DE IMPACT VAN DE IMPLEMENTATIE VAN WKK IN DE BELGISCHE ENERGETISCHE CONTEXT

Transcriptie

1 ABSTRACT DE IMPACT VAN DE IMPLEMENTATIE VAN WKK IN DE BELGISCHE ENERGETISCHE CONTEXT Kris Voorspools, William D haeseleer Katholieke Universiteit Leuven Afdeling Toegepaste Mechanica en Energieconversie Celestijnenlaan 300A / B-3001 Heverlee Kris.Voorspools@mech.KULeuven.ac.be William.Dhaeseleer@mech.KULeuven.ac.be Om de impact van de installatie van WKK voor een welbepaalde toepassing in te schatten, worden totnogtoe in de praktijk vuistregels gebruikt. Omdat deze eenvoudige rekenregels dikwijls niet of onvoldoende gevalideerd zijn en vaak niet algemeen geldig zijn voor het volledige gamma aan WKK toepassingen, is het aan te raden een sluitende methodologie te volgen. Daarom wordt hier een gedetailleerd concreet simulatiemodel besproken waarmee scenario's rond de vraag- en aanbodszijde van elektriciteitsproductie kwalitatief en kwantitatief kunnen geëvalueerd worden. Voor de concrete evaluatie van WKK worden in deze methode twee scenario's uitgewerkt voor een welbepaalde potentiële WKK toepassing. In het eerste scenario wordt de WKK niet geïnstalleerd. De volledige vraag naar elektriciteit wordt geleverd door het centraal productiesysteem terwijl de beschouwde vraag naar warmte door ketels wordt gedekt. In het andere scenario wordt de WKK wel, op termijn, geïnstalleerd. Deze WKK levert de beschouwde warmte, eventueel samen met ketels voor bijstook. De totale elektriciteitsvraag wordt nu beantwoord door het centraal productiesysteem en de WKK samen. In dit tweede scenario moet er evenwel rekening mee gehouden worden dat het centralepark door de installatie van de WKK anders kan evolueren. Toepassing van deze methode op twee specifieke situaties (industriële WKK en WKK in de tertiaire sector) toont aan dat de vuistregels ter evaluatie van WKK slechts onder zeer specifieke voorwaarden geldig zijn. 1

2 1. INLEIDING De ogenblikkelijke emissies verbonden aan elektriciteitsproductie variëren met de vraag naar elektriciteit. Afhankelijk van het vraagpeil verandert immers het aantal en de soort centrales die worden aangesproken voor elektriciteitsproductie. Vraagschommelingen tussen dag/nacht, weekdag/weekenddag en winter/zomer geven derhalve aanleiding tot fluctuaties in de ogenblikkelijke emissies. Naast de veranderingen in emissies tengevolge van een veranderlijke vraag, is ook het wijzigend park oorzaak van veranderingen in emissies. Deze wijzigingen in het park gebeuren zowel op korte termijn (revisies) als op middellange en lange termijn (nieuwe investeringen en uitdienstnamen). Om van deze dynamische situatie een gedetailleerde tijdsafhankelijke evaluatie te maken werd een programma PROMIX ontwikkeld dat de elektriciteitsproductie op uurbasis modelleert. De ruggengraat van dit programma bestaat uit alle eenheden van het centralepark en als input wordt het vraagpatroon naar elektriciteit gebruikt. De output bestaat uit de elektriciteitsproductie, het primair energiegebruik en de emissies voor elk uur en voor elk centraletype. Dit programma kan gebruikt worden om de impact van mogelijke maatregelen te kwantificeren vooraleer de maatregel daadwerkelijk wordt geïmplementeerd. Ook a-priori "lineaire" schattingen of soms sloganeske uitspraken (zoals bijvoorbeeld "elektrische verwarming is niet gunstig", of "oude steenkoolcentrales moeten zo snel mogelijk uit dienst genomen worden", of "decentrale productie is beter dan centrale productie") kunnen met dit model gecontroleerd en gekwantificeerd worden. 2. DYNAMISCHE MODELLERING VAN DE ELEKTRICITEITSPRODUCTIE 2.1 Noodzaak aan dynamische modellering De bedoeling van een elektrisch simulatiemodel is op een eenvoudige en doorzichtige wijze een correct inzicht te verwerven in de invloed van het elektrisch productiesysteem en het vraagpatroon op het energiegebruik en de emissies. Hierbij dient er vooral rekening mee gehouden worden dat het concrete elektrisch productiesysteem niet het "gemiddeld" systeem is, maar dat het bestaat uit een verzameling van afzonderlijke centrales met elk hun eigenschappen (gebruikte brandstof, rendement, opstarttijden, ). Hierdoor zal "het" elektrisch systeem op vraagwijzigingen, op korte of langere termijn, niet reageren als een gemiddeld systeem, maar door aanpassing van de activeringsgraad van één of meerdere individuele productie-eenheden. Hierbij komen verschillende aspecten aan bod. Aan de vraagzijde zijn variaties in de vraag naar elektriciteit van belang: een stijging of daling van de vraag of een verschuiving van de vraag van normale naar stille uren die allen het gevolg kunnen zijn van maatregelen of van substitutie tussen technologieën. Aan de aanbodzijde worden wijzigingen in het centralepark onderzocht: uitdienstname van oudere centrales en indienstname van nieuwe investeringen. Naast deze enkelvoudige maatregelen treden ook combinaties van beiden op; namelijk vraagvariaties die een aanpassing van het centralepark induceren. 2.2 Beschrijving van het simulatiemodel PROMIX INPUT Voor een nauwgezette simulatie van de elektriciteitsproductie zijn gedetailleerde gegevens nodig over de vraag naar elektriciteit en het geheel van centrales waarmee aan deze vraag moet voldaan worden. 2

