Ontwerp van. Mededeling van de Vlaamse Regulator van de Elektriciteits- en Gasmarkt. van 8 maart 2012

Transcriptie

1 Vlaamse Regulator van de lektriciteits- en Gasmarkt Publiekrechtelijk vormgegeven extern verzelfstandigd agentschap Graaf de Ferrarisgebouw Koning Albert II-laan 20 bus 19 B-1000 Brussel Gratis telefoon 1700 Fax mail: info@vreg.be Web: Ontwerp van Mededeling van de Vlaamse Regulator van de lektriciteits- en Gasmarkt van 8 maart 2012 met betrekking tot de behandeling van complexe warmtekrachtinstallaties in het kader van artikel , 10 van het Besluit van de Vlaamse Regering van 19 november 2010 houdende algemene bepalingen over het energiebeleid MD-2012-X

2 MD-2012-X 08/03/2012 Inhoud 1. Inleiding lektrische afbakening Algemeen lektrische utiliteitsvoorzieningen Aansluiting ilandbedrijf Vermoeden van niet-injectie WKK aangesloten op verschillende spanningsniveaus Mechanische afbakening Thermische afbakening Algemeen Thermische referentie-installatie HRSG met bijstook Thermische utiliteitsvoorzieningen Gasturbine met bijstook Tegendrukstoomturbine met voorgeschakelde stoomketel Stoomturbine zonder voorgeschakelde stoomketel Aftapcondensatiestoomturbine Trigeneratie Brandstof van de warmtekrachtinstallatie Primaire nergie Bijstook Voorbehandeling Definiëring van meerdere WKK s op dezelfde site Algemeen Seriegeschakelde warmtekrachtinstallaties Afwijkingen van het black box principe Niet-WKK-warmte Niet-WKK-elektriciteit Pro-rata opname van nageschakelde turbines Procedure voor de aanmaak van warmtekrachtcertificaten...34 Pagina 2 van 35

3 MD-2012-X 08/03/ Inleiding Bijlage I van het nergiebesluit legt de voorwaarde vast waaraan een warmtekrachtinstallatie moet voldoen om als kwalitatief erkend te worden, namelijk dat de relatieve primaire energiebesparing (RP) een vermogen-afhankelijke minimumwaarde overschrijdt. Voor kwalitatieve WKK gelegen in het Vlaams Gewest worden warmtekrachtcertificaten toegekend, op basis van de gerealiseerde warmtekrachtbesparing. De warmtekrachtbesparing gerealiseerd door een warmtekrachtinstallatie wordt berekend als de primaire energiebesparing die wordt gerealiseerd door gebruik te maken van een warmtekrachtinstallatie in plaats van een referentie-installatie die dezelfde nettohoeveelheid elektriciteit en nuttige warmte zou opwekken als die warmtekrachtinstallatie, overeenkomstig artikel , 1 van het nergiebesluit. Voor complexere installaties is het niet altijd even voor de hand liggend hoe deze netto geproduceerde elektriciteit en nuttige warmte bepaald moeten worden, of met andere woorden wat de grenzen van een dergelijke warmtekrachtinstallatie zijn. Deze mededeling wordt gepubliceerd in het kader van artikel , 10 van het nergiebesluit, dat stelt dat de VRG nadere regels kan opleggen betreffende de beoordeling of voldaan wordt aan de voorwaarden voor kwalitatieve warmtekrachtinstallaties en betreffende de bepaling van de warmtekrachtbesparing voor types van complexe warmtekrachtinstallaties. In de volgende hoofdstukken wordt het behandelingskader van de VRG verduidelijkt, met als uitgangspunt dat het black box principe wordt gehanteerd waar mogelijk. Bij dit principe wordt de interne werking van de WKK buiten beschouwing gelaten, en worden enkel de ingaande en uitgaande energiestromen geëvalueerd. In hoofdstukken 2, 3, 4 en 5 wordt de afbakening van WKK s besproken, achtereenvolgens voor de elektrische, de mechanische, de thermische en de brandstof-energie. Hoofdstuk 6 beschrijft op welke manier wordt omgegaan met sites waarop meerdere warmtekrachtinstallaties aanwezig zijn. In hoofdstuk 7 wordt toegelicht in welke gevallen de VRG toch afwijkt van het black box principe, en hoe dit in de praktijk wordt uitgevoerd. Hoofdstuk 8 ten slotte, licht de procedure voor de aanmaak van warmtekrachtcertificaten toe. Deze mededeling is van toepassing voor alle nieuwe aanvragen tot toekenning van warmtekrachtcertificaten die de VRG ontvangt vanaf de datum van de publicatie. en aanvraag tot erkenning van een ingrijpende wijziging wordt door de VRG als een nieuwe aanvraag tot toekenning van warmtekrachtcertificaten beschouwd, gezien het specifieke karakter van de ingrijpende wijziging. De berekeningsmethodes vastgelegd in bestaande beslissingen of principebeslissingen worden naar aanleiding van deze mededeling niet gewijzigd. Relevante wetgeving: - Decreet van 8 mei 2009 houdende algemene bepalingen betreffende het energiebeleid (hierna het nergiedecreet ); - Besluit van de Vlaamse regering van 19 november 2010 houdende algemene bepalingen over het energiebeleid (hierna: het nergiebesluit ); - Ministerieel Besluit van 6 oktober 2006 inzake de vastlegging van referentierendementen voor toepassing van de voorwaarden voor kwalitatieve warmtekrachtinstallaties (hierna het Ministerieel Besluit ); Pagina 3 van 35

4 MD-2012-X 08/03/ lektrische afbakening 2.1. Algemeen Overeenkomstig artikel , 1, tweede lid van het nergiebesluit, wordt voor de berekening van de warmtekrachtbesparing door een warmtekrachtinstallatie met elektriciteitsproductie, uitgegaan van de netto-elektriciteitsproductie die op de locatie zelf verbruikt wordt of die geleverd wordt aan het distributienet, aan het plaatselijk vervoernet van elektriciteit, aan het transmissienet of aan directe lijnen. Deze netto-elektriciteitsproductie wordt gemeten voor de eventuele transformatie naar netspanning. De netto-elektriciteitsproductie van de warmtekrachtinstallatie wordt gedefinieerd in artikel 1.1.1, 2, 70 a) van het nergiebesluit: de geproduceerde elektriciteit, verminderd met de gemeten elektriciteitsafname of de equivalente elektriciteitsafname van de utiliteitsvoorzieningen die horen bij de productie-installatie. Als die utiliteitsvoorzieningen andere energiebronnen dan elektriciteit, mechanische energie of thermische energie gebruiken, wordt de equivalente elektriciteitsafname berekend door de VRG als de elektriciteit die in een referentie-installatie met dezelfde hoeveelheid energie kan worden opgewekt. Voorzieningen die nodig zijn om de brandstof voor de productieinstallatie te produceren, uitgaande van dierlijke mest, afvalwater of organisch-biologische afvalstoffen, worden niet als utiliteitsvoorzieningen beschouwd op voorwaarde dat aan de VRG wordt aangetoond dat het energieverbruik van die voorzieningen ook noodzakelijk is als ze niet zouden worden aangewend voor energierecuperatie; De definitie van utiliteitsvoorzieningen, overeenkomstig artikel 1.1.1, 2, 102 van het nergiebesluit is de volgende: voorzieningen die nodig zijn voor de goede werking van de warmtekrachtinstallatie of de installatie voor productie van energie uit hernieuwbare energiebronnen, of die nodig zijn om de gebruikte energiebron voor de opwekking van elektriciteit of mechanische energie geschikt te maken; Uit de bovenstaande definities blijkt dat de netto-elektriciteitsproductie gelijk is aan de brutoelektriciteitsproductie, gemeten aan de klemmen van de generator, verminderd met het elektrisch verbruik van de utiliteitsvoorzieningen van de warmtekrachtinstallatie. Overeenkomstig artikel 6.2.9, 1 van het nergiebesluit zijn de netbeheerders verplicht, indien van toepassing, maandelijks de elektriciteitsproductie te meten en aan de VRG te rapporteren. Wanneer de elektriciteitsproductie wordt gemeten na de transformatie naar netspanning, worden de transformatieverliezen berekend aan de hand van constructeurgegevens van de transformator, en opgeteld bij de gemeten waarde. In de volgende paragraaf wordt beschreven hoe de VRG de definitie van utiliteitsvoorzieningen interpreteert. In paragraaf 2.3 wordt dieper ingegaan op de elektrische aansluiting van warmtekrachtinstallaties lektrische utiliteitsvoorzieningen lektrische utiliteitsvoorzieningen zijn de elektrische voorzieningen nodig voor de goede werking van een warmtekrachtinstallatie, of om de gebruikte energiebron voor de opwekking van elektriciteit of mechanische energie geschikt te maken. Indien deze niet afgetakt worden voor de meting van de netto-elektriciteitsproductie, moeten deze apart gemeten worden, en afgetrokken worden van de bruto-elektriciteitsproductie. lektriciteitsverbruikers die niet noodzakelijk zijn voor de goede werking van de WKK, maar bij de warmtetoepassing horen, worden niet als utiliteitsvoorziening beschouwd. De volgende nietexhaustieve lijst geeft enkele elektriciteitsverbruikers die typisch kunnen worden beschouwd als elektrische utiliteitsvoorzieningen van een warmtekrachtinstallatie: Pagina 4 van 35

5 MD-2012-X 08/03/ Oliepompen - Voedingswaterpompen - Ventilatie- en verluchtingspompen - Circulatiepompen in het primair circuit - Verlichting van de WKK-ruimte - Gascompressoren - lektrische brandstofverwarming Aansluiting en warmtekrachtinstallatie is aangesloten op een elektriciteitsnet wanneer een permanente fysieke verbinding wordt aangetoond tussen de klemmen van de generator en dit net, door middel van elektrische geleiders en/of transformatoren en schakelaars, die enkel in noodgevallen wordt verbroken ilandbedrijf Voor warmtekrachtinstallaties die niet aan deze voorwaarde voldoen, die met andere woorden opgesteld zijn in eilandbedrijf, gelden de volgende specifieke principes. - Alle toegekende warmtekrachtcertificaten krijgen de vermelding ter plaatse verbruikt, overeenkomstig artikel , 5, 2 van het nergiebesluit. - De correctiefactor voor vermeden netverliezen, bepaald overeenkomstig bijlage IV van het Ministerieel Besluit, wordt niet berekend op basis van een gewogen gemiddelde, maar is gelijk aan de waarde voor elektriciteit ter plaatse verbruikt. - Voor de toegekende warmtekrachtcertificaten wordt geen minimumsteun toegekend, overeenkomstig artikel 7.1.7, 1 van het nergiedecreet. In hoofdstuk 1.6. van mededeling MD van de VRG ( wordt beschreven hoe de VRG de aansluiting op het elektriciteitsnet interpreteert in het kader van deze minimumsteun Vermoeden van niet-injectie In het geval dat een warmtekrachtinstallatie die aangesloten is op het elektriciteitsnet ten allen tijde minder elektriciteit produceert dan het verbruik van de site, zal geen elektriciteit in het net geïnjecteerd worden. In dit geval kan de eigenaar van de WKK een vermoeden van niet-injectie opvragen bij de netbeheerder, waarin deze schriftelijk bevestigt dat een afzonderlijke meting van de in het net geïnjecteerde elektriciteit voor de site in kwestie niet vereist is. Indien een vermoeden van niet-injectie aan de VRG wordt voorgelegd, worden bij de eventuele toekenning van warmtekrachtcertificaten de volgende principes toegepast. - Alle toegekende warmtekrachtcertificaten krijgen de vermelding ter plaatse verbruikt, overeenkomstig artikel , 5, 2 van het nergiebesluit. - De correctiefactor voor vermeden netverliezen, bepaald overeenkomstig bijlage IV van het Ministerieel Besluit, wordt niet berekend op basis van een gewogen gemiddelde, maar is gelijk aan de waarde voor elektriciteit ter plaatse verbruikt. Pagina 5 van 35

