracht van de Provincie Zuid-Holland wordt de haalbaarheid van het toepassen van geothermie en Hoge Temperatuur opslag (HTU), gekoppeld aan een energieweb (warmtenet en een net voor gasvormige CO2 voorziening) voor de glastuinbouw in Vierpolders onderzocht. Het realiseren van een tuinbouw die minder afhankelijk is van fossiele energie past in het streven naar het verduurzamen van de economie van de Provincie Zuid-Holland. De opzet van het Multi Energy Concept is weergegeven in figuur 1.1. Dit rapport is één van de deelrapporten uit de fase van het haalbaarheidsonderzoek. In figuur 1.2 is schematisch de opzet van diverse deeltrajecten bij MEC-V aangegeven. Fase 2a en 2b zijn in afronding en fase 1 zal daarna worden afgesloten met het aanbod van een consortium om het haalbaarheidsonderzoek van MEC-V af te ronden en daar de helft van de kosten voor te dragen. Het uitvoeren van het geologisch haalbaarheidsonderzoek naar 90% zekerheid (fase 2c), ondermeer nodig voor de garantieregeling van LNV en EZ, wordt binnenkort gestart. Beoogd wordt dat na een verdere verdieping van het haalbaarheidsonderzoek

De voordelen van MEC-V zijn: overschakeling naar duurzame energie, zowel voor nieuwe als geheel of gedeeltelijk ook voor bestaande glastuinbouwbedrijven; minder of vrijwel geen afhankelijkheid van fossiele energiebronnen; grote bijdrage aan het voorkomen van emissie van fossiele CO₂; generieke toepasbaarheid, niet alleen voor nieuwe bedrijven maar ook bestaande bedrijven met ketels en of WKK worden duurzamer; warmteoverschot in de zomer van bestaande WKKbedrijven kan geoogst worden en via het warmteweb in de HTU opgeslagen worden voor benutting in de winter; WKK bedrijven kunnen in de winter de piek in warmtebehoefte dekken met warmte uit de geobron (bij benadering gaat het om ca 4 m3 ketelgas per m2); mogelijkheid tot een optimale voorziening van het gewas met CO₂ (ook voor de WKK bedrijven gedurende Off peak); aardgasbesparing bij bestaande ketelbedrijven (ca 8 m3/m2 glas per jaar); verdere verduurzaming in de toekomst wordt eerder aantrekkelijk door reeds bestaand MEC-V warmte- en CO2-web (bijvoorbeeld restwarmte uit industrie of vergisting).


Pag. 4 / 38

MEC-V fase 2b

Figuur 1.1:

Schematische weergave MEC-V glastuinbouw

WKK CO2 leiding

warmtenet WW

WW

HT warmteopslag

geothermie

Bij de uitwerking van het concept zijn ca. acht tuinbouwbedrijven betrokken die geïnteresseerd zijn in het concept. Met de energiecijfers van zes bedrijven uit Vierpolders is door DLV glas & energie gerekend aan het effect van MEC-V. Naast de gevestigde tuinders wordt in Vierpolders Glaspark 4P ontwikkeld met netto ca 24 ha glas. Deze zijn ook bij de scenario ontwikkeling betrokken. De door DLV, op basis van de

input van MEC-V, berekende scenario‟s leveren ook bij de huidige lage gasprijs een positief rendement voor MEC-V. Bij stijging van de gasprijs richting € 0,30/m3 ontstaat een aanzienlijk financieel MEC-V voordeel. De grootste CO2 efficiency is te behalen met het ontwikkelen van aardwarmtebedrijven die niet meer over een gasaansluiting beschikken. Scenario F, dat


Pag. 5 / 38

MEC-V fase 2b

maximaal aardwarmte bedrijven bevat, komt met de laagste afschrijving per kg CO2 reductie. Namelijk, bij een afschrijftermijn van 15 jaar, op € 86 per kg per jaar (zie tabel 1.3). De levering van gasvormig CO2 is van groot belang in het MEC-V concept. De contacten en mogelijkheden zullen met OCAP verder worden uitgediept. In tabel 1.1 is een prijzenmatrix gemaakt van energie- en CO2 behoefte. Op basis van de bedrijfsgegevens die DLV glas&energie van geïnteresseerde bedrijven heeft bewerkt blijkt er bij een gasprijs van € 0,30 per m3 een Figuur 1.2:

gemidddeld voordeel voor MEC-V te onstaan van € 3 per m2. De samenvatting staat in tabel 1.2 welke gebaseerd is op gegevens uit het DLV rapport bijlage I. De tabel is ontstaan door de uitkomsten per bedrijf te delen door de betrokken teeltoppervlakte. Gelet op de grote investeringen en deels onzekerheden is subsidie nodig om te kunnen starten. De toepassing van diverse regelingen, zoals de in ontwikkeling zijnde regeling voor energiewebs van LNV, is een belangrijk aandachtspunt voor de vervolgfase.

MEC-V en haar fasen

5

in bedrijf

4

bouwen

3

businessplan

FASE

2d

def. haalbaarheid

2c 2b

geo haalbaarheid

gevoeligheidsanalyse

2a

verkenning warmteopslag

1

bijeenbrengen consortium

week jaar

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

2009

52

2010


2011

2012

2013

Pag. 6 / 38

MEC-V fase 2b

Tabel 1.1:

Concept prijzenmatrix scenario F

CO2 versus m3

25 m3/jr.m2

30 m3/jr.m2

35 m3/jr.m2

40 m3/jr.m2

2

6,75

7,01

7,20

7,33

2

20 kg/m .jaar

7,29

7,55

7,74

7,87

30 kg/m2.jaar

7,92

8,18

8,38

8,51

8,56

8,82

9,01

9,14

10 kg/m .jaar

2

40 kg/m .jaar

* De voorbeelden met de concept tariefstructuur, die "vet" gedrukt zijn, zijn aan te treffen in bijlage E. Toelichting Concept prijzenmatrix in € per m2 per jaar voor energie en CO2 (bij afschrijving in 20 jaar en 3% indexatie per jaar voor de operationele kosten) uitgaande van een MEC-V deelname door 38 ha aardwarmtebedrijven, 14 ha bestaande WKK bedrijven en 10 ha bestaande ketelbedrijven. Uitgangspunt is een aardwarmtekas met 35 oC retourtemperatuur; buffers bij en van tuinder als bij WKK; ca 1% van de warmtevraag wordt voorzien middels (olie) back up; exclusief klein elektra (ad € 0,60/m2.jr) en exclusief kapitaallasten ketel op olie. De nieuwe (volledige) aardwarmtebedrijven hebben ≤ 0,8 MW/ha warmtevraag capaciteit. Als voor klein elektra ca 80 kWh per m2 ad € 0,075/kWh bijgeteld wordt in tabel 1.1., dan is de correctie ca + € 0,60/m2.jr

Tabel 1.2:

Energiekosten in €/m2.jr per bedrijf zonder en met MEC-V en het daaruit resulterende MEC-V voordeel, inclusief klein elektra en exclusief invloed van CO2 emissie reductie

Prijzen/m2.jaar per bedrijf

zonder MEC V

met MEC V

verschil per m2.jaar

1 3 4 5 6 7 Glaspark 4P

14,06 12,10 10,04 11,44 7,70 10,28 15,15

11,39 10,16 9,75 9,29 6,13 7,57 8,70

-2,68 -1,94 -0,29 -2,16 -1,57 -2,71 -6,46

Totaal gemiddeld

12,31

9,15

-3,16

*) niet te vergelijken i.v.m. elektra belichting ***) benchmark ketelgas, vergelijk met ca € 8,78

*)

**) ***)

**) niet te vergelijken i.v.m. vaste kosten WKK


Pag. 7 / 38

MEC-V fase 2b

Tabel 1.3:

Investeringsramingen voor de MEC-V scenario‟s A en E met bijbehorende CO2 reductie, zie ook tabel 3.5 in hoofdstuk 3.9 voor een verdere verklaring voor de overige scenario‟s.

scenario bestaat uit: - geobron ondiep - geobron diep - HT opslag doublet

A

E

2 (2400 m) 3

1 (2200 m) 1 (3100 m) 2

deelname (in ha kas) waarvan:

75,3

63,6

- 100% aardwarmtebedrijf garantiewarmte - bestaand WKK bedrijf`iawa‟ warmte - bestaand ketelbedrijf „iawa‟ warmte

30,2 32,6 12,5

39,2 14,4 10,0

CO2 reductie (via fossiel besparing) in kton/jaar

24,0

25,7

investeringsraming m€

33,7

33,3

afschrijving gedurende 15 jaar in €/ton CO2 reductie per jaar

93,61

86,44

Toelichting Alle bedragen zijn onder voorbehoud verdere engineering (alle HTU voorzieningen zijn gebaseerd op de ondiepe variant op ca. 215 meter diepte). De investeringsraming voor scenario E is als bijlage D bijgevoegd (de 90% haalbaarheidsstudie voor de ondiepe en de diepe doubletten moet nog gemaakt worden). In variant E is een 100% deelname van aardwarmtebedrijven voorzien: qua nieuwbouw het volledige areaal van Glaspark 4P én de uitbreidingsplannen van twee bedrijven. Hierop zijn de tarieven voor warmte en CO2 gebaseerd. In alle andere scenario's is een bijdrage op CO2 effectiviteit nodig om de prijsstelling te kunnen blijven handhaven (met globaal dezelfde IRR) indien de omvang van deelname door de nieuwe en uitbreidende bedrijven in eerste instantie bij aanvang lager is.