3 De vraag naar elektriciteit wordt ingegeven als gemiddelde uurwaarden. Voor de basisvorm van het vraagprofiel worden historische profielen gebruikt. Voor de toekomst wordt deze vorm vermenigvuldigd met een vermenigvuldigingsfactor om de evolutie van de vraag weer te geven. Beleidsmaatregelen aan de vraagkant kunnen gesimuleerd worden door de groei van de vraag aan te passen (bijvoorbeeld substitutie van fossiele naar elektrische toepassingen) of de vorm van het profiel te wijzigen (bijvoorbeeld promotie van nachtgebruik). Voor het centralepark worden gedetailleerde gegevens van alle afzonderlijke centrales gebruikt. Deze gegevens bestaan uit de werkingskarakteristiek van de centrale (of het energiegebruik in functie van de activeringsgraad), de gebruikte energiebron (met de daaraan verbonden kostprijs en emissies), de betrouwbaarheid van de centrale en de tijd die jaarlijks nodig is voor revisie. De samenstelling van het Belgische centralepark wordt samengevat weergegeven in Tabel 1 voor 1998 en Voor 2010 werd vertrokken van het uitrustingsplan [3] maar de situatie werd aangepast en uitgebreid volgens de huidige tendensen. In het uitrustingsplan worden tegen 2005 onder andere drie nieuwe steenkoolcentrales gepland terwijl dit in de huidige context onwaarschijnlijk is. Daarom worden in plaats daarvan in PROMIX STEG s geplaatst. Welke producent deze nieuwe eenheden plaatst is in een energetische evaluatie minder van belang. In Tabel 1 worden de centrales opgesplitst per centraletype. In de modellering zelf gebeurt deze opdeling, net zoals in de realiteit, veel gedetailleerder. Sommige centrales kunnen bovendien gestookt worden op verschillende brandstoffen indien dit om economische of praktische redenen aangewezen is. Ook wordt in sommige klassieke centrales hoog- en cokesovengas mee verbrand MODELLERING VAN DE ELEKTRICITEITSPRODUCTIE Om te bepalen welke centrales op welk ogenblik best geactiveerd worden teneinde aan de opgelegde vraag naar elektriciteit te voldoen, zijn opstartcriteria nodig. Hiervoor zijn verschillende mogelijkheden zoals minimale brandstofkost, minimale broeikasgasemissies, minimaal energiegebruik, enzovoort. In een competitieve markt is het logisch om een economisch criterium te hanteren. Naast het gekozen opstartcriterium zijn er nog een aantal bijkomende criteria waaraan het centralepark en dus ook het model moeten voldoen. Sommige centrales werken vrijwel continu in basislast. Dit kan zijn omwille van lage werkingskosten of contractuele overeenkomsten. In de Belgische context zijn nucleaire centrales typische centrales voor basislast. Daarnaast kunnen STEG s onder gascontract ook als basislast beschouwd worden. Bronnen waarvan de energie hoe dan ook door het net moet opgenomen worden (hernieuwbare bronnen, WKK, hoogovengas en cokesovengas), kunnen ook als basislast beschouwd worden. Het elektrisch systeem is in realiteit geen computermodel maar een verzameling machines met elk zijn technologische beperkingen. Vele centrales hebben een minimaal werkingspunt waaronder ze niet gebruikt worden. Dit betekent dat wanneer een centrale dit punt bereikt een keuze moet gemaakt worden: ofwel wordt de centrale afgeschakeld voor een zekere tijd, ofwel blijft ze op dit punt werken en wordt gemoduleerd met andere eenheden. Grote steenkoolcentrales bijvoorbeeld hebben een minimaal werkingspunt van ongeveer 30% van vollast en worden enkel stilgelegd voor periodes groter dan 24 uur. Nog een beperking is de dynamische respons van de centrales. Deze hoeft niet in rekening gebracht te worden in PROMIX omdat het programma op uurbasis werkt en de geïntegreerde responstijd van netgekoppelde eenheden in de meeste gevallen kleiner is dan een uur. In het simulatiemodel wordt aandacht besteed aan de correcte inbreng van de pompcentrales. Dit is belangrijk omdat pompcentrales soms klant (tijdens oppompen) en soms producent (tijdens turbineren) zijn. Ook de revisie van de centrales wordt zorgvuldig gemodelleerd. Parameters die moeilijk of helemaal niet kunnen gesimuleerd worden, worden opgenomen in de onzekerheidsmarge. De belangrijkste bronnen van onzekerheid zijn de onvoorspelbaarheid van de revisieplanning en de onvoorspelbare uitval van een centrale. Voor een meer gedetailleerde uitleg rond de simulatie van elektriciteitsproductie wordt verwezen naar Voorspools en D'haeseleer [1]. 3