6 MD-2012-X 08/03/ WKK aangesloten op verschillende spanningsniveaus Mogelijk wordt de door een warmtekrachtinstallatie geproduceerde elektriciteit op meerdere spanningsniveaus gebruikt of in het net geïnjecteerd. Dit kan verwarring scheppen bij de te hanteren rendementsreferentiewaarden en referentierendementen voor de gescheiden opwekking van elektriciteit, gezien deze spanningsafhankelijk zijn. De elektrische rendementsreferentiewaarden worden vastgelegd in het Ministerieel Besluit, en worden gebruikt bij de berekening van de relatieve primaire energiebesparing (hierna RP ) van de warmtekrachtinstallatie. De elektrische referentierendementen worden vastgelegd in artikel , 8 van het nergiebesluit, en worden gebruikt bij de berekening van de maandelijks gerealiseerde warmtekrachtbesparing (hierna: WKB ). De onderstaande hypothetische figuur toont een warmtekrachtinstallatie die is aangesloten op netten met verschillende spanningsniveaus. In deze figuur worden de volgende benamingen gebruikt: bruto de bruto-elektriciteitsproductie van de warmtekrachtinstallatie; UV,400V het verbruik van de utiliteitsvoorzieningen van de WKK op een spanning van 400 V; UV,6kV tpv,6kv tpv,36kv WKK,inj trf 0,4/11 trf 6/36 trf 11/36 het verbruik van de utiliteitsvoorzieningen van de WKK op een spanning van 6 kv; het verbruik van het bedrijf zelf op een spanning van 6 kv; het verbruik van het bedrijf zelf op een spanning van 36 kv; de door de WKK geïnjecteerde elektriciteit op het transmissienet op 150 kv; factor die de verliezen in de transformator tussen het net op 400 V en het net op 11 kv uitdrukt, groter dan 1; factor die de verliezen in de transformator tussen het net op 6 kv en het net op 36 kv uitdrukt, groter dan 1; factor die de verliezen in de transformator tussen het net op 11 kv en het net op 36 kv uitdrukt, groter dan 1; Pagina 6 van 35

7 MD-2012-X 08/03/2012 trf 36/150 factor die de verliezen in de transformator tussen het net op 36 kv en het net op 150 kv uitdrukt, groter dan 1; De bruto-elektriciteitsproductie van de WKK in de figuur wordt gemeten aan de klemmen van de generator, voor de transformatie naar netspanning. Aangezien de utiliteitsvoorzieningen in dit geval niet kunnen afgetakt worden voor de meting, zullen deze apart gemeten en in rekening gebracht dienen te worden. Het verbruik van de hulpdiensten wordt steeds teruggerekend naar het spanningsniveau waarop de elektriciteit door de WKK wordt geproduceerd, door middel van de transformatieverliezen, zoals opgegeven door de constructeur van de transformator. De netto hoeveelheid door de warmtekrachtinstallatie geleverde elektriciteit wordt berekend als volgt. netto bruto trf trf trf UV,400V 0,4/11 UV,6kV Wanneer het niet mogelijk is bruto te meten, kan netto berekend worden aan de hand van andere gemeten grootheden. Ook hierbij wordt rekening gehouden met de transformatieverliezen in de verschillende transformatoren, zoals opgegeven door de constructeur. Voor de warmtekrachtinstallatie in de bovenstaande figuur kan netto berekend worden aan de hand van volgende formule. netto 6/36 11/36 trf trf trf trf trf tpv,6kv Bepaling van de RP 6/36 11/36 tpv,36kv 11/36 WKK,inj Voor de berekening van de relatieve primaire energiebesparing (hierna RP ) van een warmtekrachtinstallatie, worden de elektrische rendementsreferentiewaarden, zoals vastgelegd in het Ministerieel Besluit, gebruikt. De te hanteren elektrische rendementsreferentiewaarde is afhankelijk van de gebruikte brandstof en het constructiejaar van de warmtekrachtinstallatie. Voor alle WKKtechnologieën, met uitzondering van de brandstofceltechnologie, wordt hierop een correctie voor klimaatomstandigheden toegepast, overeenkomstig bijlage III van het Ministerieel Besluit. Bij alle gebruikte brandstoffen, afgezien van houtbrandstoffen, houtafval en biogas dient eveneens een correctie voor vermeden netverliezen toegepast te worden, overeenkomstig bijlage IV van het Ministerieel Besluit. De correctiefactoren zijn afhankelijk van de spanning van het net waarop de geproduceerde elektriciteit ter plaatse wordt gebruikt en/of geïnjecteerd. Hierbij wordt eerst de correctie voor klimaatomstandigheden toegepast, en dan de correctie voor vermeden netverliezen, overeenkomstig artikel 2, 3 van het Ministerieel Besluit. Als de warmtekrachtinstallatie gebruik maakt van verschillende brandstoffen, gelden de rendementsreferentiewaarden overeenkomstig het gewogen gemiddelde van de energie-input van de verschillende brandstoffen, overeenkomstig artikel 5 van het Ministerieel Besluit. In de veronderstelling dat de warmtekrachtinstallatie gebruik maakt van één brandstof, wordt de rendementsreferentiewaarde Ref berekend aan de hand van de volgende formule. 36/150 11/36 Ref η Ref C N1 γ N2 1 γ MB klimaat Hierin zijn de volgende symbolen gebruikt. Ref MB C klimaat de constructiejaar- en brandstofafhankelijke elektrische rendementsreferentiewaarde zoals afgelezen uit de tabel in bijlage I van het Ministerieel Besluit; de correctie voor klimaatomstandigheden, bepaald overeenkomstig bijlage III van het Ministerieel Besluit; Pagina 7 van 35

8 MD-2012-X 08/03/2012 N1 N2 spanningsafhankelijke correctiefactor voor de vermeden netverliezen voor de elektriciteit die in het net wordt geïnjecteerd, bepaald overeenkomstig bijlage IV van het Ministerieel Besluit; spanningsafhankelijke correctiefactor voor de vermeden netverliezen voor de elektriciteit die ter plaatse wordt verbruikt, bepaald overeenkomstig bijlage IV van het Ministerieel Besluit; fractie van de totale netto elektriciteitsproductie die wordt geïnjecteerd in het elektriciteitsnet, bepaald op jaarbasis; Wat betreft de correctie voor klimaatomstandigheden hanteert de VRG een uniforme aanpak voor alle warmtekrachtinstallaties. r wordt uitgegaan van de gemiddelde jaarlijkse buitentemperatuur van het KMI-weerstation te Ukkel, namelijk 9,7 C. De factor C klimaat wordt bijgevolg steeds gelijk gesteld aan 0,5%. Voor de WKK in bovenstaande figuur krijgen N1, N2 en de volgende waarde. N1 N2 0,985 aangezien de injectie van elektriciteit gebeurt op een spanning tussen 100 kv en 200 kv; 0,925 aangezien alle ter plaatse verbruikte elektriciteit op een spanning groter dan of gelijk aan 400V, en kleiner dan 50 kv wordt verbruikt; fractie van de totale netto elektriciteitsproductie die wordt geïnjecteerd in het elektriciteitsnet, bepaald aan de hand van de volgende formule: γ WKK,inj netto In het geval dat een warmtekrachtinstallatie meerdere brandstoffen verbruikt, wordt de elektrische rendementsreferentiewaarde bepaald als een gewogen gemiddelde, op basis van de fractie verbruikte brandstof, van de individuele rendementsreferentiewaarden. Hierbij wordt rekening gehouden met het al dan niet van toepassing zijn van de correctiefactoren voor vermeden netverliezen en klimaatomstandigheden. Stel dat de brandstof van een warmtekrachtinstallatie voor een fractie AG uit aardgas bestaat, en voor een fractie (1 - AG ) uit biogas. De elektrische rendementsreferentiewaarde wordt dan bepaald als het volgende gewogen gemiddelde. Ref η Ref 0,5% 1 α Ref 0,5% N1 γ N2 1 γ BG AG Hierbij staan Ref BG en Ref AG voor de elektrische rendementsreferentiewaarde voor respectievelijk biogas en aardgas, zoals afgelezen uit de tabel in bijlage I van het Ministerieel Besluit. AG α AG Bepaling van de WKB De elektrische referentierendementen worden vastgelegd in artikel , 8, eerste lid van het nergiebesluit, en worden gebruikt bij de berekening van de maandelijks gerealiseerde warmtekrachtbesparing. Het elektrisch rendement van de referentie-installatie wordt voor warmtekrachtinstallaties die gebruikmaken van fossiele energiebronnen gelijk gesteld aan 55% in geval van een warmtekrachtinstallatie die aangesloten is op een spanningsnet met een nominale spanning hoger dan 15 kv, en 50% in geval van een warmtekrachtinstallatie die aangesloten is op een spanningsnet met een nominale spanning lager dan of gelijk aan 15 kv. Pagina 8 van 35

9 MD-2012-X 08/03/2012 Wanneer een WKK gebruik maakt van hernieuwbare energiebronnen gelden specifieke referentierendementen die onafhankelijk zijn van het spanningsniveau waarop deze is aangesloten. Voor warmtekrachtinstallaties die gebruikmaken van verschillende fossiele of hernieuwbare energiebronnen wordt het elektrisch rendement van de referentie-installatie bepaald als een gewogen gemiddelde op basis van de brandstofverdeling, van de van toepassing zijnde referentierendementen. In de warmtekrachtinstallatie voorgesteld in bovenstaande figuur wordt er elektriciteit verbruikt op verschillende spanningsniveaus, zowel onder als boven 15 kv. Bijgevolg wordt een opsplitsing gemaakt tussen de elektriciteit verbruikt op hoogspanning (hoger dan 15 kv) en elektriciteit verbruikt op laagspanning (lager dan of gelijk aan 15 kv). De brandstof die een referentie-installatie zou gebruiken om dezelfde netto hoeveelheid elektriciteit als de warmtekrachtinstallatie op te wekken (hierna: F ), wordt bepaald als volgt. F netto,hs η,hs η netto,ls,ls In deze uitdrukking worden de volgende termen gebruikt. netto,hs de netto hoeveelheid elektriciteit gebruikt op een spanning hoger dan 15kV, gelijk aan: netto,hs trf trf trf tpv,36kv 11/36 WKK,inj 36/150 11/36,HS netto,ls het referentierendement voor elektriciteit verbruikt op een spanning hoger dan 15 kv; de netto hoeveelheid elektriciteit gebruikt op een spanning lager dan of gelijk aan 15kV, gelijk aan: netto,ls tpv,6kv trf 6/36 trf 11/36,LS het referentierendement voor elektriciteit verbruikt op een spanning lager dan of gelijk aan 15 kv; Merk op dat ( netto,hs + netto,ls ) gelijk is aan netto, zoals eerder gedefinieerd. De bepaling van de referentierendementen is, zoals hierboven vermeld, afhankelijk van de gebruikte brandstof. De volgende formules geven de verschillende mogelijkheden weer, afhankelijk van de brandstofmix. Hierbij wordt verondersteld dat naast fossiele brandstoffen slechts één hernieuwbare brandstof, met een bijhorend elektrisch referentierendement,hernieuwbaar wordt gebruikt. Indien een tweede hernieuwbare brandstof (met een ander bijhorend elektrisch referentierendement) wordt aangewend, zal een extra term aan de weging worden toegevoegd. α 55% 1 α η,hernieuw,hs = baar α 50% 1 α η,hernieuw,ls = baar Waarbij een fractie van de brandstofinput van fossiele oorsprong is en een fractie (1-) van hernieuwbare oorsprong. Pagina 9 van 35

