Betrouwbare bodemenergiesystemen door ketenbenadering

Transcriptie

1 RCC Koude & luchtbehandeling Tekst: Victor van der Lee en Henk Broekhuizen Betrouwbare bodemenergiesystemen door ketenbenadering "We staan in Nederland voor een forse opgave om de energievoorziening te verduurzamen. Met de 2020-doelstelling van 16 procent duurzame energie zullen alle opties moeten worden ingezet.. Van ons finaal energiegebruik zit 48 procent in verwarmen en koelen, waarvan het merendeel op een relatief laag temperatuurniveau van graden. Een ideale temperatuur om duurzaam op te wekken en in te zetten. In termen van energieopbrengst kan bodemenergie een zeer substantiële bijdrage leveren aan de energieneutraliteit van de gebouwde omgeving. Aldus Teun Bokhoven, voorzitter van TKI EnerGo en de Duurzame Energiekoepel (Signaal 2, 2013). bodemenergiesystemen, het domein van de provincies en waterbedrijven. De zich ontwikkelende regelgeving weerspiegelt dit verleden. De belangen van grondwater enerzijds en ruimtelijke ordening anderzijds zijn nog niet uitgekristalliseerd. Dit zorgt nogal eens voor gebrek aan eenduidig- Marktontwikkeling De markt voor open bodemenergiesystemen heeft de afgelopen jaren een stormachtige groei doorgemaakt. Nu het stof enigszins is gaan liggen ontstaat uitzicht op deze jonge branche. De leeftijd van de branche is terug te zien in de manier van inkoop enerzijds en de regelgeving anderzijds. Inkoop De aard van werken binnen de bouwkolom speelt bodemenergie regelmatig parten: veel gebouwen zijn het resultaat van gefragmenteerde, gesegmenteerde belangen van opdrachtgevers, adviseurs, leveranciers, installateurs, aannemers en ontwikkelaars die met elkaar een gebouw realiseren. Bodemenergiesystemen zijn specialistische systemen waarbij kennis van bron (bodem) omzetting (energiecentrale) en afgifte (gebouwinstallaties) gecombineerd moeten worden tot een organisch geheel dat goed is ontworpen, afgestemd, onderling communiceert en, niet te vergeten, bestaat uit betrouwbare componenten. Toegepaste integrale kennis is dus van levensbelang voor succesvolle systemen. Regelgeving Het gebruik van het grondwater in de bodem was, vóór de komst van Figuur 1: Open bodemenergiesystemen in Nederland Samenvatting De mogelijkheid op grote energiebesparingen heeft voor een snelle groei van de markt voor open bodemenergiesystemen gezorgd. Om goed presterende systemen te maken is een integrale benadering met regie bij ontwerp, realisatie en beheer noodzakelijk. Dan kan comfort en energiebesparing voor de eindgebruiker worden gegarandeerd. De gespecialiseerde Alvarium software ondersteunt bij dit energieprestatiebeheer. Summary The possibility of large energy savings has led to a rapid growth of the market for open soil systems. To make high-performance systems is an integrated approach to control the design, construction and management necessary. Then comfort and savings for the end user are guaranteed. The specialized Alvarium software supports this energy management. 38 JUNI e JAARGANG