4 2.2.3 TYPISCHE OUTPUT VAN PROMIX PROMIX berekent hoe een gegeven centralepark reageert op een gegeven vraagprofiel. Voor elk type van centrale wordt hieruit voor elk uur van het jaar (dus 8760 waarden) berekend wat de geleverde elektriciteit is en hoeveel energiegebruik en emissies hiermee overeenkomen. Om deze output visueel aanschouwelijk te maken wordt de voorstellingswijze van Figuur 1 gebruikt, waarop de resultaten voor de volledige elektriciteitsproductie worden getoond. De bovenste figuur stelt de elektriciteitsproductie voor, de middelste het gemiddeld centralerendement en de onderste de gemiddelde broeikasgasemissies. Elk van de figuren geeft eigenlijk een 365*24 matrix weer. Vertikaal wordt van boven naar onder het jaar doorlopen (van 1 januari tot 31 december) en horizontaal van links naar rechts de week (van maandag 06:00h tot maandag 05:00h). Het voorbeeld dat hier wordt gegeven komt uit een simulatie voor Output zoals weergegeven in Figuur 1 wordt gegenereerd voor alle types van centrales ENERGIEGEBRUIK EN EMISSIES : DIRECT EN INDIRECT Voor het energiegebruik en de daadwerkelijke emissies van de centrales wordt in de standaardversie van PROMIX alleen de werking van de centrales in rekening gebracht. Andere (onrechtstreekse) bronnen van energiegebruik en emissies worden niet meegerekend. Immers, de richtlijnen van het Kyoto-protocol schrijven voor dat de emissies "aan de schouw" worden geregistreerd. Anderzijds gaat de totale verantwoordelijkheid van verschillende types van centrales over de volledige levenscyclus verder dan alleen de werking van de centrales. Ook tijdens de verwezenlijking en afbraak van de investeringsgoederen en de levenscyclus van de gebruikte brandstoffen worden energie gebruikt en emissies uitgestoten. Om een idee te geven van deze verantwoordelijkheid in broeikasgasemissies van verschillende soorten van elektrische centrales, wordt hiervan in Tabel 2 een overzicht gegeven. Een gedetailleerde uitleg voor deze resultaten wordt gegeven in Voorspools, Brouwers en D haeseleer [2]. Een variante van PROMIX incorporeert deze verantwoordelijkheid en kan "verantwoordelijkheidssimulaties" doorrekenen. 3. PRAKTISCH GEBRUIK VAN HET MODEL PROMIX VOOR DE EVALUATIE VAN WKK Om de impact van de inpassing van WKK in de Belgische energetische context te beoordelen, kunnen met PROMIX simulaties uitgevoerd worden. Twee situaties moeten daartoe doorgerekend worden. In het eerste geval (laten we dit het referentiescenario noemen) wordt geen bijkomende WKK geïnstalleerd. In het andere geval (het alternatief scenario) wordt bijkomende WKK op termijn toegevoegd. Door het energiegebruik en de emissies van deze beide gevallen te vergelijken kan de impact van de maatregel accuraat worden gekwantificeerd. Deze methode wordt schematisch voorgesteld in Figuur Warmtekrachtkoppeling WKK Voor de evaluatie van warmtekrachtkoppeling wordt in de literatuur meestal gebruikt gemaakt van wat wij noemen de statische vereenvoudigde voorstelling. Deze methode wordt schematisch weergegeven in Figuur 3. Met behulp van deze voorstelling kan zeer eenvoudig de primaire energiebesparing per eenheid van geproduceerde elektriciteit (en de daaraan verbonden reductie in emissies) worden afgelezen als: α α E Q PEB = + 1. η η E Q 4