Pag. 8 / 38

MEC-V fase 2b

2

Inleiding De provincie Zuid-Holland heeft in het kader van haar ambities om te komen tot verduurzaming van haar economie in februari 2009 opdracht gegeven voor fase 1 van het Multi Energy Concept – Vierpolders (MEC-V). Dit onderzoek -dat nog loopt- richt zich op het vormen van een consortium om de haalbaarheid te onderzoeken van een warmteweb met geothermie en hoge temperatuuropslag (HTU). De in dit rapport behandelde fase 2b richt zich op de milieu- en kosteneffectiviteit. Dit sluit aan op de rapportage van fase 2a, die ingaat op de inpassing van hoge temperatuur warmteopslag binnen het MEC-V concept in Vierpolders. MEC-V is het concept wat middels een combinatie van hoge temperatuuropslag en energieweb beoogt een situatie te realiseren waardoor duurzame energieconcepten voor een zo klein mogelijke groep glastuinbouwbedrijven, zowel nieuwe als bestaande, aantrekkelijk worden doordat ze: uitgerekend kunnen worden over een theoretische volcontinue bedrijfstijd; en niet meer tot het risico van een individueel tuinbouwbedrijf berekend hoeven te worden.

Figuur 2.1:

Opbouw van de aarde en de mogelijkheid tot ontrekken van warmte.

Momenteel is fase 1 van MEC-V, waarin getracht wordt tot een consortium te komen, dat bereid is om minimaal 50% van het vervolg haalbaarheidsonderzoek voor haar rekening te nemen, nog in uitvoering. Fase 1 is beoogd voor de zomer 2009 afgerond te worden; de deelresultaten van fase 2a en 2b kunnen daartoe uitermate effectief ingezet worden om de consortiumvorming te bespoedigen. Inmiddels bestaat overeenstemming tussen vijf partijen om het geologisch onderzoek naar 90% zekerheid over de tot nu toe veronderstelde geothermische capaciteit, MEC-V fase 2c, in uitvoering te nemen.


Pag. 9 / 38

MEC-V fase 2b

Het MEC-V concept wordt zo klein als mogelijk en zo groot als nodig op een praktijksituatie in de bestaande glastuinbouw in Vierpolders (Gemeente Brielle) ontwikkeld. Het concept dient uitgebreid te kunnen worden middels “kralen rijgen” (het aan elkaar groeien van kleine webs) tot de gehele glastuinbouw in Vierpolders en gekopieerd te kunnen worden naar andere glastuinbouwgebieden met een geschikte diepere ondergrond.

Doelstelling Dit onderzoek beoogt inzicht te geven in het effect op kosten en milieu (besparing uitstoot van fossiele CO2) bij toepassing van het MEC-V concept voor een concrete groep glastuinbouwbedrijven in Vierpolders. Dit voor tenminste vijf bestaande en of nieuwe bedrijven met totaal minimaal 30 ha glas.

Bereiken doelstelling

Figuur 2.2:

Glastuinbouwgebied Vierpolders met aan de Noordzijde het Hartelkanaal vanwaar beoogd wordt om gasvormig CO2 per pijpleiding aan te voeren.

Voor het bereiken van de doelstelling zijn onderstaande activiteiten uitgevoerd. Deze worden uitgewerkt bij de bespreking van de resultaten in hoofdstuk 3: 1. het inventariseren van de glastuinbouwbedrijven in Vierpolders op hun potentiële geschiktheid voor het MEC-V concept op basis van areaal, gewas en opgesteld WKK-vermogen; 2. het individueel benaderen van de potentieel meest geschikte tuinders met de vraag om deel te nemen aan dit onderzoek, totdat minimaal 5 tuinders met in totaal minimaal 30 ha deelnemen aan dit onderzoek; 3. het verzamelen van de vraagprofielen van deze tuinders (warmte, elektra, CO2), draaiuren van WKK en ketel en benodigde temperaturen en dit geheel integreren tot één vraagprofiel (i.v.m. het veronderstelde, al dan niet virtuele, warmte-, CO2en elektraweb van MEC-V);


Pag. 10 / 38

MEC-V fase 2b

4.

analyse temperatuurbehoeften en eventueel daaruit voortvloeiende noodzaak tot meerdere netten; 5. het berekenen van de totale netto kosten en CO2 emissie van de huidige situatie (nul-situatie); 6. berekenen van de optimale inzet van het MEC-V concept (HTU, warmte-, CO2- en elektraweb mét aardwarmte) en de daaruit voortvloeiende netto kosten en CO2 emissie en draaiuren van WKK, ketel en MEC-V componenten; 7. berekenen van de meerkosten als er additioneel op de optimale MEC-V inzet naar extra CO2 emissie reductie wordt gestreefd; 8. berekenen van de optimale energieconfiguratie voor Glaspark 4P (de virtuele extra tuinder in de groep: 24 ha nieuw glas bij Vierpolders) met en zonder MEC-V en de daaruit voortvloeiende besparing (investering en jaarkosten) voor Glaspark 4P als gevolg van MEC-V; 9. gevoeligheidsanalyse van de uitkomst ten aanzien van de grootste risico‟s als energiemarkt, investeringen – jaarkosten MEC-V, prijsvorming tuinbouwmarkt, enzovoort; 10. welke extra investeringen en kosten ontstaan er als het design voor MEC-V (5 tuinders, 30 ha) dusdanig moet zijn dat het in principe uitbreidbaar is voor heel Vierpolders, welke effecten kan een uitbreiding hebben op de CO2 emissie reductie; en 11. naast het individuele intakegesprek met de tuinders zal ten minste een bijeenkomst worden

gehouden met de betrokken tuinders om een optimale inpassing op de praktijk te krijgen. Bij de verdere rapportage van het onderzoek is in een aantal gevallen om praktische redenen van voornoemde volgorde afgeweken.


Pag. 11 / 38

MEC-V fase 2b

3

Uitvoering en resultaten 3.2 Inventarisatie en benadering deelnemende tuinbouwbedrijven

3.1 Inleiding Gelet op de korte doorlooptijd zijn diverse activiteiten gelijktijdig gestart. Voor het doorrekenen van de energiegegevens van de deelnemende glastuinbouwbedrijven naar het MEC-V concept, is DLV Glas & Energie uit Naaldwijk (in dit rapport verder als DLV vermeld) ingeschakeld. De resultaten van de door DLV gemaakte analyse zijn in bijlage B opgenomen. Bij de bespreking van de resultaten is zo veel mogelijk de benadering uit de opdrachtbevestiging gehanteerd. Afkortigen en begrippen WKK Warmtekrachtkoppeling m3 a.e kubieke meter standaard aardgas equivalenten. In de tekst m3 gas. piekgas de hoogste behoefte op een WKK bedrijf aan aanvullend ketelgas tijdens de koudste periode COP Coëfficiënt Of Performance (kWh thermisch per benodigde kWh elektrisch voor o.a. de pompenergie) iawa „if and when available‟ (zonder capaciteitgarantie) HT of HTU Hoge Temperatuuropslag in de ondergrond (200 – 500 m) prijzen in € exclusief BTW

Voor het doorrekenen van de energie gegevens zijn er begin mei zeven bedrijven bezocht. Deze bezoeken zijn middels korte gespreksverslagen met de ondernemers teruggekoppeld. Slechts één van de zeven bezochte ondernemers zag af van deelname. Voor de presentatie van het MEC-V concept is gebruik gemaakt van het leaflet MEC-V (bijlage B) en een beknopte PowerPoint presentatie (zie bijlage C). Beoogd is dat tenminste vijf bedrijven mee zouden doen aan het verkennende haalbaarheidsonderzoek. De deelnemers dienden hun energiegegevens beschikbaar te stellen om de uitwerking van het MEC-V concept te kunnen doorrekenen. Vanwege de korte termijn waarop vanuit de bedrijven en de energieleveranciers de energie-gegevens (uurwaarden van gas en elektra) moesten worden verkregen, is uiteindelijk met de cijfers van zes bedrijven gerekend. Hiermee is de onderzoekdoelstelling op dit punt royaal gerealiseerd. Voor de eerste aanname van het in te vullen MEC-V areaal is uitgegaan van het (nieuwe) aardwarmte areaal van ca 30 ha, aangevuld met ruim 30 ha WKKbedrijven en ca 12,5 ha ketelbedrijven. Hiermee komt het totaal op ongeveer 75 ha glas komt (zie tabel.3.1).