10 MD-2012-X 08/03/ Mechanische afbakening Het is mogelijk dat een warmtekrachtinstallatie mechanische energie produceert die rechtstreeks voor de aandrijving van machines wordt aangewend, in plaats van omgezet te worden in elektrische energie. De warmtekrachtbesparing die gerealiseerd wordt door een dergelijke warmtekrachtinstallatie, wordt berekend als de primaire energiebesparing die wordt gerealiseerd door gebruik te maken van een warmtekrachtinstallatie in plaats van de best beschikbare aandrijftechnologie en referentie-installatie die dezelfde aandrijving en dezelfde hoeveelheid nuttige warmte zouden leveren als die warmtekrachtinstallatie, overeenkomstig artikel , 2 van het nergiebesluit. Het rendement van de best beschikbare aandrijftechnologie wordt gelijkgesteld aan 52%, overeenkomstig artikel , 8, laatste lid van het nergiebesluit. Ook de mechanische rendementsreferentiewaarde, gebruikt bij de RP-berekening, is gelijk aan 52%, onafhankelijk van de gebruikte brandstof en het constructiejaar, overeenkomstig artikel 6 van het Ministerieel Besluit. Warmtekrachtinstallaties met een mechanisch nominaal vermogen groter dan 200 kw zijn verplicht deze mechanische energie te meten en maandelijks aan de VRG te rapporteren, overeenkomstig artikel 6.2.5, 1 van het nergiebesluit. De VRG aanvaardt geen maandelijkse bepaling op basis van constructeurgegevens of forfaitaire waarde. Gezien de eerder complexe aard van een meting van geleverde mechanische energie, laat de VRG de keuze van het meetprincipe aan de aanvrager over, mits een omstandige beschrijving van dit meetprincipe en voldoende garanties met betrekking tot de meetnauwkeurigheid aan de VRG worden overgemaakt. De regel is dat, net als bij alle overige metingen, voor elk meetinstrument een geldig ijkcertificaat moet voorgelegd worden. Indien thermische energie wordt opgewekt met behulp van mechanische energie geproduceerd in een warmtekrachtinstallatie, wordt deze thermische energie niet als uitgaande energiestroom van de WKK beschouwd. In het geval van warmtepompen en compressiekoelmachines die mechanisch worden aangedreven door een WKK, wordt dus de mechanische energie en niet de geproduceerde warmte of koude in rekening gebracht voor de berekening van de primaire energiebesparing. 4. Thermische afbakening 4.1. Algemeen Overeenkomstig artikel , 3 van het nergiebesluit wordt voor de berekening van de door een kwalitatieve warmtekrachtinstallatie geleverde warmtekrachtbesparing uitgegaan van de nuttige warmte die gebruikt wordt als warmtebron en die niet voor de verdere productie van elektriciteit of mechanische energie wordt aangewend. Nuttige warmte wordt in artikel 1.1.1, 2, 73 van het nergiebesluit gedefinieerd als warmte die in een warmtekrachtinstallatie wordt geproduceerd om aan een economisch aantoonbare vraag te voldoen. en economisch aantoonbare vraag is een vraag die de behoefte aan warmte of koeling niet overstijgt en waaraan anders onder marktvoorwaarden zou worden voldaan door andere processen van energieopwekking dan warmtekrachtkoppeling, overeenkomstig artikel 1.1.1, 2, 23 van het nergiebesluit. De aanvrager van warmtekrachtcertificaten toont in zijn aanvraagdossier aan dat de warmte geproduceerd door de warmtekrachtinstallatie nuttig wordt aangewend, en bijgevolg voor de berekening van de geleverde warmtekrachtbesparing in rekening gebracht kan worden. Wanneer de warmtekrachtinstallatie warmte produceert die niet nuttig wordt aangewend, wordt deze niet in rekening gebracht voor de berekening van de RP, evenmin als voor de berekening van de WKB. Overeenkomstig artikel 6.2.5, 1, derde lid van het nergiebesluit, wordt de nuttige warmte zo kort mogelijk bij de plaats van de nuttige aanwending ervan gemeten. Als er een noodkoeler in het circuit is opgesteld, wordt de meting uitgevoerd voorbij de noodkoeler. Pagina 10 van 35

11 MD-2012-X 08/03/2012 De thermische referentierendementen en rendementsreferentiewaarden zijn afhankelijk van de vorm waarin de WKK haar warmte afgeeft. In het geval dat de warmte geleverd door de WKK wordt doorgegeven aan een ander transportmedium vooraleer deze door de warmtetoepassing wordt gebruikt, is er interpretatie mogelijk over de grens tussen de WKK en de warmtetoepassing. Om in dergelijke gevallen te bepalen welke vorm van warmte wordt geproduceerd, kijkt de VRG naar de vorm waarin de warmte wordt gebruikt door de nuttige toepassing, en waar het transportmedium dus eventueel van kan verschillen. Het hoofdcriterium hierbij is de manier waarop de warmtevraag zou ingevuld worden in het geval de warmtekrachtinstallatie niet zou bestaan. Daarbij wordt abstractie gemaakt van de andere voorzieningen op de site, en wordt enkel gekeken naar de meest geschikte vorm van gescheiden warmteopwekking voor de toepassing in kwestie. Dit principe wordt verduidelijkt aan de hand van twee voorbeelden. - en warmtekrachtinstallatie levert warm water aan een radiator, die wordt gebruikt voor ruimteverwarming. In het geval de WKK niet aanwezig zou zijn, zou een ketel het warme water aan de radiator leveren. De radiator maakt bijgevolg deel uit van de nuttige toepassing, en de warmtekrachtinstallatie levert dus warmte onder de vorm van warm water. - en warmtekrachtinstallatie produceert stoom, maar deze stoom wordt gecondenseerd, waardoor warm water door de warmtetoepassing kan worden gebruikt. In afwezigheid van de WKK zou een ketel rechtstreeks warm water leveren, in plaats van stoom die nog gecondenseerd moet worden. De condensor maakt bijgevolg deel uit van de warmtekrachtinstallatie, die dus warmte onder de vorm van warm water levert. Wanneer een warmtekrachtinstallatie warmte produceert onder de vorm van stoom, moet het retourcondensaat afkomstig van de warmtetoepassing afgetrokken worden van de geleverde stoom met het oog op de berekening van de nuttige warmte. Daarnaast wordt het voedingswater noodzakelijk voor de opwekking van de stoom als een inkomende energiestroom van de WKK beschouwd. Dit voedingswater wordt eveneens afgetrokken van de geleverde stoom ter berekening van de nuttige warmte. Het retourcondensaat en het voedingswater worden niet afgetrokken van de geleverde warmte onder de vorm van warm water omdat deze zeer nauw samenhangen met de stoomproductie van de WKK. Zoals hierboven reeds vermeld kan warmte die wordt gebruikt voor de verdere opwekking van elektrische of mechanische energie niet als nuttige warmte beschouwd worden. Als echter blijkt dat de nuttige warmte slechts voor een klein deel gebruikt wordt voor de verdere productie van elektriciteit of mechanische energie, kan de VRG beslissen om voor de bepaling van de nuttige warmte, en voor de bepaling van de productie van elektriciteit en mechanische energie een vereenvoudigde berekeningsmethode toe te laten, overeenkomstig artikel , 3 van het nergiebesluit. en klassiek voorbeeld van een dergelijke situatie is een kleine condensatiestoomturbine voor rechtstreekse mechanische aandrijving, aangesloten op een stoomnet waarin een WKK is voorgeschakeld. Indien slechts een klein deel van de stoom uit de WKK over deze turbine wordt ontspannen, kan de VRG beslissen een vereenvoudigde berekeningsmethode toe te laten. Concreet kan dit bijvoorbeeld inhouden dat de geproduceerde mechanische energie wordt berekend op basis van de hoeveelheid stoom aan de ingang van de turbine. Op deze manier worden bijkomende metingen voor de eigenaar van de WKK vermeden Thermische referentie-installatie Om de primaire energiebesparing geleverd door een warmtekrachtinstallatie te kunnen bepalen, wordt deze vergeleken met een referentie-installatie die dezelfde netto hoeveelheid nuttige warmte zou opwekken als de warmtekrachtinstallatie. Het rendement van deze referentie-installatie is afhankelijk van de vorm waarin de warmte wordt geproduceerd, en in sommige gevallen van de gebruikte Pagina 11 van 35

12 MD-2012-X 08/03/2012 brandstof. Voor de RP- en de WKB-berekening worden andere waarden gehanteerd, zoals verderop toegelicht. Het is belangrijk te weten waarvoor deze rendementen fysiek staan, of met andere woorden wat de grenzen van de referentie-installatie zijn. De grenzen van warmtekrachtinstallaties dienen op dezelfde manier gedefinieerd te worden, teneinde de primaire energiebesparing op een correcte manier te berekenen. De thermische referentierendementen en rendementsreferentiewaarden zijn alle bepaald als de hoeveelheid thermische energie die netto geleverd kan worden per eenheid verbruikte brandstof. In het geval dat stoom wordt geproduceerd, is bijkomende verduidelijking noodzakelijk. r zijn immers nog interne warmteverbruikers aanwezig, zoals bijvoorbeeld de ontgasser of luchtvoorverwarming. De volgende figuur verduidelijkt de grenzen van de thermische referentie-installatie in het geval van stoomproductie. De rendementen van de referentie-installatie zijn niet gedefinieerd als het rendement van de afzonderlijke ketel, maar wel als het rendement van het ketelhuis. Dit wil zeggen dat de ontgasser, de luchtvoorverwarming en andere thermische verbruikers noodzakelijk voor de goede werking van de ketel, niet als warmte geleverd door de ketel worden beschouwd. Om de primaire energiebesparing correct te berekenen, worden deze zelfde verbruikers bij een warmtekrachtinstallatie dus ook niet beschouwd als nuttige warmte, maar als thermische utiliteitsvoorzieningen. Het rendement van de referentie-installatie in de figuur wordt als volgt berekend: rendement stoom voedingswater brandstof Bepaling van de RP Voor de berekening van de RP van een warmtekrachtinstallatie, worden de thermische rendementsreferentiewaarden, zoals vastgelegd in het Ministerieel Besluit, gebruikt. Deze zijn afhankelijk van de vorm waarin de warmte wordt geproduceerd evenals van de gebruikte brandstof. De volgende vormen van warmte worden in het Ministerieel Besluit van elkaar onderscheiden: - warm water - stoom - direct verbruik van verbrandingsgassen op een temperatuur hoger dan 250 C - warme lucht bestemd voor droogtoepassingen, op een temperatuur lager dan 250 C - warmte onder de vorm van nog niet vermelde media Bij de eerste drie warmtevormen bestaat er nog een differentiatie naar gelang de gebruikte brandstof. Voor elke vorm van warmte die de warmtekrachtinstallatie produceert, wordt een rendement gedefinieerd en wordt een thermische rendementsreferentiewaarde bepaald. Indien meerdere brandstoffen worden gebruikt, gebeurt dit laatste aan de hand van een gewogen gemiddelde, waarbij één waarde per warmtevorm wordt bepaald. Voor een warmtekrachtinstallatie die warmte onder vormen A en B produceert, met respectievelijk de rendementen W A en W B, wordt de RP-formule de volgende. Pagina 12 van 35

13 MD-2012-X 08/03/2012 RP 1 1 η WηA Ref η Ref Wη A WηB Ref Wη B 100% Bepaling van de WKB Voor de berekening van de maandelijks gerealiseerde warmtekrachtbesparing worden de thermische referentierendementen gebruikt, die zijn vastgelegd in artikel , 7 van het nergiebesluit. Deze zijn eveneens afhankelijk van de vorm waarin de warmte wordt geproduceerd. In het nergiebesluit worden de volgende categorieën gehanteerd: - heet water: 90% - hete lucht voor droogtoepassingen: 93% - stoom: 85% - nog niet vermelde media: 85% De enige uitzondering op deze regel wordt gemaakt voor warmtekrachtinstallaties op basis van biogas. In dit geval wordt het thermisch referentierendement voor elke vorm van geproduceerde warmte gelijk gesteld aan 70%. In het geval van een WKK die zowel biogas als een andere brandstof gebruikt, zal het thermisch referentierendement berekend worden als een gewogen gemiddelde, op basis van de brandstofinvoer. Per vorm van geleverde warmte wordt een term in de WKB-formule gedefinieerd, die weergeeft hoeveel brandstof zou verbruikt worden bij de gescheiden opwekking van dezelfde hoeveelheid warmte. Voor een warmtekrachtinstallatie die een hoeveelheid warmte netto,c onder de vorm C, en een hoeveelheid warmte netto,d onder de vorm D produceert wordt de WKB-formule dus de volgende. WKB netto η η netto,c,c η netto,d,d F 4.3. HRSG met bijstook Mogelijk wordt de warmte in de rookgassen afkomstig van een warmtekrachtinstallatie rechtstreeks in een ketel (HRSG of Heat Recovery Steam Generator) aangewend voor de opwekking van stoom. In dit geval wordt de HRSG als een deel van de WKK beschouwd. De geproduceerde stoom kan in aanmerking komen als nuttige warmte. Naast de rookgassen van een motor of turbine, kan in een HRSG ook brandstof worden toegevoegd om de stoomproductie op te drijven. In dit geval wordt gesproken van een HRSG met zuivere bijstook. Aangezien bij zuivere bijstook voor het verbrandingsproces enkel gebruik gemaakt wordt van de zuurstof die nog aanwezig is in de rookgassen, voldoet deze werkingsmodus aan de definitie van warmtekrachtkoppeling. De totale hoeveelheid geproduceerde stoom kan in aanmerking komen als nuttige warmte, en het brandstofverbruik van de bijstook wordt als een deel van het brandstofverbruik van de volledige warmtekrachtinstallatie beschouwd. Naast rookgassen en brandstof, kan men ook verse verbrandingslucht aan de HRSG toevoegen, om de stoomproductie nog verder op te drijven. Dit is de zogenaamde additional air werkingsmodus van de warmtekrachtinstallatie. De stoom die op deze manier bijkomend wordt geproduceerd, voldoet echter niet meer aan de definitie van warmtekrachtkoppeling. Door verse lucht en brandstof tegelijk toe te Pagina 13 van 35