5 Hierin staan η E en η Q voor de rendementen van de gescheiden productie (elektriciteit en warmte) terwijl α E en α Q de elektrische en thermische omzettingsgraden van de WKK weergeven. Hoewel deze vergelijking plausibel lijkt en daarom ook algemeen aanvaard lijkt te worden, vertoont ze toch enkele belangrijke tekortkomingen. 1. In de formule komen alleen vollastrendementen voor. In de realiteit is het best mogelijk dat de WKK, de ketel of de elektrische centrale op deellast werken. 2. De formule beschouwt geen bijstook. In vele praktische gevallen zal de WKK ingezet worden voor de basisbehoefte aan warmte terwijl klassieke ketels de pieken opvangen. 3. Alle warmte wordt verondersteld "nuttig" gebruikt te worden door een eindgebruiker. 4. De formule maakt abstractie van de gebruiksduur van de toepassingen. In Figuur 3 wordt aan elektrische kant een centrale hier een STEG vergeleken met en equivalent gesteld aan de elektrische kant van de WKK. Indien er rekening mee gehouden wordt dat deze STEG een gebruiksduur heeft van ongeveer 7000 h/a en WKK, afhankelijk van de toepassing, een andere gebruiksduur kan hebben, is deze equivalentie alles behalve evident. 5. De volledige energetische context wordt verwaarloosd. Afhankelijk van het elektrisch productiepatroon van de WKK kan de volledige elektriciteitsproductie anders beheerd worden. Als bijvoorbeeld de productie van de WKK sterk fluctueert in de tijd, dan zal centraal draaiend reservevermogen beschikbaar moeten gehouden worden om deze fluctuaties op te vangen. Al deze bezwaren laten vermoeden dat de statische vereenvoudigde evaluatiemethode in bepaalde praktische gevallen tekort zal schieten. Daarom wordt hier voorgesteld met een meer algemene methode te werken die de volledige energetische context mee in beschouwing neemt. Deze methode wordt weergegeven in Figuur 4. In het ene geval wordt geen bijkomende WKK verondersteld. In het andere geval wordt, op termijn, extra WKK geïnstalleerd. Hierbij wordt de volledige energetische context in beschouwing genomen. Als de installatie van WKK investeringen in het centraal productiesysteem overbodig maken, wordt dit opgenomen in de vergelijking. Om deze methode concreet toe te passen worden twee gevalstudies uitgewerkt. De eerste behandelt industriële WKK voor proceswarmte; de tweede WKK voor gebouwenverwarming in de tertiaire sector INDUSTRIËLE WKK In de eerste gevalstudie wordt 360 MW el meer industriële WKK voorzien tegen 2010 dan gepland (dit mag ook geïnterpreteerd worden als 400 MW el met een betrouwbaarheid van 90%). Door deze ingreep zal in het centralepark een investering van een vergelijkbaar vermogen vermeden worden. In de beschouwde energetische context is dit een STEG. Deze WKK, die ingezet wordt voor de levering van proceswarmte, heeft een hoge gebruiksduur van ongeveer 7500 h/a. De omzettingsgraden α E en α Q bedragen gemiddeld respectievelijk 38% en 42%. In Tabel 3 worden de resultaten getoond van het referentiescenario en het scenario waar tegen MW el meer industriële WKK wordt geïnstalleerd dan in het referentiescenario. Hieruit blijkt dat door de installatie van deze bijkomende WKK ongeveer 4000 TJ primaire energie kan bespaard worden en 250 kton minder CO 2 wordt uitgestoten. Als we voor dezelfde WKK de statische vereenvoudigde methode gebruiken, dan komen we tot ongeveer dezelfde waarden; namelijk 4000 TJ en 240 kton. In dit geval blijkt bijgevolg dat de statische vereenvoudigde methode geldig is. Inderdaad, kijken we ook naar de bezwaren tegen deze methode, dan blijken deze niet van toepassing op deze vorm van WKK. Industriële WKK werkt meestal op vollast, er is geen bijstook nodig, de gebruiksduren van de WKK en de vermeden STEG zijn vergelijkbaar en de elektriciteitsproductie vanwege de WKK fluctueert niet sterk zodat ook de centrale productie optimaal kan benut worden. 5