Pag. 12 / 38

MEC-V fase 2b

Tabel 3.1:

Inventarisatie potentieel aanwezig areaal in hectaren glas in Vierpolders voor deelname aan MEC-V.

Nieuwe areaal met warmte en CO2 van MEC-V

ha

Uitbreiding 1

5,0

Uitbreiding en transitie

10,2

Glaspark 4P onbelichte groenten 1

6,0

Glaspark 4P onbelichte groenten 2

9,0

Potentiële deelname aardwarmte bedrijven

30,2

WKK-bedrijven inpassen WKK 1

6,0

WKK 2

3,0

WKK 3

6,0

WKK 3

4,1

WKK 4

5,0

WKK 5

WKK totaal nabij web

8,1

32,2

WKK 6

3,0

WKK 7

4,1

WKK 8

WKK op afstand van basis web

4,2

11,3

Inpassen ketelbedrijven Ketelbedrijven 5 à 2,5 ha

De gekozen scenario‟s A tot en met F in de verdere hoofdstukken geven steeds aan welke oppervlakten glas het uitgangspunt zijn voor potentiële deelname. Scenario A sluit aan op de rapportage van MEC-V fase 2a. Scenario F is in cijfers het meest uitgewerkt en als base case gepresenteerd.

3.3 Vraagprofielen van de bedrijven In figuur 3.2 is schematisch de warmtevraag en de voorziening daarin vanuit geothermie en vanuit HTU weergegeven. In de grafiek is de groen getrokken lijn een globale weergave van alle bedrijven waaraan capaciteitsgarantie is gegeven (de ca. 30 ha aardwarmtebedrijven). De onderbroken roze lijn is de capaciteitsgarantie, die rechtstreeks uit de geothermie bronnen komt. Zolang de lijn “totaal uit HT en geothermie” boven de vraaglijn ligt, kan er tevens warmte geleverd worden aan bestaande WKK bedrijven en aan bestaande ketelbedrijven. Met de garantietoewijzing in capaciteit (MW/ha) dient voorzichtig te worden omgegaan omdat in mei de HT voorraad leeg kan raken. Alleen de bedrijven die volledig afhankelijk zijn van warmte uit aardwarmte krijgen dan ook capaciteitsgarantie. De andere bedrijven mogen „iawa‟ de warmte betrekken.

12,5

In te passen ketelbedrijven

12,5

Aanname maximaal areaal

74,9


Pag. 13 / 38

MEC-V fase 2b

Figuur 3.1:

Schematische weergave van het netwerk MEC-V in de winterperiode, waarbij ook warmte wordt geleverd vanuit de Hoge Temperatuur opslag


Pag. 14 / 38

MEC-V fase 2b

Warmte oogsten voor HTU (zie figuur 3.3) Doordat bestaande en nieuwe WKK-teruglever bedrijven ca 80 peak uren (werkdagen van 7 – 23 uur) per week draaien, ontstaat er een overschot aan warmte in de zomerperiode die door een op te stellen warmtewisselaar bij die bedrijven geoogst kan worden. In principe kan in de zomerperiode naast rechtstreekse warmtelevering uit geobronnen aan aardwarmtebedrijven bij die configuratie van het net ook rechtstreeks geleverd worden aan bestaande ketelbedrijven. In figuur 3.3 (welke niet op schaal is omdat er een weekperiode getekend is) zijn dat de blauwe Off-peak uren. Doordat de warmte slechts met één aan- en één afvoerleiding geleverd en opgehaald gaat worden, is de periode dat er WKK warmteoverschot geoogst kan worden, beperkt tot de 80 peak uren per week. Dit zijn in de tekening de groene peak uren. De verdeling is gekozen om in het momentane WKK denken mee te gaan in 80 WKK-draaiuren (peak) per week, omdat dan de elektra terugleverprijs het hoogst is (plateau prijzen). In de weekbalans wordt (als de afnemers een voldoende grote buffer hebben) wel naar een optimalisatie voor de wekelijkse uren oogsten gezocht. Met deze optimalisatie wordt de flexibiliteit van bestaande WKK bedrijven verder vergroot en zal de levering aan bestaande ketelbedrijven nauwelijks onder druk komen te staan omdat er in de zomer een erg lage vraag aan

warmte is. Deze optimalisatie houdt in dat er niet alleen maar geoogst kan worden in de peak uren, maar ook op andere momenten in de zomer dat het aantrekkelijk is om de WKK te laten draaien vanwege de hoge elektraprijzen en er toch een warmteoverschot is. Het overschot WKK-oogst (wat in de zomer van de WKK bedrijven niet direct aan de ketelbedrijven geleverd wordt) gaat naar de HTU (zie figuur 3.3 en 3.4). Hier wordt het bewaard tot het in de winter nodig is om de capaciteit aan te vullen voor bedrijven die alleen op aardwarmte draaien of voor ketelbedrijven. Het voordeel van dit systeem is dat de WKKoverschotwarmte, die nu zonder MEC-V ‟s zomers verloren gaat, kan worden benut (met een bepaald rendement op opslag). Een bijkomend voordeel is dat de gemiddelde temperatuur waarmee de warmte de HTU in gaat, iets hoger is dan alleen de overschotten van de aardwarmte bronnen. De aan- en afvoerleidingen worden in de zomer dus meervoudig gebruikt (zowel voor het binnenhalen van WKK overschotwarmte als voor levering aan aardwarmtebedrijven en bestaande ketelbedrijven) waardoor de warmteverliezen relatief erg laag zijn. Om de warme leiding altijd warm te houden en de koude leiding altijd koud, wordt de pomprichting dus tussen off-peak en peak uren omgedraaid met een omkeerinrichting zoals gebruikelijk bij warmte/koude opslag.


Pag. 15 / 38

MEC-V fase 2b

Figuur 3.2:

Warmte levering uit HTU en Geothermie

Levering HT (Hoog Temperatuuropslag) en Geothermie Totaal inhoud HT door overschot geothermie en wkk

energie

HT 'onttrekken'

warmtevraag alle bedrijven (behalve 'bestaand ketelbedrijf')

warmtelevering vanuit geothermie

m be

r

r de ce

m be

be r

no ve

r

to ok

s st u

m be

se pt e

ju li

au gu

i ju n

m ei

ap ril

aa rt m

ar i br u fe

ja n

ua r

i

Totaal uit HT en geothermie

jaar Toelichting Schematisch model voor warmtevraag en -levering uit geothermie en hoge temperatuur opslag in één figuur. In de winterperiode met meer vraag levert HTU een aanvulling op de geobron. De HTU wordt in de zomer gevuld vanuit het verschil tussen de paars onderbroken lijn en de groene lijn (deze laatst geeft de vraag naar warmte weer). In het rapport MEC-V fase 2a, wordt in paragraaf 6.4 de warmte opslag in en levering uit de bodem behandeld.


Pag. 16 / 38

MEC-V fase 2b

Figuur 3.3:

Model weergave WKK bedrijf en HTU. glastuinbouw

voor de dagelijkse omkeer van de stromingsrichting nog kan worden gewijzigd in een bredere periode waardoor de flexibiliteit van de WKK tuinders toe kan nemen. Dat zal uiteraard in balans moeten zijn met het energie evenwicht op jaarbasis van de HT.

3.4 Analyse temperatuurbehoefte en web configuratie teruglevering elektriciteit WKK

Ketel

warmte laden en leveren TSA

HT warmteopslag

Voorkomen dient te worden dat overschotten eerst naar de HTU gaan en vervolgens direct (na warmte- en pompverlies) gebruikt worden, omdat daarmee de duurzaamheidpercentages verminderen. Er dient een ontwerp gemaakt te worden waarbij de weekbalans (via de buffer bij de tuinder) en de jaarbalans (via HTU) in evenwicht is.

Ten behoeve van de warmteoverdracht en veilige werking van de capaciteiten van de bronnen naar de afnemers, zal met gescheiden systemen (geothermie, HTU, warmteweb en tuinbouwbedrijven) gewerkt worden. Hierbij wordt warmte uitgewisseld via warmtewisselaars. Het water uit het leidingnet van het warmteweb zal dan niet het systeem van de individuele afnemer kunnen vervuilen. Het zeer corrosieve diepe grondwater uit de geothermie of de HT bron zal daardoor ook niet in het warmtedistributienet kunnen komen. Naast het genoemde voordeel is er ook een nadeel, namelijk dat de capaciteiten zullen dalen door de dTrange (delta Temperatuur = Temperatuur aanvoer – Temperatuur afvoer) bij de warmtewisselaars. Echter, aangezien een gescheiden systeem „state of the art„ is in Nederland, zal hier bij de ramingen vooralsnog ook voor gekozen worden.