2 de warmtepomp naar de gebouwinstallaties. Ontwerp, realisatie en beheer van een bodemenergiesysteem begint echter met de afgifte: de gebouwinstallaties. Hoeveel warmte en koude vraagt een gebouw en welke werktuigbouwkundige installaties worden toegepast? Het gebouw bepaalt dus de energievraag richting het bodemenergiesysteem en daarmee tevens de dimensionering ervan. Figuur 2: Communicatiemodel bodemenergiesysteem heid: regelgeving kan per provincie (of gemeente) verschillen. Total Energy Total Energy = Total Product De groei van de branche is goed te verklaren: WKO en warmtepomp combinaties zijn effectieve manieren om energie op te slaan en te (her)gebruiken, waardoor grote besparingen mogelijk worden. Door de beschikbaarheid van laagwaardige warmte en koude uit de bodem hoeft de warmtepomp voor koude productie nauwelijks arbeid te leveren, waardoor besparingen tot 90% op koeling mogelijk zijn. Ook voor warmteproductie is minder arbeid nodig: dit maakt besparingen tot 50% op verwarming mogelijk. Echter, om de doelstellingen en het potentieel van bodemenergiesystemen ten volle te benutten is het van belang het totaal van energievraag, energieverbruik en energieopslag in beeld te hebben: Total Energy. Goed inzicht en management hiervan vergt een integrale aanpak bij ontwerp, realisatie en beheer: Total Product. In de ISSO publicatie nr. 39 wordt hiervoor een standaard gezet en verwezen naar een aan te stellen regisseur, die de integrale aanpak dient te bewaken. Bron, Omzetting, Afgifte Een klimaatbeheersingssysteem met WKO bestaat uit drie belangrijke componenten: het brongedeelte in de bodem (de WKO); het omzettingsgedeelte (de energiecentrale); het afgiftedeel (de gebouwinstallaties). De WKO en de energiecentrale vormen gezamenlijk het bodemenergiesysteem. De Warmte- Koude Opslag bestaat ofwel uit een mono: één boring, waarbij de warme en de koude bron boven elkaar worden gerealiseerd met een scheidende laag ertussen, of uit een doublet: twee boringen, waarbij de warmte en koude op enige afstand van elkaar worden opgeslagen in verschillende bronnen. De energiecentrale van een WKO systeem bestaat doorgaans uit een warmtepomp met eventueel SKID. De warmtepomp brengt laagwaardige warmte en koude uit de bodemopslag op de temperatuur die door het gebouw gevraagd wordt. De warmtepomp kan daarbij functioneren als koelmachine of als verwarming. Een SKID is een distributiemodule die de bruikbare warmte en koude distribueert van Betrouwbare bodemenergiesystemen Ketenbenadering Vanwege de verschillende partijen die betrokken zijn van tekentafel tot bouw en daarna is afstemming en regie een niet te onderschatten punt van belang, waarmee veel discussie achteraf voorkomen kan worden. In feite zou de eindgebruiker een product (comfort en energiebesparing) moeten inkopen. Bij de aanschaf van een product is garantie immers de normaalste zaak van de wereld, anders dan bij het inkopen van processen bij verschillende partijen, zoals nu nog gebruikelijk is in de bouw. Een voorbeeld van een productc.q. ketenbenadering is de organisatie van de Installect bedrijven. De bedrijven zijn individueel of in samenhang te betrekken bij conceptontwikkeling, realisatie en beheer van bodemenergiesystemen die geleverd worden met garantie, in regie. De voorbeelden in dit artikel komen van de meer dan 350 gerealiseerde bodemenergiesystemen uit hun praktijk. Figuur 3: De Installect-bedrijven 106e JAARGANG JUNI

3 RCC Koude & luchtbehandeling warmte en koude. De uitgangspunten zijn een belangrijk ijkpunt bij het analyseren van de energieprestaties omdat met deze uitgangspunten prognoses gemaakt kunnen worden ten aanzien van gevraagde warmte en koude uit het gebouw gedurende de seizoenen. Bij waardes die afwijken van de prognose kan de oorzaak worden opgespoord en ingegrepen worden. Figuur 4: Belangen en belanghebbenden in realisatieproces Energiegebruik De gerealiseerde besparing in dit voorbeeld is het resultaat van monitoring middels temperatuuropnemers, debietmeters en het gebouwbeheersysteem (GBS). Met die gegevens zijn geleverde energiehoeveelheden geregistreerd. Met behulp van deze registraties en Belangenbehartiging Als een gebouw eenmaal uitgerust is met een bodemenergiesysteem moeten een aantal belangen worden behartigd. Uitgangspunt daarbij is dat een klimaatbeheersingssysteem bedoeld is om comfort te leveren aan de gebouwgebruikers. Daarnaast is het van belang om met het duurzame systeem zo veel mogelijk energie te besparen. Ook worden er aan bodemenergiesystemen een aantal wettelijke eisen gesteld waar aan voldaan moet worden. Bij de vaak wisselende omstandigheden van een gebouw moeten al deze belangen op adequate wijze gediend worden. De WKO verzorgt daarin slechts een bufferfunctie: de opslagplek voor warmte en koude. Als de WKO zorgt voor een goede waterverplaatsing, dan wordt de kwaliteit van het totale systeem vooral nog bepaald door een goede afstemming en beheer tussen energieopwekking en gebouw. De WKO is niet onbelangrijk, maar het is zaak ervoor te zorgen dat het geheel gaat werken. De gemeente Amsterdam ziet dat in en vraagt nu aan gebruikers van WKO de totaalprestatie van dergelijke systemen aan te tonen. In de tabel staat een voorbeeld van The Bank. Praktijkresultaten van The Bank Oppervlakte m² WKO Warmtepomp Aanvullend (Energie)prestaties Energievraag Bij het ontwerp van het gebouw zijn uitgangspunten geformuleerd met betrekking tot de benodigde 2 50 m³ / uur monobron 825 kw In gebruik sinds CV ketel, 2 koelmachine Kostenbesparing Koelen / Verwarmen CO 2 emissiereductie kg berekeningen zijn de energiestromen in de energiecentrale benaderd. De energiecentrale reageert op de vraag om warmte en/of koude uit het gebouw. Door goed Figuur 6: Energierapportage uit Alvarium (meer informatie: 40 JUNI e JAARGANG