6 3.1.2 WKK IN DE TERTIAIRE SECTOR In een tweede gevalstudie wordt 360 MW el WKK in de tertiaire sector voorzien tegen 2010 (ook dit mag geïnterpreteerd worden als 400 MW el met een betrouwbaarheid van 90%). Door deze ingreep zal in het centralepark een STEG vermeden worden. Omdat deze WKK voornamelijk gebruikt wordt voor gebouwenverwarming (en slechts in beperkte mate voor de productie van warm water) is ook de gebruiksduur beperkt tot ongeveer 4000 h/a. De omzettingsgraden α E en α Q bedragen hier respectievelijk 35% en 50%. In Tabel 4 worden de resultaten getoond van het referentiescenario en het scenario waar tegen MW el WKK in de tertiaire sector wordt geïnstalleerd. Hieruit blijkt dat door de installatie van deze bijkomende WKK ongeveer 1800 TJ primaire energie kan bespaard worden en 30 kton minder CO 2 wordt uitgestoten. Als we voor dezelfde WKK de statische vereenvoudigde methode gebruiken, dan komen we tot respectievelijk 2900 TJ en 170 kton. In dit geval blijkt duidelijk dat de statische vereenvoudigde methode de mogelijke energiebesparing en vooral de potentiële emissiereductie sterk overschat. Kijken we in dit licht naar de bezwaren die eerder in 3.1 werden geopperd, dan vinden we de oorzaak van deze discrepantie. De WKK met een gebruiksduur van slechts 4000 h/a mag niet beschouwd worden als elektrisch equivalent van de vermeden STEG met een gebruiksduur van 7000 h/a. Om tot volledige elektrische equivalentie te komen moeten in het geval met WKK in de tertiaire sector andere centrale productiemiddelen (steenkoolcentrales, andere STEG's en gascentrales) de ontbrekende 3000 h/a opvullen. Deze bijkomende productie gaat wellicht gepaard met een hoger energiegebruik en vooral hogere emissies dan de vermeden STEG. Dit blijkt eveneens uit de resultaten van de simulaties. Vergelijking van het referentiescenario met het scenario met WKK in de tertiaire sector toont dat de productie van de STEG's afneemt van naar GWh (dit is logisch, want er is een STEG minder gebouwd) terwijl de productie van de steenkoolcentrales toeneemt van naar GWh. De productieniveaus van de andere centrales blijven min of meer constant. Het is hierbij van belang dat deze bijkomende productie niet constant is doorheen de tijd, maar ogenblikkelijk afhangt van de activeringsgraad van het productiesysteem en vooral de nog beschikbare capaciteit; hetzij draaiende reserve of nieuw op te starten eenheden. Een statisch model is per definitie niet in staat om de tijdsafhankelijke aspecten in rekening te brengen. Het model PROMIX kan hiermee rekening houden omdat het op de elektriciteitsproductie op uurbasis simuleert. Omdat deze WKK uitgebaat wordt volgens de nood van aan gebouwenverwarming, fluctueert de elektriciteitsproductie ervan. Hierdoor kan het centraal productiesysteem minder optimaal uitgebaat worden. Ook de gevolgen van deze minder optimale werking wordt op rekening van de WKK geschreven. Een gelijkaardige gevalstudie werd uitgevoerd voor WKK in de residentiële sector. Daar wordt de potentiële WKK quasi volledig ingezet voor verwarming van gebouwen. De resultaten van deze gevalstudie zijn kwalitatief nog minder gunstig dan voor de gevalstudie voor WKK in de tertiaire sector, opnieuw omwille van het grillige verloop van de warmtevraag en vooral de nog beperktere gebruiksduur van WKK in de residentiële sector EVALUATIE VAN WKK Uit gesimuleerde gevalstudies voor WKK is gebleken dat de statische vereenvoudigde voorstelling niet algemeen geldend is en bovendien tot grote fouten kan leiden indien niet aan specifieke voorwaarden voldaan is (voornamelijk dat de gebruiksduur van de WKK groot is). Daarom wordt aangeraden om in alle gevallen eenzelfde sluitende methodologie te gebruiken die de volledige energetische context in beschouwing neemt. 6