Op verzoek van de geïnteresseerde tuinders zal nog worden bekeken of tijdens peak uren de bandbreedte


Pag. 17 / 38

MEC-V fase 2b

Figuur 3.4:

Energiehuishouding glastuinbouw gedurende de zomerperiode

Toelichting Model weergave (niet op schaal) van één week in de zomerperiode van het oogsten van warmte van WKK bedrijven. De kleur groen geeft de peak uren weer en blauw is off-peak. Er is een periode van 8 dagen weergegeven met 5 dagen peak vervolgens 2 dagen (weekend) off-peak en gevolgd door maandag. In de zomerperiode is er een overschot op de geselecteerde geothermie bronnen. Dit overschot kan of rechtstreeks geleverd worden naar bestaande ketelbedrijven of naar de Hoge Temperatuur (HT) opslag.


Pag. 18 / 38

MEC-V fase 2b

Dan ontstaat het volgende overzicht van temperatuurtrajecten (zie ook bijlage A) welk minimaal kunnen worden gegarandeerd: uit ondiepe geothermie bronnen 70-75 ºC. In de MEC-V rapportage fase 2a wordt ook een optie voor een hogere temperatuur uit diepere geothermie aan de orde gesteld, welke in dit rapport in scenario F verder is uitgewerkt; verlies bij warmtewisselaars 2 ºC (één keer bij geothermie bronnen, één keer bij HTU en één keer bij overdracht aan afnemers); levering in zomer bij afnemers ca. 66 ºC; levering in winter bij afnemers ca. 60-65 ºC (door menging aardwarmte doublet met aanvoer van lagere temperatuur uit HTU); voor het temperatuurregime van de opslagbronnen verwijzen we naar de rapportage fase 2a van het MEC-V concept; een nieuw aardwarmtebedrijf zal werken met een retourtemperatuur uit de kas van 35 ºC en zal daarop zijn warmtewisselend oppervlak en pompsysteem aan moeten passen. Bij deze lagere retourtemperatuur wordt meer warmte uit dezelfde hoeveelheid water geoogst, waarmee de capaciteit van de bron en het web toenemen; bij bestaande WKK bedrijven en bestaande ketelbedrijven zal „iawa‟ warmte geleverd worden met een temperatuur welke inpasbaar is achter de mengpomp van de kasinstallatie. Aangezien deze bedrijven in de winter voldoende eigen warmte met een hoge temperatuur kunnen bijmengen, worden

daarbij geen problemen verwacht. Dit zal in een detailengineering wel verder uitgewerkt moeten worden; en de temperatuur die geoogst zal worden van de zomeroverschotten van de bestaande WKK bedrijven, zal ca. 96+ ºC zijn en in de peak uren worden binnengehaald met dezelfde leiding als die gebruikt wordt om in de Off-peak uren aan bestaande ketelbedrijven en nieuwe aardwarmtebedrijven te leveren. Bij de aan MEC-V deelnemende bestaande WKK bedrijven zal in de zomerperiode met een omkeerinrichting van de aanvoer- en retourleiding moeten worden gewerkt. De energiebalans per dag zal nog een controlepunt moeten zijn in de verdere haalbaarheidsstudie. De deelnemers hebben namelijk aangegeven prijs te stellen op een breder tijdvenster dan alleen de peak uren waarin zij eventuele warmteoverschotten van de WKK kunnen leveren aan MEC-V, teneinde de bestaande WKK installatie maximaal te optimaliseren. Voor een verdere beschrijving van het concept temperatuur ontwerp wordt verwezen naar bijlage A. Bovenstaande temperatuuranalyse is gemaakt voor scenario A met twee ondiepe geothermie bronnen. Als ook de diepere (hetere) geothermiebron wordt gekozen dan worden alle temperaturen en de dT range aanmerkelijk hoger. Dit is in bijlage F (warmte netontwerp) gekozen als uitgangspunt voor de bepaling


Pag. 19 / 38

MEC-V fase 2b

van de concept diameter. Voor de temperatuuranalyse in het web en naar de afnemers welke bij scenario F behoren kan bijlage H gelezen worden “Warmte Aflever Stations en temperatuuranalyse”.

noodzaak tot meerdere netten. Na de weergegeven analyse van de temperatuurbehoefte en de web configuratie in dit hoofdstuk en na de weergave van het netontwerp in figuur 3.5 kan geconstateerd worden dat één net, bestaande uit aanvoer- en afvoerleiding, voor warmte voldoende kan zijn.

Netontwerp (zie figuur 3.5) Bij de tracétekening in figuur 3.5 is de potentie van het aantal en de omvang van aardwarmtebedrijven aangegeven. Ook de plaats van de mogelijke pomplocatie is aangegeven. In het MEC-V rapport fase 2a is de berekening toegevoegd. De energie efficiency voor levering en oogsten van warmte in het aan- en afvoer leidingnet is voorzichtig geraamd op een COP van 80. De voorlopige omvang van het aardwarmteareaal, voor de berekeningen van diameters van de leidingen, is gesteld op 30,2 ha. Er is ook een controle gedaan op de oogstcapaciteit in de peak uren bij de bestaande WKK bedrijven. De diameterkeuze voor de wintersituatie is leidend voor het ramingontwerp. Er dient nog wel een controle gedaan te worden op de diameterkeuze nadat het aantal en de vraag van de deelnemende afnemers bekend is. De diameterberekeningen voor scenario A zijn opgenomen in het MEC-V rapport fase 2a. In de onderzoeksopdracht voor deze rapportage is de vraag gesteld om de temperatuurbehoeften te analyseren en de eventueel daaruit voortvloeiende

In de zomer zal er dan wel met een omkeerinrichting gewerkt gaan worden zodat op uren dat er bij bestaande WKK bedrijven elektra teruggeleverd wordt, de warmte geoogst kan worden met de warmtewisselaar. En op uren dat er geen elektra teruggeleverd wordt, zal met hetzelfde warmtenet de vervangingswarmte van ketelgas aan bestaande ketelbedrijven of aan de weekbuffers van bestaande WKK bedrijven plaatsvinden. Bij de uitgangspunten die in dit rapport beschreven zijn en van bijlagen voorzien zijn (bijlage A, F en H) mag geconcludeerd worden dat het netontwerp met een enkelvoudige aan- en afvoerleiding voor warmte voldoende is. Dit indien de pomplocatie in relatie met de geothermie bronnen en de HTU op de juiste plaats gesitueerd kan worden. De gekozen pomplocatie is in figuur 3.5 weergegeven.

3.5 Berekenen van de nulsituatie Bij het berekenen van de nulsituatie is een bepaalde tariefstructuur aangenomen voor de kosten van capaciteit, warmte en CO₂.


Pag. 20 / 38

MEC-V fase 2b

Aangezien: de berekeningen van de kostenramingen; de berekeningen van de energie-effectiviteit; de inschatting van subsidietrajecten (ca 40%); en de inschatting van de looptijd van de business case zijnde 20 jaar na aanvang van 1 januari 2012; nog prematuur zijn, is de volgende tariefstructuur bij de berekeningen door DLV glas & energie gevolgd: 1. Tarieven: gas € 0,205/m³ elektriciteit plateau € 0,815/kWh elektriciteit dal € 0,435 ct/kWh verkoop elektriciteit 85% van inkoop inkoop CO2 € 0,10/kg 2. Veronderstelling dat andere indeling plateau- en daltijden zullen geen effect op inzet WKK (de verwachting is echter dat het aantal peak uren terug zal gaan van ca 80 naar ca 60 per week). 3. Warmtelevering in volgorde van: o Glaspark 4P en de beoogde twee aardwarmtebedrijven; o gevolgd door vraag van ketel en WKK bedrijven; o andere bedrijven in de straat; o en verder. 4. Vraag CO₂ wordt 100% gedekt. 5. Glaspark 4P voor 9 ha tomaat en 6 ha paprika geheel invullen met aardwarmte, dus geen WKK. 6. Huidige vaste kosten WKK niet meenemen.

Als principe is genomen dat bedrijven een vastrecht per ha per jaar voor zowel de warmte- als de CO₂ aansluiting betalen en dat de commodityprijs (prijs per m³ aardgasequivalent of kWh) daardoor laag is. De concept tariefstructuur MEC-V (zie bijlage E) werkt met een glijdende schaal, afhankelijk van het soort bedrijf. Deze glijdende schaal is afhankelijk van het verbruik van ca 8 m³/m².jaar verbruik voor een bestaand bedrijf op basis van „iawa‟ tot 25-35 m³/m².jaar verbruik voor een nieuw volledig geothermie bedrijf. Het voordeel van de tariefstructuur voor warmte met het MEC-V concept is, dat de warmteprijs inclusief toeslagen voor distributie, transport, onbalans en energiebelasting is. Naast de vrij gedetailleerde berekeningen van DLV en de gespecificeerde concept tariefstructuur in de bijlage, is er een eenvoudig overzicht van de voordelen per bedrijf te geven: bestaande WKK bedrijven kunnen tot 8 m3/m2.jr besparen en de besparing is dan op warmte ca € 0,08 per m3 gas, totaal ca € 0,50-0,75 per m2/jr. Wel verwachten we dan dat deze bedrijven ook in de zomer WKK warmteoverschotten terugleveren aan de opslag, aangezien anders de energiebalans niet klopt; en bestaande ketel bedrijven kunnen ook tot 8 m3/m2.jaar besparen en de besparing is dan op warmte ook ca € 0,08 per m3 gas en betekent ook ongeveer € 0,50-0,75 per m2/jr.


