UITVOERING VAN EEN ZONTHERMISCH AUDIT

Energie >

Handleiding voor studibureaus

UITVOERING VAN EEN ZONTHERMISCH AUDIT Haalbaarheidstudie van een groot zonthermisch systeem

Versie april 2009 Meer info : www.leefmilieubrussel.be > Start pagina > Professionelen > Thema's > Energie > Hernieuwbare energiebronnen > Hulpmiddelen

Facilitator voor hernieuwbare energiebronnen grote systemen 0800 85 775

UITVOERING VAN EEN ZONTHERMISCH AUDIT Haalbaarheidstudie van een groot zonthermisch systeem

OVERZICHT INHOUD ............................................................................................................................................ 3 DOEL ................................................................................................................................................ 3 DOELGROEP.................................................................................................................................... 3 1

WAT IS EEN ZONNE-AUDIT ? ............................................................................................... 4

2

UITVOERING VAN DE ZONNE-AUDIT................................................................................... 4

3

OVERZICHTSTABEL VAN DE UITGANGSPUNTEN VAN DE AUDIT ................................... 5

4

VOORSTELLING VAN HET GEBOUW................................................................................... 6

5 TECHNISCHE INTEGRATIE VAN EEN ZONNEBOILER IN EEN BESTAANDE INSTALLATIE ............................................................................................................ 7 6

BEPALING VAN HET VERBRUIK AAN WARM WATER EN ENERGIE ................................ 8

7 PREDIMENSIONERING VOOR EEN ECONOMISCH OPTIMUM VAN EEN ZONNEBOILER ...................................................................................................................... 10 8 IMPACT VAN DE ZONNEBOILER............................................................................................... 13 9 MAATREGELEN VOOR ENERGIEBESPARING EN SANITAIRE ASPECTEN ..................................................................................................................................... 17 10

BESLUITEN .......................................................................................................................... 17

BIJLAGE 1 : OVERZICHTSTABEL VAN DE RESULTATEN VAN DE ZONNEAUDIT ............................................................................................................................................. 18 BIJLAGE 2 : REFERENTIEDOCUMENTEN THERMISCHE ZONNE-ENERGIE ............................ 19 INHOUDSTABEL ............................................................................................................................ 20

PAGINA 2 OP21 – UITVOERING VAN EEN ZONTHERMISCH AUDIT - 20/04/2009

INHOUD Diverse studies, waaronder een uitgevoerd in het Waals Gewest in 2003, tonen aan dat een groot aantal hotels of dergelijke gelegenheden een duidelijk potentieel voor SWW productie op zonne-energie hebben. Om na te gaan of dat in een gegeven geval zinvol is (zwembad, ziekenhuis, RVT, horeca, woongebouw...) is een (pre)haalbaarheidstudie nodig. Dergelijke studie wordt gewoonlijk een zonne-audit genoemd. Dit document is een referentie-instrument voor studiebureaus die dit type onderzoek moeten uitvoeren. Het geeft een auditstructuur waarmee de opdrachtgever de economische en ecologische implicaties van een zonneboiler voor zijn gebouw kan inschatten. Zo kan hij beslissen om al dan niet met het project door te gaan op basis van objectieve en kwantificeerbare technische en economische gegevens.

DOEL Dit referentiedocument heeft tot doel studiebureaus te begeleiden in het uitvoeren van een haalbaarheidsstudie voor grote zonthermische systemen, anders benoemd zonthermische audits.

DOELGROEP Studiebureaus die zich bezighouden met zonne-energie vinden in dit document een methode en instrumenten om de haalbaarheid en dimensionering van een grootschalige installatie voor SWW op zonnewarmte te bepalen.

PAGINA 3 OP 21 - UITVOERING VAN EEN ZONTHERMISCH AUDIT- VERSIE APRIL 2009

INLEIDING Haalbaarheidstudies zoals zonne-audits kunnen tot 50% gesubsidieerd worden in het kader van : • de energiepremies voor de tertiaire sector en de industrie om de energieprestatie van gebouwen te verbeteren. Voor meer info, raadpleeg: http://www.ibgebim.be/Templates/Professionnels/Informer.aspx?ID=3230&langtype=2 067 • de energiepremies voor collectieve woningen voor de verbetering van de energieprestaties van gebouwen. Voor meer info, raadpleeg: http://www.ibgebim.be/Templates/Professionnels/Informer.aspx?ID=3228&langtype=2 067

1

WAT IS EEN ZONNE-AUDIT ?

Een zonne-audit is een (pre)haalbaarheidstudie voor een grootschalige zonneboilerinstallatie. Normalerwijze wordt een zonne-audit uitgevoerd in het preproject stadium, tussen de evaluatie van de zinvolheid van het project enerzijds, en de technische uitwerking van de installatie anderzijds. Op basis van gegevens over het SWW gebruik en de technische eigenschappen van het gebouw, stelt de auditor een gebruiksprofiel voor warm water op, en een lijst van argumenten voor en tegen een zonneboiler. Dan volgt een voorafgaande dimensionering van het systeem met een simulatiesoftware van de verschillende onderdelen van het systeem (collectoroppervlakte, volume van het voorraadvat...) voor een optimale oplossing op technisch en economisch vlak. Het auditrapport analyseert in hoeverre de zonneboiler kan geïntegreerd worden in het bestaande SWW systeem. Het levert ook een balans op economisch, energetisch en ecologisch vlak van de hele operatie.