14 MD-2012-X 08/03/2012 voegen wordt van een deel van de HRSG immers een gewone stoomketel gemaakt. De stoom die bijkomend wordt geproduceerd ten opzichte van zuivere bijstook door toevoeging van de verse verbrandingslucht, dient door de eigenaar van de warmtekrachtinstallatie op continue wijze geregistreerd te worden, en komt niet in aanmerking als nuttige warmte. en vierde mogelijkheid voor aansturing van de HRSG is de zogenaamde fresh air modus. Hierbij worden geen rookgassen meer aan de ketel toegevoegd, maar enkel brandstof en verse verbrandingslucht. Deze werkingsmodus komt bijgevolg overeen met de werking van een gewone stoomketel. De stoomproductie wordt logischerwijs niet als stoom afkomstig van een warmtekrachtinstallatie beschouwd, en kan niet in aanmerking komen als nuttige warmte. De eigenaar van een warmtekrachtinstallatie die voorzien is op de werking in fresh air modus, wordt verplicht om de stoom geproduceerd in deze modus te registreren, opdat deze niet als nuttige warmte in rekening gebracht kan worden Thermische utiliteitsvoorzieningen Verschillende warmtestromen worden intern gebruikt, omdat ze noodzakelijk zijn voor de goede werking van de WKK. Deze vormen van warmte worden bijgevolg beschouwd als utiliteitsvoorzieningen. De volgende lijst geeft een niet-exhaustief overzicht van mogelijke thermische utiliteitsvoorzieningen van warmtekrachtinstallaties. Indien de warmte afkomstig is van de WKK zelf wordt deze niet als nuttig beschouwd, en indien de warmte afkomstig is van een externe warmtebron, moet deze worden afgetrokken van de geleverde nuttige warmte. - Het stoomverbruik van de ontgasser van de WKK - Het stoomverbruik van de luchtvoorverwarming van de ketel van de WKK - De warmte gebruikt voor de opwarming van voedingswater bestemd voor de WKK - De warmte gebruikt voor de voorbehandeling van de brandstof verbruikt in de WKK Warmte die geleverd wordt door externe warmtebronnen en aangewend wordt als thermische utiliteitsvoorziening van de WKK kan op twee manieren in rekening gebracht worden bij de berekening van de WKB. De eerste methode is om de warmte toegevoegd door de externe warmtebron te meten, en af te trekken van de nuttige warmte. De tweede methode is om het brandstofverbruik van de externe warmtebron te registreren, en op te tellen bij het brandstofverbruik van de warmtekrachtinstallatie. Deze methodes zullen quasi gelijke resultaten opleveren, aangezien de geleverde warmte wordt omgerekend naar een hoeveelheid primaire energie in de WKB-berekening. De VRG laat de keuze van de methode over aan de eigenaar van de warmtekrachtinstallatie, gezien het om een meting van tweede orde gaat, en de meest geschikte methode zeer sterk samenhangt met de technische opbouw van de installatie. In de volgende paragrafen worden de hierboven voorgestelde principes uitgewerkt voor enkele veel voorkomende WKK-technologieën. Pagina 14 van 35

15 MD-2012-X 08/03/ Gasturbine met bijstook De onderstaande figuur toont een gasturbine met nageschakelde stoomketel HRSG. Hierin worden de volgende energiestromen aangeduid: A B C D F G H I J K de totale hoeveelheid stoom geproduceerd in de HRSG het stoomverbruik van de ontgasser het stoomverbruik van de andere thermische utiliteitsvoorzieningen van de WKK het stoomverbruik van de warmtetoepassing afblaas, condensatie en andere niet-nuttige toepassingen het retourcondensaat afkomstig van de warmtetoepassing inkomend voedingswater na eventuele verwarming door externe warmtebronnen inkomend voedingswater na verwarming door de WKK zelf voedingswater afkomstig van de ontgasser, dat door andere installaties wordt gebruikt voedingswater afkomstig van de ontgasser, dat door de WKK zelf wordt gebruikt voorverwarming van de brandstof door een externe warmtebron De geproduceerde stoom A kan niet integraal als nuttige warmte beschouwd worden, aangezien een deel van deze stoom gebruikt wordt door de thermische utiliteitsvoorzieningen van de warmtekrachtinstallatie. Daarnaast kunnen de niet-nuttige toepassingen bij het proces, en het retourcondensaat F niet als nuttige warmte worden beschouwd. Stoom waarvan het retourcondensaat niet kan gerecupereerd worden ten gevolge van de eigenschappen van de warmteverbruiker, maar die toch voldoet aan een economisch aantoonbare vraag voldoet aan de definitie van nuttige warmte, en valt dus niet onder de term. Het voedingswater op de figuur is een inkomende energiestroom van de WKK, en deze moet bijgevolg afgetrokken worden van de geleverde nuttige warmte. Bijkomend dient de warmte geleverd aan het voedingswater door externe warmtebronnen afgetrokken te worden van de nuttige warmte, maar de warmte geleverd aan het voedingswater door de WKK zelf niet. Dit kan impliciet toegepast worden door de warmte-inhoud van het voedingswater te meten op het punt G, na de verwarming door externe bronnen, uiteraard op voorwaarde dat de warmte die hier door de WKK wordt geleverd niet op een andere plaats als nuttig in rekening wordt gebracht. Pagina 15 van 35

16 MD-2012-X 08/03/2012 Na de ontgasser wordt de voedingswaterstroom in de figuur opgesplitst in twee delen. De stroom J wordt door de ketel van de warmtekrachtinstallatie gebruikt. Wanneer de stroom I nuttig aangewend wordt door andere processen dan de WKK, komt deze in aanmerking als nuttige warmte geleverd door de WKK, onder de vorm van water. Tot slot is er nog de voorverwarming van de gebruikte brandstof, die, indien afkomstig van een externe warmtebron, tot de utiliteitsvoorzieningen van de warmtekrachtinstallatie wordt gerekend. De hoeveelheid toegevoegde warmte K wordt afgetrokken van de nuttige warmte, afhankelijk van de vorm waarin deze wordt aangewend. Voor de voorbeeldformule in deze alinea wordt verondersteld dat dit onder de vorm van warm water is. Indien de eigenaar van de warmtekrachtinstallatie verkiest het brandstofverbruik van de externe warmtebron in rekening te brengen, is dit ook toegestaan, zoals eerder toegelicht. In dat geval dient de term K niet meer afgetrokken te worden van de geleverde nuttige warmte, maar wordt het bijkomend brandstofverbruik opgeteld bij het verbruik van de WKK. De totale nuttige warmte geleverd door de warmtekrachtinstallatie in de bovenstaande figuur bestaat uit een term die de warmte onder de vorm van stoom, en één die de warmte onder de vorm van warm water weergeeft. netto,s = D F G netto,w = I K (warmte onder de vorm van stoom) (warmte onder de vorm van warm water) Tegendrukstoomturbine met voorgeschakelde stoomketel De onderstaande figuur toont een tegendrukstoomturbine gevoed door een stoomketel. Hierin worden de volgende energiestromen aangeduid: A B C D F G H I J K de totale hoeveelheid stoom aan de uitgang van de tegendrukstoomturbine TDST het stoomverbruik van de ontgasser het stoomverbruik van de andere thermische utiliteitsvoorzieningen van de WKK het stoomverbruik van de warmtetoepassing afblaas, condensatie en andere niet-nuttige toepassingen het retourcondensaat afkomstig van de warmtetoepassing inkomend voedingswater na eventuele verwarming door externe warmtebronnen inkomend voedingswater na verwarming door de WKK zelf voedingswater afkomstig van de ontgasser, dat door andere installaties wordt gebruikt voedingswater afkomstig van de ontgasser, dat door de WKK zelf wordt gebruikt voorverwarming van de brandstof door een externe warmtebron Pagina 16 van 35

17 MD-2012-X 08/03/2012 Wat betreft de bepaling van de nuttige warmte verschilt deze installatie in feite niet van de eerder besproken gasturbine met bijstook. De totale nuttige warmte geleverd door de warmtekrachtinstallatie in de bovenstaande figuur bestaat uit een term die de warmte onder de vorm van stoom, en één die de warmte onder de vorm van warm water weergeeft. netto,s = D F G netto,w = I K (warmte onder de vorm van stoom) (warmte onder de vorm van warm water) Stoomturbine zonder voorgeschakelde stoomketel Wanneer het bij een warmtekrachtinstallatie op basis van een stoomturbine niet duidelijk is hoeveel brandstof is gebruikt om de stoom die over de turbine ontspannen wordt op te wekken, spreekt de VRG van een stoomturbine zonder voorgeschakelde stoomketel. nkel warmtekrachtinstallaties waarbij het thermisch rendement van de stoomopwekking niet op een redelijke manier te achterhalen is, vallen onder deze noemer. De volgende types van stoomopwekking kunnen hiervoor in aanmerking komen. - Stoomopwekking op basis van afvalgassen of recuperatiewarmte. Wanneer de onderste verbrandingswaarde van de primaire energiebron gebruikt voor de stoomopwekking niet gemeten kan worden, kan de door de turbine verbruikte stoom teruggerekend worden naar een hoeveelheid primaire energie, zoals beschreven in hoofdstuk Het is mogelijk dat verschillende productie-installaties stoom leveren aan een stoomnet waarop een stoomturbine is aangesloten. Indien het een onredelijke financiële en/of technische inspanning zou vragen om het brandstofverbruik van deze productie-installaties te meten, kan de VRG beslissen de warmtekrachtinstallatie beschouwen als een tegendrukstoomturbine zonder voorgeschakelde stoomketel. Ook in dit geval wordt de verbruikte stoom omgerekend naar een hoeveelheid primaire energie, zoals beschreven in hoofdstuk 5.1. Pagina 17 van 35