Pag. 21 / 38

MEC-V fase 2b

Figuur 3.5 P 1 2 3 4

is is is is is

Warmteleidingen voor aardwarmtebedrijven in Vierpolders

mogelijke pompopstelling (verzamelpunt bronnen en opslag) 4,0 ha (potentiële uitbreiding op areaal van al gevestigde tuinder) 9,0 ha (potentie in Glaspark 4P 7,0 ha (potentie in Glaspark 4P ) 10,2 ha (5,0 ha bestaand en potentiële uitbreiding van5,2 ha)

Warmteleiding (aan en afvoer) in netontwerp

Aanvoer OCAP CO2 vanuit noordelijke richting (Hartelkanaal)

Warmteleiding (aan en afvoer) optie naar WKK bedrijven

4

3 2

1 p


Pag. 22 / 38

MEC-V fase 2b

Opmerking Genoemde € 0,08 verschil per m3 ontstaat als verschil van de inkoopkosten van een m3 gas, inclusief de distributie, transport en energiebelasting toeslagen, die bij normale inkoop gelden, met de kosten voor een m3 a.e. zoals de afnemer die bij de MEC-V tariefstructuur zou gaan betalen. Naast de besparingen op warmtekosten kunnen deze bestaande bedrijven door de inzet van voldoende gasvormige CO2 hun bedrijfsproces (en productieopbrengst) verder optimaliseren. Die effecten zijn per individueel bedrijf verschillend en zullen in deze rapportage niet worden meegenomen.

Nulsituatie(s) In de onderzoeksopdracht voor deze rapportage is de vraag gesteld om de netto kosten en CO2 emissie van de huidige situatie te berekenen. Aangezien we voor de volledigheid in dit rapport meerdere scenario‟s hebben doorgerekend is er per scenario een nulsituatie te definiëren omdat nulsituatie emissie en emissie eindsituatie afhankelijk zijn van de deelnemende areaal in het scenario. Om zoveel mogelijk aansluiting te zoeken met de rapportage uit bijlage A geven wij allereerst voor dat scenario, met 6 bestaande bedrijven (waarvan 5 met

WKK) en 15 ha uitbreiding in Glaspark 4P en twee uitbreidingen in bestaande bedrijven, de berekende nulwaarde en CO2 emissie: Op bladzijde 13 van de bijlage A (rapportage DLV) is terug te vinden in de kolom “2008+uitbreiden” dat de nul situatie zonder MEC V en inclusief de uitbreiding van de twee bedrijven totaal m€ 5,0 netto kosten geeft en dat dit met MEC-V totaal m€ 4,3 is. Hierdoor is het voordeel voor de situatie met MEC-V totaal m€ 0,8. Hierbij is wel een vergelijking gemaakt met de Glaspark 4P areaal en de uitbreidingen bij de twee tuinders met ketelgas als bench mark. Voor dezelfde nulsituatie is de emissie CO2 52,3 kton per jaar zonder MEC-V en met MEC-V 34,0 kton per jaar waardoor de CO2 emissie reductie (voordeel MEC-V concept ten opzichte van bench mark) totaal 18,2 kton per jaar is. Verder in de rapportage hebben wij bij de scenario‟s alleen de getallen van het verschil tussen “met” en “zonder” MEC-V weergegeven. Voor scenario F waarop dit rapport is geconcentreerd is het verschil in CO2 emissie 25,7 kton per jaar. Dit is verder in tabel 3.2 bij hoofdstuk 3.6 en in tabel 3.5 in hoofdstuk 3.9 weergegeven.


Pag. 23 / 38

MEC-V fase 2b

3.6 Berekenen optimale inzet MEC-V concept De meest ideale combinatie van reductie van kosten en van verbruik van fossiele brandstof reductie ontstaat met een zo groot mogelijk areaal bedrijven die "volledig" overgaan op aardwarmte en CO2 van MEC-V concept. Elders is in scenario E de raming en omvang van de investeringen en jaarkosten voor dit concept aangegeven, maar voor de duurzaamheidimpact gelieve onderstaande tabel 3.2 te gebruiken. Zoals te zien, is er een hele slag te maken richting duurzaamheidwensen van de afnemers, Provincie Zuid Holland en andere belanghebbenden. Door duurzamere productie zal het gebied Vierpolders (de afnemers die mee gaan doen) toekomst gereed zijn. Dit leidt tot de gebruikte pay off in dit rapport: sustainable and future proof.

3.7 Meer kosten bij extra CO2 emissie reductie In voorafgaande behandeling werd ondermeer aan de hand van de berekeningen van DLV een aanzienlijke CO2 reductie geraamd. Hierbij is uitgegaan van een bepaalde deelname van bedrijven die op het aan te leggen netwerk aan te sluiten zijn. Bij verdere opschaling zal de infrastructuur en capaciteit ook passend moeten zijn. Uiteraard is een berekening van meerkosten om tot een hogere CO2 reductie efficiency te komen pas concreet

te maken, als bekend is welke bedrijven werkelijk mee gaan doen met MEC-V. Voor dit rapport heeft DLV (in bijlage B) de berekeningen gebaseerd op de gasverbruikgegevens van de afgelopen drie jaar van een zestal bedrijven, die in potentie geïnteresseerd zijn om mee te doen aan MEC-V om uitstoot van fossiele CO2 te reduceren en te besparen op fossiele brandstoffen. Om te evalueren wat verschillende scenario‟s als uitkomst geven op de CO2 reductie en de benodigde investeringen en kosten, wordt verwezen naar tabel 3.5. Bij deze scenario‟s is ook mogelijke deelname betrokken van bedrijven, die niet zijn geïnterviewd. Scenario E is onderbouwd met een specificatie van de raming (bijlage D). Uiteindelijk is bij scenario E een potentie van 25,7 kton CO2 reductie per jaar te bereiken. Over een periode van 15 jaar correspondeert dit met lasten aan afschrijving van afgerond ruim € 86 per ton CO2. in die periode van 15 jaar bespaarde ton. Als MEC-V de CO2 reductie in het gebied op wil voeren is het noodzakelijk dat: geheel Glaspark 4P gaat deelnemen (dus 24 ha in plaats van de veronderstelde 16 ha); en de uitbreidingen van de twee bestaande bedrijven doorgaan én dat die volledig voor MEC-V kiezen met hun uitbreiding; en de bestaande WKK bedrijven en de bestaande ketelbedrijven gaan meedoen. Dan ontstaat scenario D in tabel 3.4 van hoofdstuk 3.11.


Pag. 24 / 38

MEC-V fase 2b

Tabel 3.2:

Samenvatting duurzaamheid (zie ook prognose ha deelname scenario F): 25,7 kton CO2 reductie

De twee rechtse kolommen vermelden respectievelijk de fossiele brandstofbesparing in m3 en de CO2 reductie per jaar. ha

bedrijf

28,0

aardwarmte

99%

34,65

10,2

aardwarmte

99%

25,00

10,0

ketel zomer ketel winter WKK zomer

iawa iawa iawa

3,50 3,00 3,00

WKK winter

iawa

4,70

14,4

62,6

besparing m3/m2.jr

toelichting onbelichte groenten 35 m3/m2.jaar -1% verbruik ander potentieel bedrijf direct uit aardwarmte ketelgas via HT direct uitbalanceren uit aardwarmte ketelgas via HT m3 gas per jaar :

m3 totaal/jr besparing

ton CO2 /jr

9.702.000

18.434

2.550.000

4.845

350.000 300.000 430.749

665 570 818

674.731

1.282

14.007.480

26.614

kWh correctie: pompen

25.683 Als MEC-V alle glasareaal dat in gebied Vierpolders aanwezig is kan aansluiten, ontstaat 30,2 kton CO2 reductie per jaar. Echter, daarbij stijgen de lasten vand aan afschrijvingen wel tot ruim € 100 per ton gereduceerde CO2 (bij berekening over 15 jaar). Globaal kan dus gesteld worden dat in vergelijking met scenario E, de extra kapitaalslasten vijftien jaar lang ruim € 15 extra per ton CO2 reductie bedragen in scenario D. Voor de berekende periode van vijftien jaar is dan m€ 6,8 nodig. Deze getallen worden hoger als de afschrijvingperiode wordt ingekort tot bijvoorbeeld tien

bruto

-931 netto

jaar. Zodra de werkelijke getallen na intekening op deelname en na voorontwerp van de installatie bekend zijn, zal de berekening opnieuw gemaakt moeten worden. Wellicht is er een partij of zijn er partijen of een overheid die voor de extra CO2 reductie deze m€ 6,8 boven de genoemde prognose van subsidies (zie discussie in hoofdstuk 4) als extra prikkel ter beschikking wil stellen om tot maximale duurzaamheid te komen. De tariefstelling moet dan voor de extra ha deelname aan MEC-V uiteraard wel interessant genoeg zijn.