2

UITVOERING VAN DE ZONNE-AUDIT

De (pre)haalbaarheidstudie van een grootschalige zonneboiler moet nagaan of men de zonneboiler technisch in de bestaande installatie kan integreren. Verder moeten de technische keuzes gespecificeerd worden en de energetische, economische en ecologische impact worden ingeschat. Voor de technische integratie moet men nagaan of een zonneboiler in de gegeven situatie wel haalbaar is (SWW gebruiksprofiel, technische en/of bouwkundige beperkingen, bestaande installatie). Eventuele bijkomende werken moeten in de berekening van de rendabiliteit opgenomen worden. Om het aanbevolen systeem te bepalen moet er : • een lijst worden opgesteld van de technische componenten die nodig zijn, en een korte beschrijving van de gewenste configuratie • een berekening worden gemaakt van het economische optimale collectoroppervlak en opslagvolume. De economisch optimale afmetingen worden bepaald door de werking van diverse groottes van zonneboiler te simuleren in functie van de SWW behoeften van het gebouw. Zo komt men tot het type systeem dat het meeste zonnewinst oplevert voor de laagste prijs per uitgespaarde brandstofeenheid. De effectenstudie van de zonneboiler omvat de berekening van de energetische, economische en ecologische balans van het project. Dit levert de bouwheer betrouwbare cijfers op, op basis van objectieve en kwantificeerbare gegevens. Op basis daarvan kan de bouwheer beslissen om al dan niet met het project door te gaan. Volgens de regels van de goede praktijk moet men deze drie stappen van de audit volgen. Deze gevalideerde methode leidt tot een complete en coherent haalbaarheidstudie. Desgevallend kan de auditor de methode aan de eigenschappen van het gebouw aanpassen. Er zijn natuurlijk nog andere methoden mogelijk om een degelijke audit uit te voeren.


3

OVERZICHTSTABEL VAN DE UITGANGSPUNTEN VAN DE AUDIT

Aan het begin van het rapport, stelt de auditor de uitgangspunten voor waarop de audit gebaseerd is. Het gaat om technische, energetische en economische en ecologische hypotheses. De uitgangspunten voor de berekening zijn conservatief gehouden, om niet voor onaangename verrassingen te staan tijdens de uitvoering. Welke uitgangspunten gekozen worden en waarom moet klaar en duidelijk zijn, om een transparante vergelijking mogelijk te maken met andere oplossingen op basis van objectieve berekeningen. Hypothesen Techniek Installatiekenmerken

Conservatieve uitgangspunten Type collectoren Aantal en plaatsing warmtewisselaars

Energie Warmtebehoefte Rendement van bestaande ketel(s) SWW productie

de en

Economie Economische levensduur

Investering

Brandstofprijs Ontwikkeling van brandstofprijs Onderhoudskost

de

Ontwikkeling van de onderhoudskost (inflatie) Omrekening naar huidig prijspeil Ecologie CO2 uitstoot van de verschillende brandstoffen

van

voorraadvaten

en

Het deel van de warmtebehoefte dan niet door zonneenergie gedekt kan worden, moet worden afgetrokken. Het gemiddeld jaarrendement voor SWW productie moet in rekening worden gebracht. (uitsplitsen naar seizoensrendement, werkingsrendement) om de netto warmtebehoefte te bepalen. 25 jaar. Sommige fabrikanten bieden een garantie van 30 jaar op hun collectoren. Dit is dus niet het aantal jaren dat de collectoren kunnen werken, maar de afschrijftermijn van de investering. Kostprijs 'alles inbegrepen' (collectoren, voorraadvat, warmtewisselaars, regeling, engineering, aansluiting, eventuele premies) + een veiligheidsmarge Huidige prijs met eventuele kortingen +3% per jaar (aardgas en stookolie) Toeslag voor kleine herstellingen (kleppen, circulator) voor 0,5 tot 1% van de investering +2% per jaar +3% zonder lening +6% met een lening Waarden van Leefmilieu Brussel


4

VOORSTELLING VAN HET GEBOUW

In de praktijk moet men vooral over twee types gegevens beschikken: • Het type gebouw • De bestaande verwarmingsinstallatie en in hoeverre die geschikt is als bijverwarming voor de zonneboiler 4.1 Type gebouw De auditor omschrijft om welk gebouw het gaat, meer bepaald 1. Hoofdfunctie en eventuele nevenfuncties 2. Aantal en afmetingen van de gebouwen (oppervlakte, aantal kamers en/of bedden) 3. Gebruiksprofiel voor de SWW installatie (continu, schommelingen per week of per seizoen) 4. De grenzen van de audit (welke gebouwen, gebruik van de verwarming) 4.2 SWW installatie De volgende aspecten moeten aan bod komen: 5. De warmteproductie voor SWW (traditionele ketel, modulerend, condenserend, elektrische weerstand, warmtepomp) 6. Het productievermogen (aantal en vermogen van de toestellen) en het werkingsregime 7. Combinatie met de warmteproductie voor de gebouwenverwarming 8. Type brandstof (stookolie, aardgas, hout, biodiesel) 9. Bouwjaar en geschat seizoensrendement van de ketel (geen verbrandingsrendement) 10. Type regeling (cascade, nachtverlaging, zomerstop, continu werking) 11. Eventueel gebouwenbeheersysteem 12. Rest van de installatie (meettoestellen, expansievat, stadsverwarming, warmtepomp, WKK) 13. Kenmerken van de SWW verdeelinstallatie (lengte, configuratie, leidingisolatie)


5

TECHNISCHE INTEGRATIE VAN EEN ZONNEBOILER IN EEN BESTAANDE INSTALLATIE

Op basis van de gemeten of geschatte warm-waterbehoefte en de kenmerken van de bestaande verwarmingsinstallatie, kan de maker van de audit de meest geschikte zonneboiler kiezen. Hij stelt die voor aan de hand van een principeschema.