18 MD-2012-X 08/03/2012 Merk op dat in het geval van een stoomturbine dus steeds gekeken wordt naar de afkomst van de stoom die over de turbine wordt ontspannen. De stoomproducent wordt zonder uitzondering opgenomen in de grenzen van de WKK, door middel van een brandstofmeting of door middel van een virtuele terugrekening van stoom naar primaire energie. Indien dit niet zou gebeuren, zou in de WKK zelf geen warmte geproduceerd worden, en zou niet aan de definitie van warmtekrachtkoppeling voldaan zijn. De volgende figuur toont een tegendrukstoomturbine zonder voorgeschakelde stoomketel. In het geval van een aftap-condensatiestoomturbine verloopt de berekening volledig analoog. In de figuur worden de volgende energiestromen aangeduid: A B C D de stoom aan de ingang van de tegendrukstoomturbine de stoom aan de uitgang van de tegendrukstoomturbine afblaas, condensatie en andere niet-nuttige toepassingen het retourcondensaat afkomstig van de warmtetoepassing De energiestroom A is een ingaande energiestroom van de turbine, maar deze kan niet zonder meer als brandstof van de warmtekrachtinstallatie beschouwd worden. Aangezien stoom geen vorm van primaire energie is, wordt deze omgerekend aan de hand van het thermisch referentierendement voor de aanmaak van warmte onder de vorm van stoom, namelijk 85%, zoals beschreven in hoofdstuk 5.1 van deze mededeling. De brandstofterm F wordt, rekening houdend met de fysische betekenis van het thermisch referentierendement, zoals besproken in hoofdstuk 4.2, berekend als volgt. F = (A D) / 85% Door het gebruik van deze formule ter bepaling van de brandstof worden de thermische utiliteitsvoorzieningen reeds impliciet als onderdeel van de referentie-installatie in rekening gebracht. De term B staat daarom voor de stoom aan de uitgang van de turbine, waarvan het stoomverbruik van de ontgasser en eventuele andere thermische utiliteitsvoorzieningen niet zijn afgetrokken. De niet-nuttige toepassingen C worden, net als in de vorige paragrafen, niet als nuttige warmte beschouwd. De totale nuttige warmte geleverd door de warmtekrachtinstallatie in de bovenstaande figuur, wordt berekend aan de hand van de volgende formule. netto,s = B C D Pagina 18 van 35

19 MD-2012-X 08/03/2012 Berekening van de WKB Het thermisch referentierendement voor de aanmaak van stoom is vastgelegd in artikel , 7 van het nergiebesluit. Aangezien onmogelijk te bepalen is welke brandstof werkelijk gebruikt is voor de aanmaak van de ingaande stoom A, gaat de VRG ervan uit dat hiervoor fossiele energiebronnen werden gebruikt. Zodoende bedraagt het thermisch referentierendement voor de aanmaak van stoom in dit geval 85%. De warmtekrachtbesparing wordt als volgt berekend. WKB netto η η netto,s,s F netto η B C D 85% A D 85% Rekenwijze wanneer retourcondensaat niet gemeten kan worden Wanneer de nuttige warmte wordt gebruikt door meerdere processen, of wordt geïnjecteerd in een stoomnet, zal het in de praktijk zeer moeilijk, zo niet onmogelijk zijn om het retourcondensaat te meten. Het is echter wel belangrijk dat deze grootheid wordt bepaald, om een correcte berekening van de rendementen, en bijgevolg de relatieve primaire energiebesparing van de warmtekrachtinstallatie uit te kunnen voeren. Indien de eigenaar van de installatie aantoont dat deze meting werkelijk een onredelijke financiële en/of technische inspanning zou vergen, zal de VRG de volgende rekenwijze hanteren. Uit Annex II van Commission Decision 2007/74/C, die de basis vormt voor het Ministerieel Besluit, blijkt dat voor de bepaling van de thermische rendementsreferentiewaarde voor de aanmaak van stoom, 5 procentpunten van de weergegeven waarde moeten afgetrokken worden wanneer de terugvoer van condensaat in rekening wordt gebracht. Dit heeft tot gevolg dat voor stoomproductie op basis van aardgas, een rendementsreferentiewaarde van 90% wordt gehanteerd wanneer het retourcondensaat niet wordt afgetrokken van de geleverde nuttige warmte, en een waarde van 85% wanneer dit wel het geval is. Toegepast op de installatie in de bovenstaande figuur resulteert dit in de volgende vergelijking. Fuel 85% Fuel 90% A D A A D 85% A 90% 90% D D 1 18 A 90% 85% A Indien de term D niet op een redelijke manier te meten is, zal de VRG deze dus berekenen als één achttiende deel van de term A, die wel gemeten moet worden. De formules voor de bepaling van de RP en de WKB blijven verder ongewijzigd. Pagina 19 van 35

20 MD-2012-X 08/03/ Aftapcondensatiestoomturbine De onderstaande figuur toont een aftapcondensatiestoomturbine gevoed door een stoomketel. Hierin worden de volgende energiestromen aangeduid: A B C D F G H I J K L M de totale hoeveelheid stoom afgetapt van de aftapcondensatiestoomturbine ATCST het stoomverbruik van de ontgasser het stoomverbruik van de andere thermische utiliteitsvoorzieningen van de WKK het stoomverbruik van de warmtetoepassing afblaas, condensatie en andere niet-nuttige toepassingen het retourcondensaat afkomstig van de warmtetoepassing inkomend voedingswater na eventuele verwarming door externe warmtebronnen inkomend voedingswater na verwarming door de WKK zelf voedingswater afkomstig van de ontgasser, dat door andere installaties wordt gebruikt voedingswater afkomstig van de ontgasser, dat door de WKK zelf wordt gebruikt voorverwarming van de brandstof door een externe warmtebron condensaat afkomstig van de condensor na de turbine ATCST warmte afkomstig van de condensor na de turbine ATCST, elders nuttig aangewend De energiestromen A tot en met K zijn hetzelfde als bij een tegendrukstoomturbine met voorgeschakelde stoomketel. Het verschil is dat nu een deel van de stoom die over de turbine wordt ontspannen, nadien wordt gecondenseerd in de condensor. Van het condensaat wordt een hoeveelheid L teruggevoerd naar de ontgasser, om als ketelvoedingswater gebruikt te worden. Deze stroom wordt niet als nuttige warmte beschouwd, maar is afkomstig van de WKK waardoor deze niet expliciet afgetrokken dient te worden. De stroom M is een deel van het condensaat dat nog nuttig aangewend kan worden, of de warmte afgevoerd door het koelmedium die nog nuttig wordt gebruikt. Deze wordt bijgevolg als nuttige warmte geleverd door de WKK beschouwd. Voor de eenvoud wordt hier bij het opstellen van de formule verondersteld dat de stroom M volledig uit warm water bestaat, waar dit in de praktijk meerdere vormen van warmte kunnen zijn. Pagina 20 van 35

21 MD-2012-X 08/03/2012 De totale nuttige warmte geleverd door de warmtekrachtinstallatie in de bovenstaande figuur bestaat uit een term die de warmte onder de vorm van stoom, en één die de warmte onder de vorm van warm water weergeeft. netto,s = D F G netto,w = I + M K (warmte onder de vorm van stoom) (warmte onder de vorm van warm water) 4.5. Trigeneratie Mogelijk wordt een deel van de warmte geproduceerd in een warmtekrachtinstallatie gebruikt voor de opwekking van koude, in een absorptiekoelmachine. Aangezien in dit geval drie energiestromen worden geproduceerd (elektriciteit, warmte en koude), wordt gesproken van trigeneratie. De hoeveelheid energie die aan het te koelen medium wordt onttrokken, wordt beschouwd als de geleverde nuttige koude. Deze dient bepaald te worden door middel van een netto temperatuurgecorrigeerde debietsmeting, net als het geval is bij metingen van warm water. De koelmachine wordt opgenomen in de grenzen van de WKK, en de bijhorende utiliteitsvoorzieningen worden bijgevolg ook als utiliteitsvoorzieningen van de warmtekrachtinstallatie beschouwd. Om de primaire energiebesparing ten gevolge van deze koudeproductie te berekenen, worden de rendementsreferentiewaarde (Ref W K ) en het referentierendement (,K ) voor de gescheiden productie van koude gehanteerd. Beide zijn gelijk aan 500%, zoals vastgelegd in artikel 6, derde lid van het Ministerieel Besluit en in artikel , 7 van het nergiebesluit. De volgende figuren verduidelijken hoe de vergelijking tussen de WKK en de gescheiden opwekking in de praktijk moet worden toegepast. Op de eerste figuur wordt een WKK getoond die een netto hoeveelheid elektrische energie, warmte W en koude K produceert op basis van een hoeveelheid brandstof F. De koude wordt opgewekt door middel van absorptiekoeling, waarbij een deel van de warmte opgewekt door de WKK wordt gebruikt. De tweede figuur toont de situatie met gescheiden opwekking van dezelfde energiestromen, die wordt gebruikt om de door de WKK geleverde primaire energiebesparing te berekenen. Pagina 21 van 35

22 MD-2012-X 08/03/2012 De waardes Ref W K en,k mogen in feite niet als een rendement geïnterpreteerd worden, maar wel als een performantiecoëfficiënt. Deze drukt uit hoeveel koude kan geproduceerd worden per eenheid aangewende elektrische energie. Om het werkelijk referentierendement (of de werkelijke rendementsreferentiewaarde) voor de aanmaak van koude op basis van een primaire energiebron te berekenen, moet de performantiecoëfficiënt bijgevolg nog vermenigvuldigd worden met het rendement van de elektrische referentie-installatie. De RP en de WKB voor de installatie in de bovenstaande figuur worden dus als volgt berekend. RP 1 η WηW Ref η Ref Wη W 1 Ref WηK η Ref Wη K 100% WKB F F,W F,K F η η W,W K η η,k F 5. Brandstof van de warmtekrachtinstallatie 5.1. Primaire nergie De hoeveelheid primaire energie die in een warmtekrachtinstallatie wordt verbruikt voor de gelijktijdige opwekking van thermische, elektrische en/of mechanische energie, uitgedrukt in onderste verbrandingswaarde, wordt als brandstof van deze WKK beschouwd ter berekening van zowel de RP als de WKB. Onder primaire energie wordt energie verstaan die niet is ontstaan door omzetting van een andere vorm van energie. De VRG interpreteert deze definitie op een brede manier, en beschouwt de volgende energievormen als vormen van primaire energie: - fossiele brandstoffen (aardgas, steenkool, stookolie, diesel, raffinaderijgas, ) - biogas - biomassa De volgende energievormen kunnen wel als ingaande energiestromen van de warmtekrachtinstallatie beschouwd worden, maar zijn geen primaire energiebronnen. - stoom - warm water - warmte afkomstig van een (exotherm) proces Overeenkomstig artikel 6.2.5, 1 van het nergiebesluit, moeten warmtekrachtinstallaties met een elektrisch vermogen groter dan 200 kw voorzien zijn van de nodige meetapparatuur om permanent het brandstof- of energieverbruik te meten. Wanneer een warmtekrachtinstallatie stromen gebruikt die niet in aanmerking komen als primaire energie, is de eigenaar verplicht deze stromen eveneens te meten. De VRG rekent het gemeten energieverbruik in dit geval om naar de hoeveelheid primaire energie die verbruikt is om de ingaande energiestromen te produceren. Voor deze omrekening wordt verondersteld dat de ingaande energiestromen met behulp van de referentie-installatie zijn opgewekt, en wordt de van toepassing zijnde rendementsreferentiewaarde of het van toepassing zijnde referentierendement gebruikt. en specifiek geval hier is een stoomturbine die door de VRG wordt erkend als stoomturbine zonder voorgeschakelde stoomketel. Bij dergelijke Pagina 22 van 35

