CRYSTAL Arno Peekel 4 april 2018

Transcriptie

1 CRYSTAL Arno Peekel 4 april 2018

2 Inhoud presentatie Utrecht Sustainability Institute Topsector Energie Glasvezeltechniek CRYSTAL

3 Telefoon a.f.peekel@uu.nl

4 Utrecht Sustainability Institute Sustainable innovation & impact in the Utrecht region

5

6 Topsector Energie Programmalijn 4 Flexibele energie infrastructuur 4d. Betere benutting van de ondergrond voor opwekking en opslag van thermische energie

7 Programmalijn 4. Flexibele energieinfrastructuur Programmalijn doelstellingen Algemene programmalijndoelstelling: Huidige energie infrastructuur moet flexibeler, betrouwbaarder en kwalitatief beter worden, geoptimaliseerd naar kosten en prestaties. het ontwikkelen van oplossingen voor de opslag van warmte in de ondergrond en het onderzoeken van de bijbehorende exploitatiemogelijkheden hiervan. Bodemprocessen (thermisch, combinatie met vervuiling, met waterwinning, bodemleven) en daarmee samenhangende vergunningen zijn aandachtspunten in dit programma. Concrete (indien mogelijk kwantitatieve) bijdrage van project aan de programmalijndoelstellingen Het prototype van het CRYSTAL monitoringssysteem levert op gebiedsniveau informatie om betrouwbare afspraken te maken tussen WKO exploitanten over het flexibel en optimaal benutten van de ondergrond voor warmte koude opslag op gebiedsniveau. Het CRYSTAL monitoringssysteem koppelt gegevens van de ondergrondse energieopslag aan de gebouwbeheerssystemen van de gebouwen in een gebied en creëert optimalisatie van WKO s (energie uitwisseling voor herstellen energiebalans, voorkomen van inzetten droge koeltorens of elektriciteit) Het CRYSTAL monitoringssysteem levert informatie om buffercapaciteit van warmte op gebiedsschaal te organiseren zodat momentaan en jaargemiddeld energieneutraliteit kan worden gerealiseerd. Dit project levert een oplossing om de opslag van warmte en koude in de ondergrond te monitoren inclusief bijbehorende exploitatie en financieringsmodellen. In de kennisdoorwerking wordt het huidige beleidskader onderzocht en in een publiek private samenwerking gezocht naar mogelijkheden om het vergunningenstelsel aan te passen om duurzame benutting van de ondergrond met inzet van het CRYSTAL monitoringssysteem te verankeren.

8 Projectsupporters: Mooi consortium!

9 Glasvezeltechniek VOORDELEN VAN OPTISCHE SENSOREN: - Elektrisch ongeleidend - EMI immuun - Intrinsiek veilig - Passief: geen noodzaak voor elektra - Mogelijkheid tot remote, multiplexed uitvoering - Geintegreerde telemetrie: glasvezel is datalink - Klein en licht in gewicht - Hoge gevoeligheid en nauwkeurigheid - Grote afstanden > km s - Kosteneffectief

10 DTS TECHNOLOGIE Standaard multi-mode glasvezel T 1 T 2 T 3 T 4. Terugverstrooid licht geeft Elke 0.5m een meting 0.5m licht puls T 9,995 T 9,996 T 9,997 T 9,998 T 9,999

11 FBG TECHNOLOGIE - Een FBG is een locatie op de fiber waar via laserbewerking de brekingsindex van het fibermateriaal gewijzigd is. - Hierdoor kaatst de FBG slechts een specifieke golflengte van het in de fiber gestuurde licht terug. - Bij verandering van lengte of temperatuur verschuift de teruggekaatste golflengte. - Uit verschuiving golflengte volgt verandering lengte / temperatuur

12 Algemene eigenschappen DTS vs. FBG interrogation: DTS FBG Gedistribueerd meten tot 60km Quasi gedistribueerde meting tot 50 temperatuursensoren in één glasvezel. 1 tot 16 kanalen m.b.v. multiplexer. 1 tot 16 kanalen m.b.v. multiplexer. Spatial resolution van 1m. Bepaald door locatie FBG s Temperatuurresolutie vanaf 0.01⁰C Afhankelijk van meettijd en afstand. Nauwkeurigheid tot 1pm (0.07⁰C). Bepaald door uitleesunit. Meettijd vanaf 10 seconden. Scan frequentie: tot 10-tallen khz Operating temperatuur: -40⁰C / +65⁰C Operating temperatuur: 0⁰C / +50⁰C Onderhoud: minimaal Onderhoud: minimaal