Figuur 1 : Schema van de zonthermische installatie voor de warmwaterproductie Daartoe moet hij tijdens zijn bezoek alle technische mogelijkheden en beperkingen inventariseren, die een impact op de zonneboiler zouden kunnen hebben. Tot deze laatste behoren • De beschikbare dakoppervlakte voor zonnecollectoren. • De beschikbare plaats voor technische ruimtes waar de buffervaten, leidingen en warmtewisselaars moeten ondergebracht worden. • De hydraulische verbindingen met het SWW net • De compatibiliteit van de zonneboiler met de rest van installatie (condensatieketel, warmtepomp, WKK, stadsverwarming) • Het transport van de onderdelen tot aan de plaats waar ze gemonteerd moeten worden. Aan de hand van deze lijst wordt duidelijk of er eventuele extra maatregelen nodig zijn, en wat de impact daarvan op de totale kostprijs is. In sommige gevallen zijn de beperkingen zelfs van die aard dat een zonneboiler economisch of technisch niet zinvol is.


6

BEPALING VAN HET VERBRUIK AAN WARM WATER EN ENERGIE

6.1 Bepaling van het SWW verbruik Debieten en temperaturen van SWW verbruik kunnen sterk uiteenlopen, bijvoorbeeld : • SWW aan 55°C • Bijvulling van een zwembad aan 28°C Voor elke gebruiker moet een specifiek profiel worden opgesteld. 6.2 Jaarverbruik en maandelijkse schommelingen Het jaarlijks brandstofverbruik en eventuele maandelijkse schommelingen kunnen worden afgeleid van de facturen. Soms is er zelfs een energieboekhouding voorhanden. Het jaarverbruik aan warm water daarentegen, en a fortiori de dagelijkse en wekelijkse schommelingen, kan men alleen maar achterhalen na een nauwkeurige reeks metingen. 6.2.1 Keuze van het referentiejaar De dimensionering van de zonneboiler moet gebeuren op basis van het verbruik aan water en energie over een heel jaar. Het is dus van kapitaal belang om het jaar te kiezen dat het meest representatief is voor het volgende decennium dat de installatie in werking zal zijn. • ofwel een jaar met laag verbruik, als men verwacht dat de activiteit zal dalen of als er besparingsmaatregelen in het vooruitzicht zijn • ofwel een jaar met hoog verbruik, als men verwacht dat de activiteit zal groeien, bijvoorbeeld door een uitbreiding van het etablissement. Een analyse van het waterverbruik van de laatste jaren, kan een trend (stijgend of dalend) voor de komende jaren duidelijk maken. Men kan tevens correctiefactoren toepassen om beter aan te sluiten bij het verwachte verbruik. 6.2.2 Schommelingen per dag en week Uit de facturatiegegevens kan men geen dagelijkse of wekelijkse schommelingen in het SWW verbruik afleiden. De rendabiliteit van een zonneboiler hangt echter af van het tappatroon van SWW. De enige manier om dit patroon met de nodige nauwkeurigheid te kennen, is om een debietmeter of waterteller te plaatsen. Gedurende een periode die overeenkomt met een gebruiksduur van 40 dagen (minimaal zes weken) moeten de meterstanden elke dag opgenomen worden.


6.3

Opstellen van een typeprofiel van SWW verbruik

Met deze gegevens kan men een profiel van het nettoverbruik aan SWW opstellen. Hiervan worden de volumes afgetrokken die buiten het bedieningsbereik van de zonneboiler vallen (bijvoorbeeld als er delen van het gebouw niet op de zonneboiler worden aangesloten). m³/maand

Typisch maandprofiel ( ) (ECS)

(60°C) 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Jan

Feb

Maar April

Mei

Juni

Juli

Aug

Sep

Okt

No

Dec

Figuur 2 : Voorbeeld van een maandelijks profiel van SWW verbruik 6.4 Bepaling van het energieverbruik voor de SWW productie Het energieverbruik voor de SWW productie wordt berekend door het energiegehalte van het warm water te delen door het seizoensrendement van de bestaande SWW installatie. Dat seizoensrendement houdt rekening met de stilstandverliezen van de ketel door de wanden en via de schoorsteen. Dit mag niet verward worden met het verbrandingsrendement, wat een momentaan rendement is op vollast. Het doel is hier om na te gaan wat een zonneboiler 'echt' kan opleveren. Het seizoensrendement van een moderne hoogrendementsketel of condensatieketel ligt tussen 80 en 90%. Voor een traditionele ketel daarentegen ligt het seizoensrendement voor SWW productie heel wat lager en haalt soms nauwelijks 50 à 60%.


7

PREDIMENSIONERING VOOR EEN ECONOMISCH OPTIMUM VAN EEN ZONNEBOILER

7.1

Dimensioneringsprincipe van het economische optimum

7.1.1 Kosten van de zonneboiler per uitgespaarde kWh brandstof Een correcte manier om de economische opbrengst van een zonneboiler te bepalen bestaat erin om de kosten van de zonne-opbrengst te berekenen en die te vergelijken met de normale energiekost voor SWW productie. De volgende gegevens zijn nodig om de kost van de zonne-opbrengst te berekenen: • de netto investering, zonder BTW, met aftrek van subsidies, en met studie- en installatiekosten inbegrepen. • de economische levensduur van de zonneboiler, met een minimum van 25 jaar. • de zonne-opbrengst in de boiler, uitgedrukt in kWh per jaar. De volgende formule geeft de kosten van een kWh op zonne-energie, en vormt daarmee de basis voor de economische evaluatie van het project. KOSTEN =