23 MD-2012-X 08/03/2012 installaties gaat de VRG ervan uit dat fossiele energiebronnen werden gebruikt, en wordt het brandstofverbruik, zowel bij de RP- als de WKB-berekening bepaald op basis van een verondersteld opwekkingsrendement van 85% Bijstook Mogelijk wordt de warmte in de rookgassen afkomstig van een WKK rechtstreeks in een ketel (HRSG of Heat Recovery Steam Generator) aangewend voor de opwekking van stoom, dewelke dan als een deel van de WKK wordt beschouwd. Naast de rookgassen van een motor of turbine, kan in een HRSG ook brandstof worden toegevoegd om de stoomproductie op te drijven. In dit geval wordt gesproken van een HRSG met zuivere bijstook. Aangezien bij zuivere bijstook voor het verbrandingsproces enkel gebruik gemaakt wordt van de zuurstof die nog aanwezig is in de rookgassen, voldoet deze werkingsmodus aan de definitie van warmtekrachtkoppeling. De totale hoeveelheid geproduceerde stoom kan in aanmerking komen als nuttige warmte, en het brandstofverbruik van de bijstook wordt als een deel van het brandstofverbruik van de volledige warmtekrachtinstallatie beschouwd. Indien verse verbrandingslucht wordt toegevoerd, wordt de hiermee geassocieerde warmteproductie niet als nuttige warmte beschouwd. Het bijhorende brandstofverbruik telt logischerwijs ook niet als brandstof van de WKK, zoals reeds toegelicht in hoofdstuk Voorbehandeling De definitie van utiliteitsvoorzieningen, overeenkomstig artikel 1.1.1, 2, 102 van het nergiebesluit is de volgende: voorzieningen die nodig zijn voor de goede werking van de warmtekrachtinstallatie of de installatie voor productie van energie uit hernieuwbare energiebronnen, of die nodig zijn om de gebruikte energiebron voor de opwekking van elektriciteit of mechanische energie geschikt te maken; Indien de brandstof verbruikt in de warmtekrachtinstallatie een voorbehandeling ondergaat, dient deze dus als utiliteitsvoorziening in rekening gebracht te worden. Voorzieningen die nodig zijn om de brandstof voor de productie-installatie te produceren, uitgaande van dierlijke mest, afvalwater of organisch-biologische afvalstoffen, worden niet als utiliteitsvoorzieningen beschouwd op voorwaarde dat aan de VRG wordt aangetoond dat het energieverbruik van die voorzieningen ook noodzakelijk is als ze niet zouden worden aangewend voor energierecuperatie, overeenkomstig artikel 1.1.1, 2, 70 a) van het nergiebesluit. Hieronder wordt voor enkele veel gebruikte energiebronnen toegelicht hoe de VRG de hierboven besproken principes in de praktijk toepast. - Aardgas. Indien aardgas op de site wordt ontspannen, kan het noodzakelijk zijn warmte toe te voegen om condensatie van het gas te vermijden. De VRG beschouwt de verwarming van aardgas bestemd voor de WKK consequent als voorbehandeling, en dus als een utiliteitsvoorziening van de warmtekrachtinstallatie. Indien warmte van de WKK wordt gebruikt om aardgas voor andere toepassingen dan de WKK zelf te verwarmen, voldoet deze aan een economisch aantoonbare vraag, en bijgevolg aan de definitie van nuttige warmte. - Biogas. Indien een warmtekrachtinstallatie biogas gebruikt, beschouwt de VRG steeds dit biogas, en niet de stromen die vergist worden als de brandstof gebruikt door de WKK. Voorbehandeling van de vergiste stromen en energie toegevoerd aan het vergistingsproces zelf zijn bijgevolg geen voorbehandeling, en kunnen eventueel in aanmerking komen als nuttige warmte. De energie gebruikt voor de behandeling van het biogas zelf, zoals bijvoorbeeld door de ontzwaveling en de gasbooster, is wel een utiliteitsvoorziening van de warmtekrachtinstallatie. Pagina 23 van 35

24 MD-2012-X 08/03/ Biomassa. Indien een warmtekrachtinstallatie rechtstreeks biomassa verbruikt, zonder deze te vergisten, is elke voorbehandeling van deze biomassa een utiliteitsvoorziening van de warmtekrachtinstallatie. Zaken zoals het op temperatuur houden van vloeibare biomassa, het vermalen van vaste biomassa, de booster voor de injectie van biomassa in de WKK en dergelijke, worden door de VRG als voorbehandeling beschouwd. Bij gebruik van dierlijke mest, afvalwater of organisch-biologische afvalstoffen kan hierop een uitzondering gemaakt worden overeenkomstig artikel 1.1.1, 2, 70 a) van het nergiebesluit, zoals hierboven beschreven. 6. Definiëring van meerdere WKK s op dezelfde site 6.1. Algemeen Bijlage III van het nergiebesluit bevat een lijst van de technologieën voor warmtekrachtkoppeling waarop titel VI, hoofdstuk II van het besluit betrekking heeft. a) Stoom- en gasturbine met warmteterugwinning b) Tegendrukstoomturbine c) Aftap-condensatiestoomturbine d) Gasturbine met warmteterugwinning e) Interne verbrandingsmotor f) Microturbine g) Stirlingmotor h) Brandstofcel i) Stoommachine j) Organische Rankinecyclus k) Alle overige typen technologie en alle combinaties daarvan die onder de definitie van warmtekrachtkoppeling vallen In een aanvraag tot toekenning van warmtekrachtcertificaten heeft de aanvrager het recht om een voorstel met betrekking tot de grenzen van de black box te doen. Het is bijgevolg mogelijk om, wanneer verschillende warmtekrachtinstallaties op eenzelfde site staan, voor elke installatie afzonderlijk warmtekrachtcertificaten aan de vragen, maar eveneens om deze allen in dezelfde black box op te nemen. Dit wordt door de VRG enkel toegelaten indien hierdoor geen verplichtingen, zoals bijvoorbeeld de keuringsverplichting vermeld in artikel 6.2.2, 1, 4 en artikel 6.2.3, tweede lid van het nergiebesluit, omzeild kunnen worden. Bij de analyse van een aanvraagdossier zal de VRG voor elke black box die door de aanvrager wordt voorgesteld nagaan of deze voldoet aan alle voorwaarden gesteld in het nergiebesluit. In de beslissing tot toekenning van warmtekrachtcertificaten legt de VRG de grenzen van de WKK definitief vast. Het is niet toegelaten om installaties waarvoor een individuele beslissing wordt gemaakt, op een later tijdstip opnieuw samen te voegen, met bijvoorbeeld het oog op een ingrijpende wijziging. Omgekeerd is het ook niet toegestaan een warmtekrachtinstallatie waarvoor reeds warmtekrachtcertificaten worden toegekend, op te splitsen in verschillende installaties. Paragraaf 6.2 handelt over warmtekrachtinstallaties die op thermisch vlak in serie geschakeld zijn, waarmee wordt bedoeld dat de warmte van de eerste wordt gebruikt als invoer voor de tweede installatie. Voor niet-seriegeschakelde WKK s geldt het principe dat de eigenaar bij de aanvraag vrij kan beslissen voor welke WKK s warmtekrachtcertificaten worden aangevraagd, of en hoe deze gegroepeerd worden. Pagina 24 van 35

25 MD-2012-X 08/03/ Seriegeschakelde warmtekrachtinstallaties Met het begrip seriegeschakelde warmtekrachtinstallaties wordt bedoeld dat de warmte geproduceerd door een eerste WKK (hierna voorgeschakelde WKK ) wordt gebruikt als energie-input voor de volgende (hierna nageschakelde WKK ). Overeenkomstig artikel , 3 van het nergiebesluit wordt voor de berekening van de door een kwalitatieve warmtekrachtinstallatie geleverde warmtekrachtbesparing uitgegaan van de nuttige warmte die gebruikt wordt als warmtebron en die niet voor de verdere productie van elektriciteit of mechanische energie wordt aangewend. De warmte gebruikt door een nageschakelde WKK mag bijgevolg niet als nuttige warmte geleverd door de voorgeschakelde WKK beschouwd worden. Gekende voorbeelden van dergelijke configuraties zijn een gasturbine waaraan een stoomturbine is nageschakeld, en een ORC-installatie (Organic Rankine Cycle) die elektriciteit produceert uit warmte geproduceerd door een WKK. De verschillende mogelijkheden voor het aanvragen van warmtekrachtcertificaten voor seriegeschakelde WKK-installaties worden hieronder besproken. Daarbij wordt uitgegaan van het algemene voorbeeld van een gasturbine met nageschakelde tegendrukstoomturbine, waarna dit wordt uitgebreid naar condensatiestoomturbines en ORCinstallaties. Algemeen Principe Het algemeen principe van een WKK bestaande uit een tegendrukstoomturbine nageschakeld aan een gasturbine met bijstookketel wordt op de onderstaande figuur weergegeven. De gasturbine GT verbruikt een hoeveelheid aardgas F1 voor de aanmaak van een hoeveelheid elektriciteit 1. Door de bijstook van een hoeveelheid aardgas F2 in de HRSG, wordt een totale hoeveelheid stoom van tot geproduceerd. Hiervan wordt een hoeveelheid 1 rechtstreeks nuttig gebruikt, en een hoeveelheid 2 over een tegendrukstoomturbine TDST ontspannen. Deze TDST produceert een hoeveelheid elektriciteit 2, en een hoeveelheid stoom 3. Voor de duidelijkheid wordt hier abstractie gemaakt van de utiliteitsvoorzieningen van de verschillende componenten en van het benodigde voedingswater. De berekening van de warmtekrachtbesparing door deze installatie als geheel stelt op zich geen problemen. Zowel de GT als de HRSG en de TDST worden opgenomen in de black box van de WKK. Deze wordt op de figuur aangeduid als de kader met vermelding BB. In de WKK zijn er ingaande energiestromen F1 en F2, en uitgaande stromen 1, 2, 1 en 3. De warmtekrachtbesparing wordt berekend aan de hand van de volgende formule. WKB BB η η F1 F2 Pagina 25 van 35

26 MD-2012-X 08/03/2012 Deze installatie kan eveneens opgesplitst worden in twee aparte WKK s; een gasturbine en een tegendrukstoomturbine kunnen immers los van elkaar als warmtekrachtinstallatie beschouwd worden. De WKK op basis van de gasturbine wordt op de figuur aangeduid als GT, en de WKK op basis van de tegendrukstoomturbine als TDST. Merk op dat bij de beschouwing van een tegendrukstoomturbine de stoomopwekking steeds in rekening wordt gebracht. De som van alle ingaande en uitgaande energiestromen van de gesplitste installaties, waarbij ingaande stromen een min- en uitgaande stromen een plusteken krijgen, is gelijk aan de som van de stromen van de black box. De WKK GT heeft als ingaande energiestromen F1 en F2, en als uitgaande energiestromen 1, 1 en 2. Om de warmtekrachtbesparing te berekenen wordt enkel uitgegaan van de nuttige warmte. Overeenkomstig artikel , 3 van het nergiebesluit mag de warmte die wordt gebruikt voor de verdere productie van elektriciteit of mechanische energie hierbij niet in rekening gebracht worden. De energiestroom 2, die integraal over de TDST wordt ontspannen, wordt ten gevolge van dit artikel niet als nuttige warmte gezien, en de WKB-formule voor de GT wordt bijgevolg de volgende. WKB GT 1 η 1 η F1 F2 De WKK TDST heeft als ingaande stroom 2, en als uitgaande stromen 2 en 3. De ingaande energiestroom is echter stoom afkomstig van de GT, die niet als een brandstof kan beschouwd worden. en omrekening naar primaire energie is noodzakelijk, zoals in hoofdstuk 5.1 van deze mededeling verduidelijkt. Voor deze omrekening beschouwt de VRG de TDST als een stoomturbine zonder voorgeschakelde stoomketel, zoals beschreven in paragraaf van deze mededeling. De warmtekrachtbesparing wordt als volgt berekend: WKB TDST 2 η 3 η 2 85% De totale warmtekrachtbesparing van de black box kan nu vergeleken worden met de som van de individuele WKB s van de gesplitste installatie, wat resulteert in de volgende vergelijking: WKB GT WKB TDST F1 F2 η η WKB BB 2 85% De som van de aparte WKB s bij een splitsing van de WKK blijkt kleiner te zijn dan de totale WKB van de black box. Dit is het gevolg van het feit dat de stroom 2 niet als nuttig mag beschouwd worden bij de bepaling van de WKB van de warmtekrachtinstallatie GT. In het geval geen stoom over de TDST wordt ontspannen (2 = 0) leveren beide formules logischerwijs hetzelfde resultaat op. Men zou in verband met de uitsluiting van 2 als nuttige warmte van de GT kunnen beargumenteren dat er nog een stroom 3 overblijft, die niet gebruikt werd voor de productie van elektriciteit, en bijgevolg wel als nuttige warmte dient gezien te worden. Dit is een valabel argument, maar men kan dit niet toepassen zonder ook de elektriciteit geproduceerd in de TDST mee in rekening te brengen. Op deze manier wordt op natuurlijke wijze de uitbreiding gemaakt naar de black box van de volledige installatie. Als conclusie kan gesteld worden dat het toegelaten is een WKK bestaande uit een gasturbine met nageschakelde stoomturbine op te splitsen, maar dat dit automatisch zal resulteren in een daling van de totale warmtekrachtbesparing. Pagina 26 van 35