4 TOTAL ENERGY - ENERGIEOPSLAG inzicht en beheer in deze wisselwerking kan worden ingegrepen bij afwijkende waardes en presteert een bodemenergiesysteem zoals het is ontwerpen. Energieopslag Een goede afstemming van de verschillende opwekkers (monobronnen met warmtepomp, droge koeler, koelmachines en CV-ketels) leidt tot efficiënte bedrijfsvoering en meer energiebesparing. Daarbij zijn telkens meer mogelijkheden om te optimaliseren. Hierbij valt te denken aan het volgen en optimaliseren van de inzet van de droge koeler voor vrije koeling, koude laden in de bron in de winter en warmte laden in de zomer. Bij de bedrijfsvoering van dit project bleek dat er veel warmte en koude gelijktijdig geleverd kon worden [met name door aanwezigheid van een datacenter]. De opslag in de bodem was daarom minder dan verwacht. De geprognosticeerde besparing werd echter meer dan gehaald. Tijdelijke koeling Recool is totaalverhuurder in klimaatoplossingen. Door middel van het brede leveringsprogramma kunnen wij u de oplossing bieden voor vrijwel ieder tijdelijk klimaatprobleem. Chillers Fancoils Watergekoelde airco Lucht/water portables Rooftops Lage temperatuur koelers Volwassen markttoepassingen Het verzamelen en analyseren van gegevens uit bodemenergie- en gebouwbeheersystemen, om energiestromen in kaart te brengen en prestaties te bepalen, is tijd-rovend werk. Wanneer een organisatie tientallen WKO-systemen in beheer heeft kunnen niet alle installaties tegelijk handmatig gemonitord worden. Deze constatering, en de vraag vanuit de markt om prestatieborging van WKO-systemen, heeft onderhoudsbedrijf Insted ertoe gebracht hiervoor een specifieke tool te ontwikkelen. Zodoende kunnen nog grotere kostenbesparingen op energiegebruik worden gerealiseerd. Alvarium (Latijn voor bijenkorf) is een toepassing die projectdata ophaalt van de systemen waarmee het verbonden is. Per project worden meer dan 3500 meetwaarden per dag opgehaald: veel meer dan met handmatige monitoring ooit zou kunnen. Hiermee ontstaat een compleet beeld van de gebruikte m³ water, temperaturen, energiestromen en storingsmeldingen. Afgezet tegen de energieprognoses van elk systeem genereert Alvarium per project waarschuwingen wanneer afwijkende waardes worden geregistreerd. Hiermee kan preventief worden ingegrepen wanneer comfort, energiebesparing of wettelijke eisen in het gedrang komen. Dit sluit volledig aan bij de zich ontwikkelende regelgeving, waarin gevraagd wordt de energieprestatie van een WKO systeem aan te tonen. Alvarium is niet alleen toepasbaar voor gebouwen met een bodemenergiesysteem: het kan de energieprestatie van elk gebouw of industrieel proces in kaart brengen en helpen optimaliseren. De markt voor bodemenergiesystemen wordt dus volwassen. Gebouwen met bodemenergiesystemen die gerealiseerd zijn door ervaren en ter zake kundige partijen, die garant staan voor het geleverde product, Met de verhuurapparatuur van Recool kunnen totaaloplossingen in klimaatbeheersing geboden worden; de diversiteit aan apparatuur is geschikt voor inzet ten behoeve van koeling, airconditioning én verwarming. Bij ons kunt u terecht voor méér dan alleen de levering van de huurapparatuur. Ook advies en ondersteuning in alle fases van uw project vormen voor ons een belangrijk onderdeel van de totaaloplossing. Wij laten u graag zelf de toegevoegde waarde van dit concept ervaren en nodigen u uit om contact met ons op te nemen voor het bespreken van de mogelijkheden. Scan de QR-code met uw smartphone of tablet voor meer informatie! RECOOL Verhuur in KoelingAirconditioning Anders denken in klimaatoplossingen ADVISERING I ONDERSTEUNING I TOTAALOPLOSSING Recool BV I I e JAARGANG JUNI

5 Conventionele energieopwekking Figuur 5a en 5b: Totaal bespaarde energie vanaf febr tot en met 2012 bij The Bank, Amsterdam Duurzame energieopwekking vormen een investering in duurzaamheid met een goede terugverdientijd waar geen subsidie voor nodig is. De door de voorzitter van de Duurzame Energiekoepel voorziene zeer substantiële bijdrage aan de energieneutraliteit van de gebouwde omgeving is daarmee een stuk dichterbij gekomen. q Over de auteurs: Victor van der Lee is adviseur Installect Bedrijven en Henk Broekhuizen is directeur Installect Advies Nijkerk Meer informatie: De Installect-bedrijven p/a Ampèrestraat 19C 3861 NC Nijkerk T: e JAARGANG JUNI