Netto Investering . levensduur * zonne-opbrengst

Om deze kosten te kunnen vergelijken met de kosten voor SWW productie zonder zonneboiler, moet men eerst berekenen hoeveel brandstof de zonneboiler kan besparen. Met het jaarrendement van de ketel en de zonne-opbrengst, kan men nagaan hoeveel verwarmingsenergie men bespaart door de zonne-opbrengst te delen door het rendement van de ketel: Zonneopbrengst energiebesparing = rendement verwarming Met het rendement van de bestaande installatie voor warmte-opwekking, kan men dus de kost van de zonneboiler per uitgespaarde kWh berekenen. Dit is zijn de kosten van de door de zon geleverde kWh gedeeld door het rendement van de bestaande installatie. Dit instrument, namelijk de investeringskost van de zonneboiler per uitgespaarde eenheid brandstof (uitgedrukt in eurocent per kWh) maakt het mogelijk om objectief te bepalen • of een besparing van een kWh met een zonneboiler minder 'kost' dan de huidige brandstofprijs per kWh. De bouwheer heeft er dan een duidelijk voordeel bij om een zonneboiler te plaatsen. • of een besparing van een kWh met een zonneboiler meer 'kost' dan de huidige brandstofprijs per kWh. Dat verlaagt natuurlijk de economische haalbaarheid sterk. De kosten van een zonneboiler per kWh uitgespaarde energie worden als volgt berekend: INV × 100 C SWW = n * (E Zon η Ketel ) waarbij

• • • • • •

CSWW = kost van het SWW per kWh uitgespaarde energie (in eurocent/kWh brandstof) INV = totale netto investering voor SWW, subsidies inbegrepen (in euro) n = geschatte levensduur van de zonneboiler (in jaren) Ezon = nuttige zonne-opbrengst (in kWh/jaar) η ketel = globaal jaarrendement van de bestaande warmteproductie (in %) 100 = conversiefactor van euro naar cent

Naargelang de bronnen die gebruikt worden om de kosten van de zonneboiler te schatten (offerte van de aannemer, tarieven van leveranciers, etc) moet men een zekere foutenmarge in het auditrapport voorzien. Dat gezegd zijnde, is de investering per eenheid zonne-opbrengst relatief eenvoudig te schatten, omdat : • de investeringskosten van de zonneboiler voor de start van de werken geschat kunnen worden • de exploitatiekosten (aankoop brandstof) zo goed als verwaarloosbaar zijn (gratis zonlicht, beperkt onderhoud) De gemiddelde zonne-opbrengst kan worden ingeschat aan de hand van de kenmerken van de zonneboiler en de verwarmingsinstallatie.


7.2 Bepaling van de referentieprijs voor de brandstof van de bestaande installatie De investeringskost van een zonneboiler per uitgespaarde kWh kan worden vergeleken met de aankoopprijs van brandstof voor de bestaande verwarmingsinstallatie. Die prijs is af te leiden van de facturen voor het gebouw. Over het algemeen bevatten die ook de precieze tariefgegevens (jaarlijks forfait, prijsschalen, taksen....). Als er geen energiefacturen beschikbaar zijn, kan men gebruik maken van de gepubliceerde prijzen van het ministerie van economische zaken, in functie van de tarieven voor het gebouw in kwestie. 7.3

Bepaling van de prestatie van de zonneboiler

7.3.1 Dynamische simulatie op jaarbasis De prestatie van de zonneboiler wordt bepaald aan hand van een dynamische computersimulatie voor een volledig jaar. Een computerprogramma maakt een model van de volledige verwarmingsinstallatie (zowel van het zonnecircuit als van de bijverwarming). Op deze manier kan men voor verschillende groottes van de installatie (afhankelijk van het collectoroppervlak en het volume van de opslagvaten) onderzoeken hoeveel warmte de installatie produceert en hoeveel brandstof bespaard kan worden. Voor deze berekeningen evalueert het programma het verlies bij opslag en bij verspreiding van de warmte. De prijs van de warmwaterproductie wordt berekend in functie van de indicatieve kosten van de onderdelen, het onderhoud en de installatie, en de beschikbare subsidies voor de installatie van een zonneboiler. Bij complexe installaties (gebouwen met meerdere installaties voor warmwaterproductie of verschillende temperaturen voor de warmwaterproductie) moeten meerdere configuraties van de installatie gesimuleerd worden. 7.3.2 Schema van de gesimuleerde zonneboiler Het (de) weerhouden model(len) van de simulatie worden opgenomen in het auditrapport. Voor een beter begrip van de verschillende opties worden ook een of meer principeschema´s gegeven. De figuren hieronder tonen twee modellen uit eenzelfde audit. Figuur 3 toont de installatie voor de productie van sanitair warm water, figuur 4 de installatie voor de verwarming van het zwembad.

Figuur 1: principeschema van de zonthermische installatie voor de warmwaterproductie

Figuur 2: principeschema van de zonthermische installatie voor de verwarming van het zwembad


7.4

Resultaten van de predimensionering

7.4.1 Bepaling van het economische optimum De resultaten van de predimensionering worden samengevat in een grafiek zoals figuur 5. De grafiek geeft voor elke gesimuleerde grootte van de zonneboiler de prijs van de bespaarde kWh brandstof. De installatie die aan het economische optimum beantwoordt, is die waarvoor deze prijs het laagste ligt. In het voorbeeld vertoont de installatie met een collectoroppervlak van 140 m² en een (solair) opslagvolume van 5.000 l de beste rentabiliteit. De optie van 120 m² collectorenoppervlak en 4.000 l opslag is ook dicht bij het economische optimum, omdat de prijs van het bespaarde kWh brandstof voor het onderzochte gebouw nauwelijks verschilt voor een collectoroppervlak van 120 of 140 m². Indien er maar een beperkte plaats beschikbaar is voor de opslag, moet deze optie de voorkeur krijgen. 0.060