27 MD-2012-X 08/03/2012 Invloed van een ongelijke indienstname van de GT en de TDST In deze paragraaf wordt een overzicht gegeven van de verschillende mogelijkheden die een aanvrager heeft bij de aanvraag tot toekenning van warmtekrachtcertificaten voor een WKK bestaande uit een tegendrukstoomturbine nageschakeld aan een gasturbine met bijstookketel. Het is immers zeer goed mogelijk dat de GT en de TDST op verschillende momenten in dienst worden genomen, waardoor de beschouwing als black box en de splitsing van de installatie resulteren in een verschillend totaal aantal toegekende warmtekrachtcertificaten. Wanneer de GT en de TDST op hetzelfde moment geplaatst worden, zal standaard de black box de beide turbines omvatten. Zoals eerder aangetoond zal een splitsing van de installatie in dit geval immers altijd leiden tot een verlaging van de totale warmtekrachtbesparing. Wanneer de gas- en de stoomturbine van een verschillende eigenaar zouden zijn, kan het aantal toegekende warmtekrachtcertificaten steeds contractueel verdeeld worden. Wanneer de GT en de TDST op een verschillend ogenblik in dienst worden genomen, zijn er verschillende opties, die alle zullen resulteren in een verschillend aantal uitgereikte warmtekrachtcertificaten. Het doorslaggevende criterium hierbij zal de ingrijpende wijziging zijn, zoals gedefinieerd in artikel 1.1.1, 2, 50 van het nergiebesluit, en verduidelijkt in de mededeling MD van de VRG. Wanneer het bijplaatsen van de gasturbine of de stoomturbine tot gevolg heeft dat aan de criteria voor een ingrijpende wijziging wordt voldaan, zal de datum van indienstname gelijk worden gesteld aan de datum van de wijziging. Aangezien bij een ingrijpende wijziging per definitie een bestaande installatie wordt aangepast, is het in dit geval niet toegelaten de installatie op te splitsen in twee aparte warmtekrachtinstallaties. De warmtekrachtbesparing wordt nu berekend voor de volledige black box, en vier jaar na de ingrijpende wijziging komt de volledige installatie in haar degressiviteit. Wanneer het bijplaatsen van de gasturbine of de stoomturbine niet tot gevolg heeft dat aan de criteria voor een ingrijpende wijziging wordt voldaan, zal de datum van indienstname van de oorspronkelijke installatie behouden blijven. In dit geval heeft de eigenaar de keuze om de black box methode te gebruiken, of de installatie op te splitsen. - Wanneer de black box wordt gehanteerd, wordt het bijplaatsen van een turbine behandeld als een wijziging van een bestaande warmtekrachtinstallatie. De datum van indienstname van de oorspronkelijke installatie blijft behouden, en de warmtekrachtbesparing wordt berekend voor de volledige black box. Vier jaar na de indienstname van de oorspronkelijke installatie komt de gewijzigde WKK in haar degressiviteit. - Wanneer de installatie wordt opgesplitst, zullen de gasturbine en de stoomturbine elk een eigen datum van indienstname toegewezen krijgen, en zullen ze dus ook op verschillende momenten in hun degressiviteit komen. De WKB wordt voor beide installaties apart berekend, volgens de hierboven voorgestelde vergelijkingen. In het geval dat bij een bestaande WKK op basis van een gasturbine een stoomturbine wordt nageschakeld, en de eigenaar vraagt voor de stoomturbine apart warmtekrachtcertificaten aan, zal dus de beslissing van de gasturbine-wkk ook gewijzigd moeten worden. De stoom die over de tegendrukstoomturbine wordt ontspannen, zal in dit geval immers niet meer als nuttige warmte geproduceerd door de gasturbine-wkk beschouwd worden. Bijkomend zal in de beslissing met betrekking tot de tegendrukstoomturbine rekening gehouden moeten worden met de reeds beschikbare warmte. Deze WKK, bestaande uit een TDST waarover stoom opgewekt door een virtuele stoomketel wordt ontspannen, produceert immers warmte die voldoet aan een warmtevraag die voordien werd ingevuld door de gasturbine-wkk. De berekening van de warmtekrachtbesparing in dit geval wordt beschreven in de mededeling MD van de VRG. Pagina 27 van 35

28 MD-2012-X 08/03/2012 Nageschakelde condensatiestoomturbine en ORC Indien een condensatiestoomturbine CST is nageschakeld aan een andere warmtekrachtinstallatie, gelden grotendeels dezelfde principes als bij een tegendrukstoomturbine. De ingaande stoom mag alleszins niet als nuttige warmte van de voorgeschakelde WKK in rekening gebracht worden, en de aanvrager heeft de keuze om de twee installaties samen of afzonderlijk te beschouwen. Bij de behandeling als één black box worden de uitgaande stromen van de CST, mechanische/elektrische energie en eventueel nuttig aangewende warmte, in rekening gebracht als output van de WKK. Bij de gesplitste behandeling wordt de ingaande stoom van de CST niet langer als nuttige warmte van de eerste WKK beschouwd. De CST zelf kan logischerwijs enkel in aanmerking komen als kwalitatieve WKK wanneer de uitgaande warmte nuttig wordt aangewend, en er is aan alle overige voorwaarden gesteld in het nergiebesluit voldaan. Het gebruik van een organische Rankinecyclus (ORC) om elektriciteit te produceren met behulp van laagwaardige warmte, is volledig analoog met het gebruik van een condensatiestoomturbine. De ORCinstallatie op zichzelf kan enkel als WKK in aanmerking komen wanneer de warmte aan de uitgang, dus na het doorlopen van de cyclus, nog nuttig wordt aangewend en er is aan alle overige voorwaarden gesteld in het nergiebesluit voldaan. 7. Afwijkingen van het black box principe Zoals vermeld in de inleiding van deze mededeling hanteert de VRG bij de beoordeling van warmtekrachtinstallaties het black box principe waar mogelijk. r zijn echter gevallen waar het onmogelijk is dit principe aan te houden, en waar de VRG bijgevolg een virtuele splitsing van de installatie of een gedeelte ervan zal uitvoeren. en eerste mogelijke reden om een virtuele splitsing uit te voeren is de situatie waarbij een warmtestroom deels aangewend wordt in een WKK en deels rechtstreeks gebruikt wordt voor de invulling van een warmtevraag, zonder dat daarbij voldaan is aan de definitie van warmtekrachtkoppeling. In dit geval zal de VRG het deel van de verbruikte brandstof dat overeenstemt met de rechtstreekse warmtetoepassing niet in rekening brengen als brandstof verbruikt door de WKK, zoals verder toegelicht in hoofdstuk 7.1. De tweede mogelijke reden om een virtuele splitsing uit te voeren komt voort uit bijlage II van het nergiebesluit, die stelt dat niet-wkk-elektriciteit kan geproduceerd worden indien het totaalrendement van de warmtekrachtinstallatie te laag ligt. Deze niet-wkk-elektriciteit en het overeenkomstige brandstofverbruik worden niet in rekening gebracht bij de berekening van de RP en de WKB. Dit wordt meer in detail uitgewerkt in hoofdstuk 7.2. De derde mogelijke reden voor het invoeren van een virtuele splitsing is het inschakelen van een warmtekrachtinstallatie in een stoomnet. Indien in ditzelfde stoomnet andere warmtekrachtinstallaties of turbines staan opgesteld, kan een uitbreiding van de black box van de nieuw ingeschakelde WKK noodzakelijk zijn. Het is immers mogelijk dat een turbine in een stoomnet als nageschakeld aan een warmtekrachtinstallatie, maar ook als nageschakeld aan een gewone ketel kan beschouwd worden. en dergelijke turbine wordt gedeeltelijk toegewezen aan de WKK, en gedeeltijk aan de ketel waardoor voor beide systemen apart warmtekrachtcertificaten kunnen worden aangevraagd. In hoofdstuk 7.3 wordt hier nader op ingegaan en wordt de berekeningsmethode toegelicht. Pagina 28 van 35

29 MD-2012-X 08/03/ Niet-WKK-warmte Mogelijk wordt een warmtestroom geproduceerd door een component van de warmtekrachtinstallatie gebruikt voor de invulling van een warmtevraag, zonder dat deze warmte deel uitmaakt van het WKKproces zelf. en dergelijke warmtestroom wordt nooit als nuttige warmte erkend, en het overeenkomstige brandstofverbruik wordt niet meegerekend als brandstofverbruik van de WKK. De opwekking van niet-wkk-warmte wordt met andere woorden virtueel afgesplitst van de rest van de installatie. Twee concrete voorbeelden hiervan zijn de volgende. - en ketel levert stoom, deels aan een tegendrukstoomturbine en deels voor rechtstreekse aanwending in een proces. De rechtstreekse stoomlevering maakt geen deel uit van het WKKproces, en komt dus niet in aanmerking als nuttige warmte. - en ORC-installatie (Organic Rankine Cycle) benut een deel van de warmte in de rookgassen van een ketel. De overige rookgassen maken in dit geval geen deel uit van de warmtekrachtinstallatie. Indien de warmte aan de uitgang van de ORC, dus na het doorlopen van de cyclus, nog nuttig wordt gebruikt, vormt deze een WKK, samen met de (al dan niet virtuele) producent van de aangewende rookgassen. De onderstaande figuur toont schematisch een installatie waarin niet-wkk-warmte wordt geproduceerd, voor de duidelijkheid abstractie makend van de utiliteitsvoorzieningen. De warmtestroom 1 is niet-wkk-warmte, aangezien deze niet bij het WKK-proces betrokken is. De WKK produceert de energiestromen en 3, op basis van de ingaande energiestroom 2. Het brandstofverbruik van de WKK wordt berekend door middel van een pro-rata toewijzing van de totale brandstof gebruikt door de warmteproducent, aan de verschillende geproduceerde warmtestromen. F WKK 2 F Niet-WKK-elektriciteit Bijlage II van het nergiebesluit beschrijft hoe de hoeveelheid elektriciteit uit warmtekrachtkoppeling, geleverd door een warmtekrachtinstallatie berekend dient te worden. Hierbij wordt een verschillende berekeningsmethode gebruikt, afhankelijk van het al dan niet overschrijden van de technologiespecifieke minimumwaarde. Voor de meeste technologieën 1 is deze minimumwaarde gelijk aan 75%, en voor stoom- en gasturbines met warmteterugwinning en aftap-condensatiestoomturbines is deze gelijk aan 80%. Indien de minimumwaarde behaald of overschreden wordt, wordt de elektriciteitsproductie uit warmtekrachtkoppeling gelijk gesteld aan de totale netto elektriciteitsproductie. In het andere geval wordt, zowel bij de berekening van de warmtekrachtbesparing als bij de berekening van de RP, de volgende formule gehanteerd. 1 Voor de technologieën b, d, e, f, g en h, zoals gedefinieerd in bijlage III van het nergiebesluit. Pagina 29 van 35