Pag. 25 / 38

MEC-V fase 2b

3.8 Optimale configuratie Glaspark 4P In onderstaande tabel is globaal aangegeven wat de duurzaamheidpotentie is per type MEC-V deelnemer. Tabel 3.3

Verbetering van de duurzaamheid per bedrijfstype bij aansluiting op MEC-V

duurzaamheidverbetering prognose per type bedrijf

bestaand ketelbedrijf twee keer 4 m3/m2 per jaar (één keer zomer- en één keer piekgas) bestaand WKK bedrijf twee keer 4 m3/m2 per jaar (één keer zomer en één keer winter) nieuw aardwarmtebedrijf met aftrek voor:

reductieverbruik t.o.v. bestaand verbruik in m3/m2..jr bruto

netto

bestaand gebruik

reductie in %

8,0

7,6

25,0

30,4

8,0

7,6

70,0

10,9

35,0

32,9

35,0

94,0

Voor de omrekening van bruto naar netto m3/m2 is de factor 95% toegepast en voor aardwarmte bedrijven in verband met back up olie 94%. Na diverse verbeterslagen in de modellering is In tabel 3.2 is weergegeven dat voor geheel Glaspark bevestigd dat de grootste optimalisatie in 4P en twee bestaande tuinen als potentiële deelnemers, energiebesparing op fossiele brandstoffen en daardoor met hun geplande uitbreidingen, totaal 39,2 ha in de grootste reductie op CO2 uitstoot, ontstaat bij zoveel aardwarmte is te voorzien. Samen met „iawa‟ warmte mogelijk nieuwe volledige aardwarmtebedrijven. leveren aan 10 ha bestaande keteltuinen en 14,4 ha „iawa‟ warmte leveren aan bestaande WKK tuinen, geeft De beste case ontstaat als geheel Glaspark 4P mee zou dat een CO2 reductie van ruim 25 kton per jaar bij doen samen met twee andere potentieel volledige deelname. Deze case is als base case geïnteresseerde tuinders die nog uitbreidingen gepland gespecificeerd in de raming van de benodigde hebben staan. Daar zou dan de meest optimale investeringen in bijlage D. verhouding geothermiebronnen en HTU bij gezocht


Pag. 26 / 38

MEC-V fase 2b

moeten worden, zodat de goedkope aardwarmte alle fossiele brandstoffen gaat vervangen. In de tabel 3.4 zijn de uitkomsten opgenomen in een matrix, als er verschillende CO2 en warmtebehoeften naast elkaar worden gezet.

Bij de rekenprijs van € 0,205 per m3 gas wordt een gemiddelde positieve uitkomst voor MEC-V berekend. Echter bij een gasprijs van € 0,30 per m3 ontstaat er een groter voordeel voor MEC-V met een grotere reductie op de energiekosten. Hierboven komt nog de mogelijkheid om de vermeden CO2 emissie te verwaarden.

3.9 Gevoeligheidsanalyse Het spreekt voor zich dat er diverse zaken zijn die de berekende uitkomsten kunnen beïnvloeden. In deze paragraaf komen aan de orde CO2 reductie, kosten van vermeden CO2 en varianten in de MEC-V infrastructuur. Aan de hand van de geleverde gegevens van de zes bedrijven en Glaspark 4P, loopt de te bereiken CO2 reductie uiteen van ca 18,2 tot ruim 30 kton per jaar. Deze ca 18,2 kton CO2 emissie reductie (zie tabel 3.4) sluit aan bij het rapport van DLV van 28 mei 09 (bijlage I). DLV rapporteert aan de hand van verbruikscijfers van 2008 een prognose van 18 kton reductie aan uitstoot van fossiele CO2 per jaar als alleen het ketelgas van bestaande benaderde partijen wordt vervangen door MEC-V warmte. Het realiseren van 30 ton CO2 volgens scenario D vraagt aanzienlijk meer investeringen om het volledige glasareaal in Vierpolders aan te laten sluiten. De optie om het volledige Glaspark 4P op aardwarmte in te richten is binnen bereik en levert dan los van WKK en ketelbedrijven een CO2 reductie van ongeveer 25,7 ton per jaar, het scenario E (tabel 3.5).

Voor de prijs per ton vermeden CO2 is DLV uitgegaan van € 15 hetgeen bij 18.250 ton ongeveer € 273.750 is. In de analyse bijlage G zijn de effecten op het projectrendement (IRR) berekend bij respectievelijk 10,15 en 20 €/ton CO2 reductie. Bij scenario F mag met een besparing van 25 kton CO2 reductie per jaar gerekend worden. Als gevoeligheidanalyse voor scenario Eis bijlage G bijgevoegd. Deze zal bij het vervolg onderzoek naar de haalbaarheid met details onderbouwd worden.

3.10 Consequenties van opschalen design MEC-V Om het idee van MEC-V -namelijk het rijgen van kralen- te optimaliseren, kan overwogen worden om met opschalinsopties hiervoor rekening te houden. Hierbij kan gedacht worden aan het verbinden met het aan-grenzende tuinbouwgebied Tinte. Ook kan gedacht worden aan het mogelijk maken dat andere warmtebronnen uit de industrie of biovergisting en


Pag. 27 / 38

MEC-V fase 2b

worden aangesloten. Met het oog hierop dient bij de ontwikkeling van de MEC-V infrastructuur rekening gehouden te worden met de volgende opties (zij het niet uitputtend). Voor het vervolgonderzoek naar de directe haalbaarheid wordt aanbevolen om deze opties verder uit te werken. de mogelijkheid tot aansluiting en doorvoer van restwarmte van de industrie in Botlek naar Vierpolders en Tinte. De meerprijs bedraagt ca m€ 1,35 voor een diametervergroting van NW (nominale wijdte of inwendige doorlaat) 200-300 mm (staal/pur/pe) naar max 500 mm NW en heeft betrekking op ca 50% van het web (ca 1,8 km warmtedistributienet); een meerprijs voor het verzwaren van de CO2 aanvoerleiding, vanaf noordzijde Brielsemeer over een afstand van ca 4 km, bedraagt voor een vergroting van het doortransport van 10 ton per uur naar 25 ton per uur (om ook het gebied van Tinte te voorzien), ca. m€ 1,2; een meerprijs voor het verzwaren van het afleverstation van OCAP van 10 ton per uur naar 25 ton per uur zal ca m€ 0,5 extra investering vereisen. Dit onder voorwaarde dat OCAP in verband met beschikbaarheid van de bronnen deze aanbieding voor capaciteitsreservering wil doen; en een meerprijs voor de verlenging van de levensduur van de geothermie bronnen bedraagt ca m€ 0,25 per doublet. Voor de opties met twee geothermie doubletten is dat dan ca m€ 0,5 en

voor de optie met drie doubletten is dat dan ca m€ 0,75 extra. De geprognosticeerde levensduur gaat dan van ca. 20 jaar naar ca. 30 jaar doordat de hart-op-hart afstand van de onttrekking- en injectieput van ca 1 km wordt vergroot naar ca 1,5 km.

3.11 Kostenraming geobronnen en netwerken Een specificatie van de investeringen voor scenario F in geobronnen en warmtenetwerk is opgenomen in bijlage D. Deze raming is gebaseerd op de volgende investeringen in de infrastructuur van MEC-V: een doublet geothermie op ca. 2.200 meter diepte een één doublet op ca. 3.100 meter; twee ondiepe doubletten HTU in de formatie van Maassluis (ca 215 m); netwerk met twaalf afnemers voor warmte; en een afname van 10 ton per uur gasvormig CO₂ vanaf een externe bron. Deze investeringen zijn geraamd met een nauwkeurigheid van +/- 10% op ongeveer m€ 33,3. Hierbij is geen rekening gehouden met subsidies (tabel 3.6). Bij 40% subsidietoerekening (EIA, MEI, UKR, provincie ZuidHolland en LNV voor energienetwerken als die regeling in 2009 ontstaat) is de investeringsdruk ca m€ 20.


Pag. 28 / 38

MEC-V fase 2b

Tabel 3.4:

Investeringsramingen voor zes mogelijke MEC-V scenario‟s en vermijding van CO2 emissie

Scenario Bestaat uit: - geobron 2200 m - geobron 3100 m - H T opslag doublet deelname (in ha kas) waarvan: a.