Prijs per bespaard kWh gas EXCL. SUBSIDIES [€/kWh]

0.059 0.058 0.057 0.056 3000 l 4000 l 5000 l

0.055 0.054 0.053 0.052 0.051 0.050 60

80

100

120

140

160

180

Collectoroppervlak [m²]

Figuur 5: predimensionering van de zonthermische installatie voor de warmwaterproductie 7.4.2 Kenmerken van de zonneboiler bij het economische optimum In een tabel (zie bvb. tabel 1) worden die kenmerken van de zonneboiler samengevat die van bijzonder interesse voor de opdrachtgever zijn. Men vindt er de grootte van de zonthermische installatie, de jaarlijks bespaarde hoeveelheid brandstof en de kosten voor de zonneboiler per bespaard kWh brandstof in terug. Oppervlak vlakkeplaatcollectoren onder glas [m²]

Opslagevolume [liter]

Energiebesparing [kWh/jaar]

Kosten per bespaard kWh energie (excl. BTW en SUBSIDIES) [cEur/kWh]

120

4 000

75 795

5,26

Tabel 1: vb. kosten van de zonthermische installatie per kWh bespaarde brandstof – EXCL. SUBSIDIES


8 IMPACT VAN DE ZONNEBOILER In het begin of op het einde van het rapport wordt een tabel gegeven die de energetische, economische en milieubalansen samenvat. Zo krijgt de opdrachtgever op een pagina een overzicht van alle elementen die een rol spelen bij de beslissing. De beslissing om een zonneboiler te installeren wordt meestal om ecologische beweegredenen genomen, al speelt het economische aspect ook een bepalende rol bij de definitieve beslissing. 8.1

Energiebalans

8.1.1 Brandstofbesparing Gezien het feit dat het Brussels Gewest bijna alle energie moet invoeren en dat de fossiele brandstoffen op termijn zullen uitgeput raken, is het van uiterst belang dat we ons verbruik van fossiele brandstoffen verminderen. Door de installatie van een zonneboiler wordt het verbruik van fossiele energie en de uitstoot van broeikasgassen onmiddellijk en aanzienlijk gereduceerd. In een tabel (zie bvb. Tabel 2) wordt een overzicht gegeven over de hoeveelheid primaire energie die door de zonneboiler bespaard kan worden. Deze tabel geeft voor elke weerhouden optie een overzicht over de totale brandstofbesparing en de besparingsgraad aan brandstof. Deze besparingen houden rekening met de verliezen bij opslag en distributie. Grootte van het systeem (vlakkeplaatcollectoren onder glas)

Verbruik bijkomende energie [kWh/jaar]

Energiebesparing [kWh/jaar]

Omvang energiebesparing

120 m² et 4 000 l

309 217

75 795

20 %

Tabel 2: brandstofbesparing De belangrijkste cijfers van deze tabel worden in een eenvoudige zin uitgelegd, zodat ook niet-experts de informatie begrijpen. Bij de energiebalans moet het belang vermeld worden van de maatregelen voor energiebesparing die voor of tijdens de installatie van de zonneboiler uitgevoerd moeten worden om het warmwaterverbruik in het gebouw te verminderen (zie § Erreur ! Source du renvoi introuvable.). 8.2 Economische balans Hier komen verschillende economische aspecten aan bod (initiële investering, rentabiliteit, jaarlijkse winst). De auditor zal ervoor zorgen dat de hypotheses voor elk punt herhaald worden. 8.2.1 Herhaling van de hypotheses In bijlage 1 vindt u een overzichtstabel van de resultaten van de zonne-audit. Hier worden de verschillende hypotheses herhaald m.b.t.: 1. de aankoopprijs van de zonthermische installatie (inclusief alle kosten voor de installatie en voor de aanpassing van de bestaande installatie, normaalgezien zonder BTW); 2. de onderhoudskosten (die erg afhankelijk zijn van het type onderhoud dat in het gebouw uitgevoerd wordt) en het bestaan van een Gegarandeerd Zonneresultaat (GZR), die zorgen voor een volledige monitoring van de installatie; 3. de financieringskosten, indien de opdrachtgever er expliciet om vraagt deze op te nemen in de studie en de nodige gegevens beschikbaar stelt. 8.2.2 Investeringskosten Over het algemeen brengt de installatie van een zonthermische installatie voor de warmwaterproductie grote kosten met zich mee. Maar in vergelijking met een conventionele verwarmingsinstallatie biedt een zonneboiler het voordeel dat de functioneringskosten (aankoop van brandstof) subsidieerbare investeringskosten worden. De opdrachtgever moet hieraan herinnerd worden en moet een lijst ontvangen met de verschillende subsidies die door de overheid toegekend worden (Bijlage 1 geeft een overzicht van de energiesubsidies voor de openbare en de privé-sector). Bij elke optie worden de investeringskosten voor en na energiesubsidie gegeven. Het eventuele recht op andere subsidies (voor renovaties, interestloze leningen, …) wordt ook vermeld. PAGINA 13 OP 21 - UITVOERING VAN EEN ZONTHERMISCH AUDIT- VERSIE APRIL 2009

Grootte van het Energiebesparin systeem (vlakkeplaat- g gedurende de collectoren onder glas) levensduur [kWh] 120 m² en 4 000 l

1 894 870

Kosten (excl. BTW en studies) [€]

Kosten (incl. BTW en studies) [€]

Kosten per kWh (incl. BTW en studies) [c€/kWh]