30 MD-2012-X 08/03/2012 WKK = W WKK. C met hierin: WKK W WKK C de hoeveelheid elektriciteit uit warmtekrachtkoppeling, in elk geval beperkt tot de totale elektriciteitsproductie, geproduceerd door de warmtekrachtkoppelingseenheid; de hoeveelheid nuttige warmte uit warmtekrachtkoppeling; de elektriciteit-warmteratio; Hierbij moet, overeenkomstig bijlage II van het nergiebesluit, de elektriciteit uit warmtekrachtkoppeling berekend worden op basis van de werkelijke elektriciteit-warmteratio. Deze ratio, verderop kortweg C genoemd, wordt berekend als de verhouding van de netto elektriciteitsproductie van de WKK ten opzichte van de totale warmteproductie die technisch gezien benut zou kunnen worden (hierna: totaal ). Thermische utiliteitsvoorzieningen dragen niet bij aan totaal, gezien zij noodzakelijk zijn voor de goede werking van de installatie, en dus niet op een andere manier benut kunnen worden. Bij deze berekening wordt rekening gehouden met de inschatting van de productie van de WKK op jaarbasis, zoals opgegeven in het aanvraagdossier. Indien de warmtekrachtinstallatie reeds langer dan 365 dagen in dienst is, wordt C berekend op basis van meetgegevens over een periode van 365 dagen ( netto,365 en totaal,365 ), analoog aan de RP-berekening, zoals beschreven in artikel 6.2.4, 2, tweede lid van het nergiebesluit. en warmtekrachtinstallatie met een totaal rendement lager dan de minimumwaarde produceert een hoeveelheid nuttige warmte netto, een hoeveelheid WKK-elektriciteit WKK en een hoeveelheid niet- WKK-elektriciteit niet-wkk, op basis van de gemeten brandstof F. De energiestroom niet-wkk wordt niet in rekening gebracht ter berekening van de primaire energiebesparing, met als logisch gevolg dat het overeenstemmend brandstofverbruik F niet-wkk ook niet in rekening wordt gebracht. In feite wordt door toepassing van de aangepaste berekening in bijlage II van het nergiebesluit dus een virtuele splitsing van de totale installatie gemaakt. Het WKK-gedeelte wordt beperkt tot de stromen F WKK, netto en WKK, en de elektriciteitsproductie niet-wkk op basis van de brandstof F niet-wkk vormt het niet-wkk-gedeelte. Om F niet-wkk te berekenen wordt de totaal verbruikte en gemeten brandstof F verdeeld over alle door de WKK geproduceerde energiestromen, pro-rata het vermeden primaire energieverbruik. Door deze methode wordt aan de geproduceerde elektriciteit meer brandstof toegekend dan aan de geproduceerde warmte. De onderstaande figuur toont een warmtekrachtinstallatie met een te laag totaalrendement volgens bijlage II van het nergiebesluit. De berekening van de niet-wkk-elektriciteit en de niet-wkk-brandstof gebeurt in verschillende stappen. Ten eerste wordt de C-factor berekend, op basis van (een inschatting van) de werkingsgegevens van de warmtekrachtinstallatie over een periode van 365 dagen. Pagina 30 van 35

31 MD-2012-X 08/03/2012 C netto,365 totaal,365 Vervolgens wordt de hoeveelheid geproduceerde WKK-elektriciteit bepaald, volgens de formule in bijlage II van het nergiebesluit. Aangezien de netto-elektriciteitsproductie van de WKK gemeten wordt, volgt uit WKK ook onmiddellijk de niet-wkk-elektriciteit niet-wkk. WKK nietwkk C netto netto WKK Vervolgens kan het brandstofverbruik F niet-wkk voor de opwekking van niet-wkk berekend worden, prorata het vermeden primaire energieverbruik ten opzichte van de gescheiden opwekking van dezelfde energiestromen. Aangezien het vermeden primaire energieverbruik afhankelijk is van de referentierendementen en rendementsreferentiewaarden, zullen voor de RP- en de WKB-berekening verschillende resultaten bekomen worden. voor RP: F WKK F F nietwkk niet WKK Ref η F F netto totaal Ref η Ref Wη voor WKB: F WKK F F nietwkk niet WKK η F F netto η η totaal Overeenkomstig bijlage I van het nergiebesluit wordt een warmtekrachtinstallatie als kwalitatief erkend indien de RP ten minste 10% bedraagt. In het geval van kleinschalige en microwarmtekrachtkoppelingseenheden (geïnstalleerd vermogen < 1 MW) volstaat een RP groter dan 0%. Deze RP wordt als volgt bepaald. RP % η Wη Ref η Ref Wη met Wη F netto WKK en η F WKK WKK De geleverde warmtekrachtbesparing wordt maandelijks berekend aan de hand van volgende formule. WKB η WKK η netto F WKK Pagina 31 van 35

32 MD-2012-X 08/03/ Pro-rata opname van nageschakelde turbines Mogelijk produceren warmtekrachtinstallaties stoom die op een lokaal stoomnet wordt geïnjecteerd, en op een ander punt op de site wordt verbruikt. De VRG hanteert steeds het principe dat de allocatie van stoom op een stoomnet niet toegelaten is, of met andere woorden dat men geproduceerde stoom niet aan een bepaalde toepassing mag toewijzen. In plaats daarvan wordt een perfecte menging van de stoom op het stoomnet verondersteld. Alle afnemers van dit stoomnet worden beschouwd als afnemers van de warmte geproduceerd door de WKK. igen aan stoomnetten is dat hierop vaak condensatie- en tegendrukstoomturbines zijn aangesloten, die volgens het hierboven besproken principe warmte-afnemers van de WKK zijn. Artikel , 3 van het nergiebesluit stelt dat voor de berekening van de warmtekrachtbesparing wordt uitgegaan van de nuttige warmte die gebruikt wordt als warmtebron en die niet voor de verdere productie van elektriciteit of mechanische energie wordt aangewend. Algemeen beschouwd kan de stoom verbruikt door een turbine die is nageschakeld aan een bestaande WKK dus niet als nuttige warmte beschouwd worden. De nageschakelde turbine kan wel steeds opgenomen worden in de grenzen van de WKK. In het geval van een aan een WKK nageschakelde condensatiestoomturbine waarbij geen warmte nuttig wordt gebruikt na de turbine, wordt de elektrische energieproductie als uitgaande energiestroom van de WKK beschouwd. Indien na een turbine nog warmte nuttig wordt aangewend, wordt zowel de elektrische als de thermische energie als uitgaande energiestroom van de WKK beschouwd. In het geval dat de stoom in een stoomnet van meerdere bronnen afkomstig is, worden nageschakelde turbines in dit net gevoed met stoom van gemengde afkomst, die zoals eerder gezegd niet gealloceerd mag worden. Dergelijke turbines worden door de VRG pro-rata hun stoomverbruik virtueel toegewezen aan de verschillende installaties voor stoomproductie. De volgende figuur toont een hypothetisch stoomnet, waarin een tegendrukstoomturbine is opgesteld. Voor de duidelijkheid wordt abstractie gemaakt van mogelijke elektrische en thermische utiliteitsvoorzieningen van de installatie. Pagina 32 van 35

33 MD-2012-X 08/03/2012 Twee WKK s op basis van een gasturbine en een ketel leveren stoom op het hogedruk stoomnet HD. De stoom op dit net wordt ontspannen naar het lagedruk stoomnet LD, gedeeltelijk over een smoring en gedeeltelijk over een tegendrukstoomturbine TDST. Daarnaast is er een tweede ketel die stoom levert op het LD-net. Alle stoom op dit LD-net wordt hier verondersteld nuttig aangewend te zijn, terwijl er op het HD-net geen nuttige toepassing is. Volgens het pro-rata principe maakt de TDST deel uit van drie warmtekrachtinstallaties. Deze is immers nageschakeld aan twee gasturbines, en het systeem bestaande uit Ketel 1 en de TDST kan eveneens als warmtekrachtinstallatie beschouwd worden. Hieronder wordt voor deze verschillende WKK s verduidelijkt hoe de VRG het pro-rata principe toepast, en de energiestromen ter berekening van de primaire energiebesparing bepaalt. Systeem GT1 TDST Stel dat voor GT1 afzonderlijk warmtekrachtcertificaten worden aangevraagd. De situatie dat voor GT2 afzonderlijk warmtekrachtcertificaten worden aangevraagd is uiteraard volledig analoog. De TDST is nageschakeld aan GT1, en wordt dus pro-rata mee opgenomen in haar grenzen. Om de energiestromen in en uit de WKK te bepalen, wordt op elk stoomnet de fractie stoom uit deze WKK bepaald. HD net: LD net: GT1,HD GT1,LD GT1 ketel2 TDST,uit GT1 GT2 TDST,uit ketel1 smoring,ui t GT1,HD smoring,ui t De TDST wordt voor een fractie GT1,HD gevoed door stoom afkomstig van de WKK waarvoor warmtekrachtcertificaten worden aangevraagd, en wordt dus voor deze fractie mee in de grenzen van deze WKK opgenomen. De brandstof verbruikt door de warmtekrachtinstallatie is gelijk aan de brandstof verbruikt door GT1. De energiestromen ter bepaling van de primaire energiebesparing worden de volgende. F WKK,GT1 WKK,GT1 WKK,GT1 F GT1 TDST,uit GT1 TDST GT1,HD smoring,in GT1,HD Systeem Ketel 1 - TDST Aangezien het systeem bestaande uit Ketel 1 en een gedeelte van de TDST mogelijk ook aan de definitie van kwalitatieve warmtekrachtkoppeling voldoet, kan de eigenaar hiervoor eveneens een aanvraag tot toekenning van warmtekrachtcertificaten indienen. en deel van het de stoomproductie van Ketel 1 wordt rechtstreeks aangewend, en maakt dus geen deel uit van het WKK-proces. Het overeenkomstige brandstofverbruik wordt niet in rekening gebracht als brandstof verbruikt door de WKK, zoals beschreven in paragraaf 7.2. Naast de fractie stoom van Ketel 1 op beide stoomnetten dient dus een nieuwe fractie gedefinieerd te worden, die weergeeft welk deel van de stoom geproduceerd door Ketel 1 over de TDST wordt ontspannen. HD net: ketel1,hd GT1 ketel1 GT2 ketel1 Pagina 33 van 35

34 MD-2012-X 08/03/2012 brandstof : ketel1tdst smoring,in TDST,in TDST,in De energiestromen ter bepaling van de primaire energiebesparing worden de volgende. F WKK,ketel1 WKK,ketel1 WKK,ketel1 F TDST TDST,uit ketel1 ketel1,hd ketel1,hd ketel1tdst Indien voldaan zou zijn aan de voorwaarden gesteld in paragraaf 4.4.3, wat in bovenstaand voorbeeld niet het geval is, kan de VRG een deel van de TDST beschouwen als een stoomturbine zonder voorgeschakelde stoomketel. De brandstof wordt dan berekend op basis van de ingaande stoom, en het aandeel van de stoom geproduceerd door de ketel dat wordt ontspannen over de TDST is niet langer relevant. 8. Procedure voor de aanmaak van warmtekrachtcertificaten Overeenkomstig artikel 6.2.3, eerste lid van het nergiebesluit, kent de VRG alleen warmtekrachtcertificaten toe voor de warmtekrachtbesparing die gerealiseerd werd door gebruik te maken van een warmtekrachtinstallatie die gelegen is in het Vlaams Gewest, die voldoet aan de voorwaarden voor kwalitatieve warmtekrachtinstallaties, vermeld in bijlage I van het nergiebesluit. In de praktijk houdt deze tweede voorwaarde in dat WKK-installaties met een geïnstalleerd vermogen groter dan of gelijk aan 1 MW een relatieve primaire energiebesparing van minimum 10% moeten realiseren, en kleinere WKK-installaties een RP groter dan nul. Voor elke certificaatgerechtigde warmtekrachtinstallatie voert de VRG maandelijks een automatische controle van de RP uit, overeenkomstig artikel 6.2.4, 2, tweede lid van het nergiebesluit. Hiervoor worden telkens de meetgegevens van de 365 dagen voor de controle gebruikt, zodanig dat ten allen tijde wordt gegarandeerd dat de installatie in het voorbije jaar kwalitatief was. en jaar na de indienstname van een warmtekrachtinstallatie wordt de RP voor de eerste keer op basis van meetgegevens berekend, en dit wordt maandelijks herhaald zolang warmtekrachtcertificaten worden toegekend. Wanneer de RP in een bepaalde maand, berekend op basis van de meetgegevens in het voorbije jaar, te laag blijkt te zijn, voldoet de installatie niet langer aan de voorwaarden voor de toekenning van warmtekrachtcertificaten. In deze maand worden bijgevolg, ongeacht de gerealiseerde warmtekrachtbesparing, geen warmtekrachtcertificaten toegekend. Om de RP te kunnen berekenen, moet echter eerst de voorwaarde voor het minimaal totaalrendement van de warmtekrachtinstallatie, overeenkomstig bijlage II van het nergiebesluit, geverifieerd worden. Afhankelijk van het al dan niet voldoen aan deze voorwaarde wordt immers de hoeveelheid elektriciteit uit warmtekrachtkoppeling bepaald, zoals beschreven in hoofdstuk 7.2. van deze mededeling. De procedure voor de aanmaak van warmtekrachtcertificaten, rekening houdend met de voorwaarden in bijlagen I en II van het nergiebesluit, wordt in de volgende figuur schematisch weergegeven. Pagina 34 van 35

35 MD-2012-X 08/03/2012 Pagina 35 van 35