7 4. BESLUIT Om concreet de impact van de inpassing van WKK met betrekking tot energiegebruik en broeikasgasemissies te evalueren, is het noodzakelijk een sluitende methode te beschikking ter hebben. Hoewel er voor vele praktische gevallen vuistregels bestaan, is dit vaak niet voldoende. Daarom werd een algemene methode ontwikkeld waarmee door simulatie van de volledige context en door vergelijking van scenario's waar specifieke beleidsmaatregelen al dan niet worden opgelegd concrete evaluatie van een specifieke maatregel mogelijk is voor de elektrisch-energetische context. In dit kader werd een model PROMIX ontwikkeld waarmee de elektriciteitsproductie gedetailleerd kan gesimuleerd worden. Uit deze simulaties is gebleken dat niet alleen de maatregel zelf, maar vooral de impact die deze maatregel heeft op het volledig energetisch systeem (bijvoorbeeld de vernieuwing en de uitbating van het elektrisch centralepark) een zeer belangrijke rol spelen. Uit de concrete gevalstudies rond WKK is de noodzaak van deze aanpak gebleken. Alhoewel voor WKK algemeen aanvaarde en gebruikte vuistegels bestaan, blijkt uit simulatie van de volledige energetische context dat deze niet altijd gelden. Voor industriële WKK blijken de vuistregels vrij goed te kloppen. Voor WKK met lagere gebruiksduur die toch actief zijn tijdens de perioden van piekelektriciteitsgebruik (bijvoorbeeld WKK voor gebouwenverwarming) overschatten de vuistregels de potentiële energiebesparing en broeikasgasreductie zeer sterk. 7

8

9 REFERENTIES [1] Voorspools K., D haeseleer W., The influence of the instantaneous fuel mix for electricity generation on the corresponding emissions, accepted for publication in Energy. [2] Voorspools K., Brouwers E., D haeseleer W., Energy content and indirect greenhouse gas emissions embedded in emission-free power plants; results for the low countries, accepted for publication in Applied Energy. [3] Beheerscomité der elektriciteitsondernemingen, Nationaal uitrustingsprogramma inzake de middelen voor productie en transport van elektrische energie , oktober 1995.