99 648

132 532

6,99

80 280

4,24

60 210

3,18

MET SUBSIDIES BIM EN SIBELGA (2008) Ö 1

MET SUBSIDIES BIM EN SIBELGA (2008) + SLRB Ö Tabel 3: Kosten van de zonthermische installatie

Een commentaar met de belangrijkste cijfers van de tabel verduidelijkt dit punt voor de opdrachtgever. 8.2.3 Rentabiliteit Zoals eerder al vermeld zijn de investeringskosten in de zonthermische installatie per kWh bespaarde brandstof de meest objectieve parameter om de rentabiliteit van de zonneboiler te beoordelen. Een samenvattende tabel met korte commentaar geeft dus ook voor elke weerhouden optie deze kosten, met en zonder subsidie(s). Hieronder wordt de rentabiliteit van een initiële investering in een zonthermische installatie getoond aan de hand van verschillende scenario’s voor de ontwikkeling van de gasprijs. Hierbij werd rekening gehouden met de installatiekosten, studiekosten, BTW, BIM-, Sibelga-subsidies (2008) en de lening van de BGHM voor de renovatie/nieuwbouw van sociale woningen. Scenario 1: gasprijs (referentie) 3,11 c€/kWh TVAC Scenario 3: gasprijs 4,20

Scenario 2: gasprijs 3,89 Scenario 4: gasprijs 4,51

50 000

Gecumuleerde balans van de kosten en winst [€ van 2004]

40 000 30 000 20 000 10 000 0 -10 000 -20 000 -30 000 -40 000 -50 000 -60 000 -70 000 jaar 0

jaar 5

jaar 10

jaar 15

jaar 20

jaar 25

jaar 30

Figuur 6: Evolutie van de gecumuleerde balans van de kosten en winst inclusief alle subsidies, belastingen en studiekosten (in € van 2004) Men ziet dat na 25 jaar in scenario 3 met een gemiddelde gasprijs van 4,20 c€/kWh op 25 jaar een globale winst gehaald wordt van bijna 20 000 € (in € van 2004).

1

Subsidie van de BGHM voor openbare huisvestingsmaatschappijen voor de renovatie/nieuwbouw van sociale woningen als interestvrije lening, terugbetaalbaar op 33 jaar ter waarde van 75% van het geïnvesteerde bedrag. PAGINA 14 OP21 – UITVOERING VAN EEN ZONTHERMISCH AUDIT - 20/04/2009

8.2.4 Jaarlijkse nettowinst op de energiefactuur De opdrachtgevers willen over het algemeen de jaarlijkse besparingen kunnen becijferen waarmee ze de installatie van de zonneboiler kunnen laten uitvoeren. Deze financiële besparing (onafhankelijk van elke vorm van subsidie, maar afhankelijk van de energieprijs) wordt dan ook voor elke weerhouden optie gegeven. Hier moet vermeld worden dat deze financiële besparing enkel geldt voor de referentie energieprijs en dat deze zal evolueren volgens de prijs van de brandstof. Een gemiddelde verhoging van de prijs van de in het gebouw gebruikte brandstof met 50% in de volgende 25 jaar (dus een jaarlijkse verhoging van ten minste 3 % gedurende 25 jaar) zorgt ervoor dat de financiële winst door de zonneboiler met 50 % toeneemt. Zo wordt de terugbetaaltijd, die berekend wordt door gewoon de investeringskosten in de zonneboiler te delen door de financiële winst die door de installatie gemaakt wordt, bij elke verhoging van de energieprijs korter. Dit in tegenstelling tot de prijs per bespaard kWh, die een stabiele economische indicator blijft gedurende de volledige levensduur van de installatie. Grootte van het systeem (vlakkeplaat-collectoren onder glas)

Energiebesparin g [kWh/jaar]

Jaarlijkse financiële winst op de op het moment van de studie referentie gasprijs (S0) [€/jaar]

Jaarlijkse financiële winst op de door het Federaal Plan Bureau geschatte gemiddelde gasprijs (S2) [€/jaar]

120 m² en 4 000 l

75 795

2 357

3 183

Tabel 4: vermindering van de energiefactuur


8.3

Milieubalans

8.3.1 Besparing primaire energie De hieronder beschreven brandstofbesparing kan omgezet worden naar een besparing van primaire energie. Elk kWh gas of mazout dat de eindgebruiker aankoopt, komt overeen met een veel hoger verbruik van de energiebronnen als men rekening houdt met de energie die nodig is voor de ontginning, behandeling en het transport, alsook met de verliezen tijdens de distributie. De opdrachtgever moet hieraan herinnerd worden. NB: De omrekeningsfactoren voor kWh brandstof naar kWh primaire energie in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest zijn beschikbaar in de jaarlijks energiebalans van het Brussels hoofdstedelijk gewest . 8.3.2 Vermeden CO2-uitstoot De CO2-uitstoot heeft een negatieve invloed op het klimatologische evenwicht in de wereld en kan leiden tot overstromingen, droogtes, tornado’s, stijging van het zeeniveau, verspreiding van besmettelijke ziekten, vervuiling van de drinkwatervoorraden, enz. Daarom is het uiterst belangrijk dat we alles doen om de uitstoot van CO2 onmiddellijk te beperken. Zonne-energie biedt de mogelijkheid de CO2-uitstoot drastisch te verminderen. De door de volgens het economische optimum gedimensioneerde zonneboiler vermeden CO2-uitstoot wordt samengevat in een tabel (zie vb. Tabel 5). Deze tabel geeft voor elke weerhouden optie de jaarlijks vermeden CO2-uitstoot en de totale vermeden uitstoot voor de volledige levensduur van de installatie. Grootte van het systeem (vlakkeplaat-collectoren onder glas)