13 CRYSTAL CRYSTAL staat voor CReate Your Sustainable Thermal energy storage at Area Level with fibre optic monitoring. Ontwikkelen van monitoringsinstrument om op gebiedsschaal energieopslag in de ondergrond te monitoren in samenhang met de gebouwen, zodat er afstemming en samenwerking kan ontstaan in drukke binnenstedelijke gebieden. Looptijd:

14 Belemmeringen Belangrijke belemmeringen voor WKO allianties zijn: Ontwerp gericht op enkel gebouw, waarbij geen rekening is gehouden met samenwerking en afstemming op gebiedsschaal; split incentives in de waardeketen van WKO; onzekerheid over de daadwerkelijke energieopslag in de ondergrond en informatie is gebaseerd op modelleringen; overdimensionering, die tevens in de vergunningen terecht komt; het ontbreekt aan een instrument om transparant aan te kunnen tonen waar welke thermische energie wordt opgeslagen in de ondergrond; het bodemenergiepotentieel wordt niet optimaal benut door individuele WKO s die hun eigen grenzen bewaken en een suboptimale inrichting van de ondergrond. Hierdoor is er onvoldoende vertrouwen in samenwerking op gebiedsschaal.

15 WP4: Exploitatie en financiering WP1: Programma van eisen WP5: Kennisoverdracht en projectleiding WP3: Aanleggen en meten WP2: Gebiedsactualisatie en ontwerp

16 WP4: Exploitatie en financiering WP1: Programma van eisen WP5: Kennisoverdracht en projectleiding WP3: Aanleggen en meten WP2: Gebiedsactualisatie en ontwerp

17 WP4: Exploitatie en financiering WP1: Programma van eisen WP5: Kennisoverdracht en projectleiding WP3: Aanleggen en meten WP2: Gebiedsactualisatie en ontwerp

18 WP4: Exploitatie en financiering WP1: Programma van eisen WP5: Kennisoverdracht en projectleiding WP3: Aanleggen en meten WP2: Gebiedsactualisatie en ontwerp

19 Beurskwartier, Knoop gebouw model, vergund Uitgangspunten: - WKO-gebiedsalliantie! - doublet voor piekuren Verkenningsfase (Operationele fase)??

20 Verkenningsfase Hoofdvraag (RVB, GU, PU): - past nieuw doublet??? - kloppen effecten vlgs model? - prognose buren? - CRYSTAL - gebiedsproces

21 Meetdoel CRYSTAL: Valideren (3D) model? Berekenen effecten Knoopdoublet op buren? V e r t r o u w e n

22 Meetopzet CRYSTAL dit willen we meten (meerdere locaties) tot waar komt de kou? ( bellen in beeld ) Valideren (3D) model

23 Vervolgvragen Wat is de omvang van het gebied en waarvan is dit afhankelijk? Impact op ondergrond (tot welke afstand kun je compenseren?) Moet het bovengrondse gebied waar de warmte wordt afgegeven even groot zijn als het ondergrondse gebied waar de WKO vergunning op van toepassing is? Functies/bestemmingplannen? Waar leg je de grenzen van je gebied en welke criteria hanteer je voor die gebiedsgrenzen? Hoe om te gaan met nieuwe partijen die later willen aansluiten? Biedt de gebiedsvergunning alle partijen evenveel voordeel? Hiervoor is een betrouwbaar en actueel overzicht op gebiedsniveau nodig van de W/K overschotten per systeem, waaruit een eventuele (structurele) onbalans op gebiedsniveau afgeleid kan worden. 23

24 Samenvattend Met het innovatieve monitoringssysteem CRYSTAL wordt het bovengronds crystal clear hoe thermische energieopslag zich ondergronds ontwikkelt. Op deze wijze leidt het project tot verbeterde benuttingsmogelijkheden van bodemenergie. En helpt het om WKO-allianties te vormen op gebiedsschaal.

25 Bedankt voor uw aandacht Projectwebsite: tki crystal.nl Utrecht Sustainability Institute (USI) drs. Arno Peekel Projectmanager Bestuursgebouw 0.43 Heidelberglaan CS UTRECHT T a.f.peekel@uu.nl usi@uu.nl