10

11 TABELLEN & FIGUREN

12 winter GEACTIVEERD UUR-VERMOGEN [ MW ] lente zomer 8000 herfst 6000 Ma 6h Di 6h Wo 6h Do 6h Vr 6h Za 6h Zo 6h GEMIDDELD CENTRALERENDEMENT [ procent ] GEMIDDELDE CO 2 -eq UITSTOOT [ kg/mwh ] Figuur 1 : Voorbeeld visuele weergave output PROMIX; totale elektriciteitsproductie in 1998

13 BASIS- TOESTAND jaar X Park 1 Vraag 1 referentiescenario alternatief scenario REFERENTIE- TOESTAND jaar Y Park 2 Vraag 2 ALTERNATIEVE TOESTAND jaar Y Park 2 Vraag 2 22 CO 2 22 Vraag Figuur 2 : Schematische voorstelling van de scenario s voor de substitutie, de promotie of het verbod van elektrische toepassingen

14 brandstof 1 1 WKK 0.35 E=αE 0.35 STEG 0.64 ηe = 0.55 αe = 0.35 αq = Q=αQ 0.50 ketel ηq = VERLIES 0.15 VERLIES 0.35 Figuur 3 : Statische vereenvoudigde evaluatiemethode voor warmtekrachtkoppeling brandstof 1.20 αe αq ηe ηq

15 SITUATIE ZONDER WKK SITUATIE MET WKK CENTRAAL PRODUCTIESYSTEEM PROMIX GLOBALE PROMIX ELEKTRICITEITSVRAAG CENTRAAL PRODUCTIESYSTEEM context zonder WKK context met WKK KETELS IN BESTUDEERDE SECTOR WARMTEVRAAG IN SECTOR WKK IN BESCHOUWDESECTOR BIJSTOOK IN BESCHOUWDESECTOR PRIMAIR ENERGIEGEBRUIK EMISSIES ENERGIEGEBRUIK EMISSIES PRIMAIR ENERGIEGEBRUIK EMISSIES SITUATIE ZONDER WKK ten gevolge van WKK SITUATIE MET WKK Figuur 4 : Evaluatiemethode ter evaluatie van specifieke WKK toepassingen

16 nucleair MW MW steenkool MW MW aardgas STEG MW MW aardgas klassiek MW 220 MW zware olie 370 MW 0 MW turbojets + diesels 490 MW 770 MW WKK 540 MW MW zelfproducenten 620 MW 620 MW hernieuwbaren 170 MW 260 MW pompcentrales MW MW Tabel 1 : Samenstelling van het Belgisch centralepark volgens centraletype

17 Broeikasgasemissies verbonden aan elektriciteitsproductie NUCLEAIR WIND FOTOVOLTAISCH WATERKRACHT BIOMASSA STEG USK KUST BINNEN- LAND POMP MICRO HOUT SLIB GEBRUIKSDUUR kwh kw piek el jaar LEVENSDUUR [jaar] INVESTERINGS- GOEDEREN (#) g CO 2 kwh eq el BRANDSTOF- CYCLUS VERBRANDING (#) constructie + onderhoud + afbraak Tabel 2 : Verantwoordelijkheid in broeikasgasemissies van elektrische centrales; "wieg tot graf" aanpak

18 elektriciteitsproductie [GWhel] relevante warmteproductie [GWhth] primair energiegebruik [TJ] broeikasgasemissies [ktonco2-eq] vereenvoudigde statische voorstelling 2010 referentie 360 MWel bijkomende industriële WKK centraal WKK ketels WKK elektrisch ketels WKK besparing elektrisch ketels WKK reductie 250 energiebesparing [TJ] emissiereductie [ktonco2-eq] 240 Tabel 3 : Evaluatie van 360 MWel industriële WKK

19 2010 referentie 360 MWel bijkomende WKK in de tertiaire sector centraal elektriciteitsproductie [GWhel] WKK ketels relevante warmteproductie [GWhth] WKK elektrisch primair energiegebruik [TJ] ketels WKK besparing elektrisch ketels broeikasgasemissies [ktonco2-eq] WKK reductie 30 energiebesparing [TJ] vereenvoudigde statische voorstelling emissiereductie [ktonco2-eq] 170 Tabel 4 : Evaluatie van 360 MWel WKK in de tertiaire sector