100% aardwarmtebedrijf garantiewarmte

A

B

C

D

E

2 (2400 m) 3

2 2

2 2

3 3

1 1 2

75,3

56,2

39,2

91

63,6

30,2

30,2

39,2

39,2

39,2

b.

bestaand WKK bedrijf`iawa‟ warmte

32,6

26,0

0

39,3

14,4

c.

bestaand ketelbedrijf „iawa‟ warmte

12,5

0

0

12,5

10,0

CO2 reductie (via fossiel besparing) in kton/jaar

24,0

18,25

23,7

30,2

25,7

investeringsraming m€

33,7

30,0

30,0

46,0

33,3

investering in €/ton CO2 reductie per jaar

1404

1644

1321

1525

1297

afschrijving gedurende 15 jaar in €/ton CO2 reductie per jaar

93,61

109,58

88,13

101,63

86,44


Pag. 29 / 38

MEC-V fase 2b

* Toelichting bij tabel 3.5: Alle bedragen exclusief BTW en onder voorbehoud verdere engineering (alle Hoge Temperatuur opslagvoorzieningen met de ondiepe variant). De ramingbegroting van scenario E is als bijlage D bijgevoegd (de 90% haalbaarheidsstudie voor de ondiepe en de diepe geothermie doubletten moet nog gemaakt worden) Voor scenario B is door DLV een rapport gemaakt dat als bijlage I is bijgevoegd. In scenario E is een 100% deelname van aardwarmtebedrijven voorzien qua nieuwbouw het volledige areaal Glaspark 4P en qua uitbreidingsplannen twee bedrijven. Hierop zijn de tarieven voor warmte en CO2 gebaseerd. In alle andere scenario's zou het welkom zijn als er een bijdrage is op CO2 effectiviteit. Dit om de prijsstelling te kunnen blijven handhaven (met globaal dezelfde IRR) indien de omvang van deelname in eerste instantie (aanvang) lager is.

Voor de investering in CO2- en warmtenetwerken (totaal m€ 3,8 en m€ 8,9 = m€ 12,2) wordt een stimulering vanuit de rijksoverheid verwacht van ca. 40%. Die subsidie is nog niet hard en zal in de haalbaarheidsfase nader onderzocht moeten worden.

Bij een afschrijving van 20 jaar en 3% jaarlijkse indexering op de inkoop en verkoopprijzen) ontstaan dan de volgende globale jaarkosten (in m€):

-

De presentatie van exploitatiekosten wijkt hier iets af ten opzichte van rapport 2a, omdat het deelnemende areaal is aangepast in scenario E.

-

Tabel 3.5:

-

Investeringsraming in geobronnen en netwerken m€ op basis van scenario E. 18,9

-

geothermiebronnen (levensduur ca 20 jaar met ondergrondse hart op hart afstand tussen koude en warme bron van ca 1.000 m) CO2 netwerk warmtenetwerk (inclusief m€ 1,5 HTU) voorontwerp en (pre)engineering e.d.

-

totaal

33,3

Tabel 3.6:

3,8 8,9 1,7

Globale jaarkosten in m€

kapitaallasten (rente en afschrijving) onderhoud (1% van investering exclusief engineering) CO2 inkoop per jaar elektriciteitskosten pompen beheer en administratie kosten ed totaalkosten per jaar


1,50 0,30 0,95 0,55 0,30 3,60

Pag. 30 / 38

MEC-V fase 2b

Ten tijde van de voorinschrijving van potentiële tuinders zal het gehele netontwerp nog moeten worden geoptimaliseerd en aangepast aan de werkelijke belangstelling De meest ideale configuratie is gelegen in het benutten van de diepere laag geothermie op ca 3100 m met hogere temperatuur. Hiervan zal de warmtewaarde (in debiet, temperatuur en COP waarde van de pompenergie) beter zijn dan de geothermiebronnen op ca 2.200 m diepte. Op de diepte van 3.100 m wordt water verwacht van meer dan 95 ºC. Er dient echter eerst een 90% haalbaarheidsonderzoek afgerond te worden voordat scenario E als richtinggevend gekozen wordt en verder uitgewerkt kan worden.

Voor het verhogen van de bijdrage van de HTU is in een separaat rapport (MEC-V fase 2a) de grote wenselijkheid van de diepe geothermie bron in de formatie van Maassluis aangetoond teneinde een grote slag te maken naar een zo duurzaam mogelijke inrichting van het glastuinbouwgebied Vierpolders. In hoofdstuk 3.8 en 3.9 zijn al de gevoeligheden op de investeringomvang en op de CO2 emissie reductie inzichtelijk gemaakt. Tevens zijn in hoofdstuk 3.10 de consequenties voor enkele schaalaspecten geïnventariseerd.

Globale financiële analyse van scenario E In verband met de langere afstand voor de aanvoer van het CO2 net zal de CO2 prijs hoger zijn dan in het Westland en Oostland. Aardwarmte, HTU en warmteweb voor nieuwe of bestaande tuinbouwbedrijven zal echter niet ontwikkeld kunnen worden zonder beschikbaarheid van een CO2 bron. Het 90% haalbaarheidsonderzoek van de geothermie bronnen is noodzakelijk. De eerste bron heeft de hoogste onzekerheidsmarge en daarom zal een beroep gedaan moeten worden op het garantiefonds dat door ministerie van EZ met LNV is opgesteld. De openstelling is met enkele maanden vertraagd, vermoedelijk tot de nazomer van 2009, vanwege een beoordeling door de Europese Commissie.

In bijlage G is met de uitgangspunten die verwoord zijn in bijlage D, E en F een eerste analyse gemaakt van de gevoeligheden op de gekozen tariefstructuur. Door in een model de input op een eenvoudige manier ook fiscaal te verwerken is, rekening houdend met een totale vermindering van de investering van 40% door EIA en subsidies, een eerste inschatting gemaakt van de belangrijkste parameters. Indien de tarieven van bijlage E corresponderen met de energiekosten die potentiële gebruikers in het hoofd hebben voor een langdurig en duurzaam energieconcept, en de periode van 20 jaar en een jaarlijkse indexering van 3% op de tarieven, dan kan scenario F verder uitgewerkt worden in een haalbaarheidsstudie.


Pag. 31 / 38

MEC-V fase 2b

Zoals het er nu uitziet kan bij een gasprijs van 25 cent/m3 MEC-V concurrerend aanbieden en bij een CO2 emissiewaarde van € 20 per ton zelfs in 15 jaar worden afgeschreven. Uiteraard bepaalt de financier of de rendementen voldoende zijn, maar de rentes die op investeringen in de glastuinbouw (glas, grond en gewas) worden gerekend worden ruim geëvenaard, waardoor wellicht potentiële deelnemers zelf ook een flink deel willen financieren.


Pag. 32 / 38

MEC-V fase 2b

4

Discussie en conclusies

deelname van aardwarmte bedrijven is van groot belang. Glaspark 4P zal hierbij een grote rol hebben.

Diepere geothermie perspectiefvol Zoals uit de voorgaande beschrijving blijkt, zijn aan het MEC-V concept vele aspecten verbonden. MEC-V is kansrijk maar gelet op de aanzienlijke investeringen met langere afschrijftermijnen is een gedegen voorbereiding met belanghebbende partijen een voorwaarde. In dit hoofdstuk worden de volgende aandachtspunten voor de haalbaarheid van MEC-V behandeld: voldoende deelname; CO2 voorziening; subsidies; CO₂ efficiency ; en tariefstructuur.

Voldoende deelname Gelet op de omvangrijke investeringen en daarmee vaste kosten zijn voldoende deelnemers, lees warmte afname, over een lange periode nodig. Bij nadere analyse (scenario F) blijkt de variant met een groter aandeel aardwarmte bedrijven tot meer CO2 reductie tegen lagere kosten te leiden. Voldoende

Gedurende de inventarisatie bleek dat er op 3.100 meter diepte mogelijkheden zijn om vandaar warmte te gaan betrekken. Deze bron levert waarschijnlijk water met temperatuur van meer dan 90 ºC. Zowel bij de directe warmte afgifte als bij opslag in de HTU is dat effectiever. De kosten van HTU kunnen hiermee aanmerkelijk dalen. Van belang is ook dat de teruglevertemperatuur uit de kassen moet dalen tot 35 ºC. Dit is allereerst te realiseren voor de nieuwe aardwarmtebedrijven. Dit verhoogt de capaci-teit van het warmtenetwerk en draagt bij aan het beheersen van de kosten. Voor de HTU wordt uitgegaan van de laag tussen 200 en 500 m. Hiervoor is vergunning verlening op basis van de Grondwaterwet van de Provincie nodig. Wellicht in de vorm van een pilot (zie voor details in het rapport MEC-V fase 2a).

Besparing fossiele energie en CO₂ reductie Besparing aan fossiele energie leidt tot een CO2 reductie van ruim 18 kton volgens scenario B. Als daar ook nog het effect van de WKK wordt geteld, komt de


Pag. 33 / 38

MEC-V fase 2b

berekening op meer dan 25 kton CO₂. Bij een maximale deelname kan de besparing oplopen tot boven de 30 kton voor de tuinbouw in Vierpolders. Daar staan echter hogere kosten voor een deels minder rendabele infrastructuur tegenover.

beheer door OCAP; eigen beheer MEC-V; belanghebbende tuinders; energieleverancier; en of geothermie exploitant.