Energiebesparing

[KWh/jaar]

Vermindering CO2-uitstoot [ton CO2] Per jaar

Op 25 jaar

120 m² en 4 000 l 75 795 16,5 411 Tabel 5 : vermindering van de CO2 uitstoot door het optimaal zonthermisch systeem Een zonthermische installatie voor de productie van warm water moet, om een rol te kunnen spelen bij de vermindering van de CO2-uitstoot, ingepast worden in een globale aanpak voor de vermindering van het energieverbruik in het gebouw: de isolatie van de mantel van het gebouw, de vervanging van oude verwarmingsketels en de perfecte regeling van de toestellen voor de productie van warmte en koude spelen hierbij een grote rol. NB: De coëfficiënten van de CO2-uitstoot verschillen naargelang de gebruikte brandstof en naargelang de regio. De waarden van het Brussels Gewest zijn deze van het BIM. Ze worden uitgedrukt in kg CO2 per MWh en houden rekening met de uitstoot bij productie en transport van de brandstof: • aardgas: 217 kg. CO2 / MWh • stookolie: 306 kg. CO2 / MWh • kolen: 385 kg CO2 / MWh


9

MAATREGELEN VOOR ENERGIEBESPARING EN SANITAIRE ASPECTEN

Tijdens onze zonne-audits hebben we bij bezoeken kunnen vaststellen dat de meeste gebouwen over een suboptimale en verouderde installatie voor warmwaterproductie beschikken, zowel wat de productie als de opslag en de warmtedistributie betreft. Het studiebureau heeft er alle belang bij in zijn auditrapport maatregelen voor energiebesparing voor te stellen, die samen met of onafhankelijk van de installatie van de zonneboiler uitgevoerd kunnen worden. Meestal gaat het hier om aanbevelingen met betrekking tot:

•

de vermindering van het warmwaterverbruik,

•

de isolatie van de opslagvaten en het distributiecircuit.

Bovendien moet men er, zoals trouwens in elke grootschalige installatie voor warmwaterproductie, voor zorgen dat de verblijfsduur en de temperatuur van het sanitaire water in de opslagvaten een voldoende bescherming tegen bacteriën (legionella en andere) biedt. Meestal gaat het hier aanbevelingen met betrekking tot:

• de verblijfsduur en de temperatuur van het water in de opslagvaten, • de temperatuur van het water in het distributiecircuit (tussen minimum 55°C en maximum 60°C).

10

BESLUITEN

De besluiten van het auditrapport vatten de voor- en nadelen samen van de verschillende opties die de opdrachtgever heeft. Daarbij wordt rekening gehouden met de verkregen resultaten en weerhouden hypotheses. In dit stadium geeft het studiebureau aanbevelingen over de grootte van de installatie, het type collectoren en de warmteopslag voor het betroffen gebouw. De weerhouden optie kan aangepast worden in functie van het belang dat de opdrachtgever hecht aan de beslissende criteria in het rapport (minimumprijs per kWh brandstof, maximale jaarlijkse winst, vermindering van de CO2uitstoot, …). In het besluit worden de belangrijkste cijfers hernomen en wordt er voor de overige cijfergegevens naar de relevante paragrafen verwezen.


BIJLAGE 1 : OVERZICHTSTABEL VAN DE RESULTATEN VAN DE ZONNE-AUDIT Aan het begin of aan het einde van het rapport vat de auditor de resultaten van de studie samen, zodat de opdrachtgever in een oogopslag alle cijfergegevens en doorslaggevende criteria kan zien. Deze laatste hebben betrekking op technische, economische en ecologische aspecten. Ze moeten de bouwheer in staat stellen om een gefundeerde beslissing te nemen om al dan niet over te gaan tot de installatie van een grootschalige zonneboiler Die criteria worden hieronder geïllustreerd aan de hand van een auditrapport voor een flatgebouw van sociale woningen dat eind 2004 werd opgesteld. Project Type gebouw Gebruiksprofiel

Verbruik Sanitair warm water Prijs per m3 gas

Flatgebouw 291 bewoners woningen

in

136

3.281 m3/jaar aan 58°C 2,6 cent/kWh zonder BTW 3,1 cent/kWh BTW incl. 3,5 cent/kWh zonder BTW, 4,2 cent/kWh met BTW

Gemiddelde gasprijs per kWh voor de komende 25 jaar volgens de verwachtingen van het Federaal Planbureau Predimensionering van de zonneboiler Oppervlakte aan vlakcollectoren 120 m2 Opslagvolume (zonnecircuit + naverwarming) 4.000 liter Energiebalans van de zonneboiler Jaarlijkse energiebesparing 75.795 kWh Brandstofbesparing (nuttige zonnefractie) 20% Economische balans, ZONDER subsidies, BTW en studiekosten Installatiekost zonder BTW 99.648 € Energiekostenbesparing per kWh 5,26 cent/kWh Economische balans MET subsidies (BIM, Sibelga) en BGHM2 lening, inclusief BTW en studiekosten Installatiekosten met alle kosten en subsidies 60.210 € Energiekostenbesparing per kWh 3,18 cent/kWh Economische balans voor de huurdersgemeenschap Verhoging van de jaarlijkse huur voor de gemeenschap 1.825 €/jaar 3.183 €/jaar Gemiddelde daling van de energiekost voor de gemeenschap (volgens de hypothesen van het Planbureau) Ecologische balans Vermeden CO2 uitstoot per jaar 16,5 ton Vermeden CO2 uitstoot over de levensduur van de 411 ton installatie (25 jaar)

2

De BGHM geeft een subsidie aan openbare vastgoedbedrijven voor de bouw of renovatie van sociale woningen in de vorm van een interestloze lening, terugbetaalbaar over 33 jaar voor 75% van het geïnvesteerde bedrag. PAGINA 18 OP21 – UITVOERING VAN EEN ZONTHERMISCH AUDIT - 20/04/2009

BIJLAGE 2 : REFERENTIEDOCUMENTEN THERMISCHE ZONNE-ENERGIE Brussel Hoofdstedelijk Gewest heeft voor u een aantal type-lastenboeken, handleidingen en checklijsten ter beschikking, bestemd voor bouwbeheerders, energieverantwoordelijken en studiebureau’s die betrokken zijn bij een project voor de verbetering van de energie-efficiëntie van een gebouw. Deze documenten zijn beschikbaar op de site van Leefmilieu Brussel: http://www.leefmilieubrussel.be De hieronder vermelde lijst bevat enkel referentiedocumenten met betrekking tot zonthermische energie. Er zijn ook andere referentiesystemen aangaande REG, warmtekrachtkoppeling en hernieuwbare energie beschikbaar of in voorbereiding. Het is aan eenieder datgene te kiezen dat het meest interessant en aangewezen lijkt in zijn specifiek geval. Deze referentiesystemen zijn vrij te gebruiken. Met het oog op de promotie van REG-projecten zijn kopieën van uittreksels of van de volledige tekst toegelaten.

• Typelastenboek voor de installatie van zonneboiler • Gids voor de realisatie van een zonne-audit • Checklist met de essentiële elementen van het lastenboek voor de installatiewerken voor een zonneboiler • Typelastenboek met Gegarandeerd Zonthermisch Resultaat • Quick Scan thermische zonne-energie • Onderhoud gids voor zonneboiler installaties


INHOUDSTABEL INLEIDING ........................................................................................................................................ 4 1 2 3 4

WAT IS EEN ZONNE-AUDIT ? ................................................................................................ 4 UITVOERING VAN DE ZONNE-AUDIT ................................................................................... 4 OVERZICHTSTABEL VAN DE UITGANGSPUNTEN VAN DE AUDIT .................................... 5 VOORSTELLING VAN HET GEBOUW.................................................................................... 6 4.1 Type gebouw...................................................................................................................... 6 4.2 SWW installatie .................................................................................................................. 6 5 TECHNISCHE INTEGRATIE VAN EEN ZONNEBOILER IN EEN BESTAANDE INSTALLATIE.............................................................................................................. 7 6 BEPALING VAN HET VERBRUIK AAN WARM WATER EN ENERGIE .................................. 8 6.1 Bepaling van het SWW verbruik ......................................................................................... 8 6.2 Jaarverbruik en maandelijkse schommelingen ................................................................... 8 6.2.1 6.2.2

Keuze van het referentiejaar ...........................................................................................................................................8 Schommelingen per dag en week ...................................................................................................................................8

6.3 Opstellen van een typeprofiel van SWW verbruik............................................................... 9 6.4 Bepaling van het energieverbruik voor de SWW productie................................................. 9 7 PREDIMENSIONERING VOOR EEN ECONOMISCH OPTIMUM VAN EEN ZONNEBOILER....................................................................................................................... 10 7.1 Dimensioneringsprincipe van het economische optimum ................................................. 10 7.1.1

Kosten van de zonneboiler per uitgespaarde kWh brandstof.......................................................................................10

7.2 Bepaling van de referentieprijs voor de brandstof van de bestaande installatie ................................................................................................................................... 11 7.3 Bepaling van de prestatie van de zonneboiler .................................................................. 11 7.3.1 7.3.2

Dynamische simulatie op jaarbasis...............................................................................................................................11 Schema van de gesimuleerde zonneboiler....................................................................................................................11

7.4 7.4.1 7.4.2

Resultaten van de predimensionering .............................................................................. 12

Bepaling van het economische optimum......................................................................................................................12 Kenmerken van de zonneboiler bij het economische optimum ...................................................................................12

8 IMPACT VAN DE ZONNEBOILER ............................................................................................... 13 8.1 Energiebalans .................................................................................................................. 13 8.1.1

Brandstofbesparing .......................................................................................................................................................13

8.2 Economische balans............................................................................................................ 13 8.2.1 8.2.2 8.2.3 8.2.4

Herhaling van de hypotheses ........................................................................................................................................13 Investeringskosten.........................................................................................................................................................13 Rentabiliteit ...................................................................................................................................................................14 Jaarlijkse nettowinst op de energiefactuur ...................................................................................................................15

8.3 8.3.1 8.3.2

Milieubalans ..................................................................................................................... 16

Besparing primaire energie...........................................................................................................................................16 Vermeden CO2-uitstoot................................................................................................................................................16

9 MAATREGELEN VOOR ENERGIEBESPARING EN SANITAIRE ASPECTEN ..................................................................................................................................... 17 10 BESLUITEN........................................................................................................................... 17 BIJLAGE 1 : OVERZICHTSTABEL VAN DE RESULTATEN VAN DE ZONNEAUDIT ............................................................................................................................................. 18 BIJLAGE 2 : REFERENTIEDOCUMENTEN THERMISCHE ZONNE-ENERGIE ............................ 19 INHOUDSTABEL ............................................................................................................................ 20


Rédactie : Bernard Huberlant Comite ter herlezing: François Cornille Uitgever : J.-P. Hannequart & E. schamp – Gulledelle 100 – 1200 Brussel Andere inlichtingen : www.leefmilieubrussel.be


UITVOERING VAN EEN ZONTHERMISCH AUDIT

Recommend Documents