Inkoop en voorziening (gasvormig) CO₂

CO2 effectiviteit per type bedrijf

De aanvoer van gasvormig CO2 is van essentieel belang in het MEC-V concept. Beoogd wordt inkoop bij OCAP waarbij een koppeling moet worden gemaakt met de infrastructuur van OCAP aan de noordzijde van het Hartelkanaal. Van belang hierbij is het CO2 aanbod en behoefte optimaal af te stemmen op de cumulatieve vraag van geïnteresseerde deelnemende afnemers (x ton/uur en y uur per jaar en z ton/jaar).

Een volledig aardwarmtebedrijf gebruikt nog slechts 6% gas ten opzichte van de referentie ketelgas. Het fossiele energie verbruik zit in het verbruik van de pompen van ca 5% en 1% correctie voor onderhoud/backup (olie). Hiermee ontstaat ongeveer 94% reductie op CO₂.

De tuinders hebben vragen bij de juiste afstemming van vraag en aanbod. OCAP heeft inmiddels aangegeven bezig te zijn met het selecteren van een derde bron voor onder andere MEC-V. De levering valt naar verwachting in het najaar van 2011 te realiseren. Voor aardwarmtebedrijven zullen er 1.750 of 2.000 uur contracten moeten komen met 100 – 200 kg per uur per ha (additioneel kan). Voor bestaande WKK bedrijven met minder 600 uur per jaar zouden vollastcontracten van maximaal 9 uur per dag en 20 dagen ‟iawa‟ moeten kunnen volstaan. Voor de wijze van aanleg en beheer van het CO2 web staan meerdere opties open zoals:

Een bestaand ketelbedrijf zal ongeveer 4 m³ gas in de zomer en 4 m³ in de winter besparen. Dit is ca 33% op een jaar verbruik van ongeveer 23-25 m³ per m².jr. Met toepassing van de correctie aan elektra verbruik van de pompen resteert ca 30% reductie op CO₂. Voor een bestaand WKK bedrijf wordt gerekend met besparing van ca 4 m3 aanvullend piek ketelgas in de winter op totale warmtevraag van 35 m3/m2.jaar, dat is ca. 10% CO2 reductie. Op een totale vraag van een WKK bedrijf van ca 60-70 m3/m2.jaar is dat ca 6% reductie CO2. Een bestaand WKK bedrijf levert ook “oogstwarmte” in de zomer (overschot vanuit zomer productie en zomervraag) en dat kan oplopen tot ca 8-10 m3


Pag. 34 / 38

MEC-V fase 2b

/m2.jaar (bij 4.500 draaiuren met ca 0,55-0,60 MWe per ha). Deze warmte oogst van 8-10 m3/m2.jaar heeft ca. 50-60% rendement via opslag in de HTU en dat betekent dus ca 4-5 m3 extra gas reductie. Dit geeft nogmaals ca 6% netto reductie CO2 op “all in” gasverbruik van een WKK bedrijf.

CO2 emissie vermijding heeft waarde In de berekening van DLV is een bedrag opgenomen gebaseerd op 15 €/ton waarde van de emissiecertificaten. Dit betekent een additioneel voordeel van ca. m€ 0,3 tot 0,5. De waarde in het CO2 handelssysteem heeft al niveaus van het dubbele gekend. Het voordeel van MEC-V kan daarmee nog oplopen.

Verlaging CO₂ footprint en markt positie De markt is in toenemende mate geïnteresseerd in de CO₂ footprint van producten. Dit aspect kan de betrokken producent en deelnemer aan MEC-V als voordeel in de markt benut gaan worden.

Tariefstructuur o.a. energie Om kostenberekeningen te kunnen maken zijn er ook aannamen gedaan om tot een voorlopige tarief-

structuur te komen. De prijs van de fossiele energie en de ontwikkeling van de WKK heeft grote invloed op het rendement van MEC-V. De berekeningen van DLV laten bij een gasprijs van € 0,205 in alle gevallen positief resultaat voor MEC-V zien, behalve in het jaar 2008 t.o.v. WKK warmte DLV berekende voor scenario C een voordeel van k€ 829 en bij stijging van de gasprijs naar € 0,30 een voordeel van k€ 1.792. WKK is met een positieve sparkspread en zoals het in 2008 gerealiseerde aantal draaiuren voor elektra teruglevering in de berekeningen van DLV een geduchte concurrent met aardwarmte. Het MEC-V concept is ten opzichte van WKK echter sustainable and future proof.

Subsidies Onder de huidige marktomstandigheden met lage opbrengstprijzen en rendementen en kritische financiers, waarbij het lastig is om lange termijn investeringen te doen, zijn investeringssubsidies voor geothermie noodzakelijk. Indicatief zijn de volgende regelingen voor MEC-V in beeld: UKR vanaf 2006/2007 (-/- kosten) mits SenterNovem voortgang accepteert in het najaar; Provincie Zuid Holland (-/- kosten) mits PZH voortgang accepteert in najaar; MEI voor de doubletten aardwarmte Ministerie LNV subsidieregeling voor energienetwerken warmte en CO₂ is in


Pag. 35 / 38

MEC-V fase 2b

ontwikkeling. Vanuit MEC-V is er contact met LNV over deze regeling; Programma Schitterend Nederland (FES middelen) met een mogelijke bijdrage. Mogelijkheden voor MEC-V verdienen nog de aandacht; en De PZH heeft zich bereid verklaard om vervolg fasen te ondersteunen. Na oplevering van fase 1, het bijeenbrengen van een consortium, kan met ondermeer steun van de PZH en nog een aantal te benoemen stakeholders overgegaan worden tot fase 2d. Hierbij zal het gaan over de concretisering van de haalbaarheid ter voorbereiding op het opstellen van het businessplan (fase3). Geraamd wordt dat inclusief het van toepassing zijn van de fiscale aftrek van de EIA (Energie Investerings Aftrek) van 44%, waarbij de vennootschapsbelasting wordt vermindert. Geschat wordt dat de fiscaliteit en de mogelijke subsidies te samen ongeveer 40% van de investering kunnen gaan bedragen.


Pag. 36 / 38

MEC-V fase 2b

5

Aanbevelingen Richtinggevend kan worden geconcludeerd dat een Multy Energy Concept in het glastuinbouwgebied Vierpolders haalbaar is, indien: de aardgasprijs als basis voor de benchmark berekeningen op 25 cent per m3 voor de commodity wordt en of als de deelnemers duurzaamheidaspecten voor de toekomst (CO2 reductie gaan waarderen; de subsidies, die in mindering op de totale investeringslasten zijn gebracht, ook realiseerbaar blijken en dat kan als de MEI regeling dit najaar weer toegewezen wordt en de “regeling onrendabele top op energienetwerken” van ministerie LNV medio dit jaar duidelijk wordt;

onderzoek naar optimalisatie diepere geothermie bron (met hogere temperatuur en daardoor veel hogere COP) positief resultaat geeft. Diepe geothermie met hogere temperatuur van meer dan 95 oC lijkt noodzakelijk. Hiervan zal de warmtewaarde (in debiet, temperatuur en COP waarde van de pompenergie) beter zijn dan de nu geselecteerde geothermie bronnen van ca 2.100 m diepte. Op de diepte van 3.000+ m wordt water verwacht van meer dan 95 ºC. Ook om deze reden is het nodig om het 90% haalbaarheidsonderzoek binnenkort te gaan uitvoeren.; openstelling van de EZ/LNV garantieregeling zeker is; en HTU toegepast kan worden in de laag 200 – 500 meter. Hierover dient de PZH te beslissen. MEC-V kan als pilot fungeren.

er voldoende potentieel nieuwe aardwarmtebedrijven mee gaan doen en deze bouw of uitbreidingsplannen hebben voor 2011 (in bedrijf per januari 2012); levering van gasvormig CO2 zeker is. De leveringszekerheid en leveringsvoorwaarden moeten expliciet in beeld gebracht worden;


Pag. 37 / 38

MEC-V fase 2b

6

Bijlagen A tot en met I in het bijlagenrapport MEC-V 2b Bijlage A: Energie model MEC-V Bijlage B: Leaflet MEC-V Bijlage C: Presentatie tuinders bijeenkomst 14 mei Bijlage D: Raming en dimensionering van investeringen in het CO2 en warmteweb Bijlage E: Concept tariefstructuur MEC-V Bijlage F: Diameter netontwerp Bijlage G: Gevoeligheidsanalyse van variant F Bijlage H: Warmte aflever station en temperatuuranalyse voor scenario F Bijlage I: DLV glas&energie berekeningen


Pag. 38 / 38

Haalbaarheidsonderzoek naar milieu- en kosteneffectiviteit van een energieweb met geothermie en hoge temperatuuropslag in Vierpolders

Recommend Documents