Optimale benutting van de energie input van een houtgestookte centrale door plaatsing rookgascondensor en CO2- benutting met PVT

Transcriptie

1 Resultaten en bevindingen van project Optimale benutting van de energie input van een houtgestookte centrale door plaatsing rookgascondensor en CO2- benutting met PVT Dit rapport is onderdeel van de projectencatalogus energie-innovatie. Tussen 2005 en 2011 kregen ruim 800 innovatieve onderzoeksprojecten subsidie. Ze delen hun resultaten en bevindingen, ter inspiratie voor nieuwe onderzoeks- en productideeën. De subsidies werden verleend door de energie-innovatieprogramma's Energie Onderzoek Subsidie (EOS) en Innovatie Agenda Energie (IAE). Datum 2009 Status Definitief HoSt Imtech Vonk in opdracht van Agentschap NL

2

3 Colofon Projectnaam Programma Regeling Projectnummer Contactpersoon Optimale benutting van de energie input van een houtgestookte centrale door plaatsing rookgascondensor en CO2- benutting met PVT Energie Onderzoek Subsidie Demonstratie DEMO03030 contactpersoon: ir. J.C.J. Stroomer, Hoewel dit rapport met de grootst mogelijke zorg is samengesteld kan Agentschap NL geen enkele aansprakelijkheid aanvaarden voor eventuele fouten.

4 EOS DEMO Optimale benutting van de energie input van een houtgestookte centrale door plaatsing rookgascondensor en CO 2 - benutting OPENBAAR EINDRAPPORT SenterNovem Utrecht SenterNovem ref: : DEMO03030 Onze ref. : 1646rap04 Revisie : 0 Datum : Auteur : J.C.J. Stroomer Process Engineer Alle rechten voorbehouden. Dit rapport is eigendom van HoSt. Zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van HoSt is overdracht aan derden alsmede vermenigvuldiging en/of openbaarmaking van dit rapport of (een) gedeelte(n) daarvan niet toegestaan.

5 Het project is uitgevoerd met subsidie van het Ministerie van Economische Zaken, regeling EOS: Demonstratie uitgevoerd door SenterNovem. Projectnummer: DEMO Projecttitel: Contact: Optimale benutting van de energie input van een houtgestookte centrale door plaatsing rookgascondensor en CO 2 -benutting naar CO 2 -bemesting Voor informatie en het aanvragen van meer exemplaren van dit rapport kunt u contact opnemen met HoSt Imtech Vonk, contactpersoon: ir. J.C.J. Stroomer, info@host.nl 1646rap04 Pagina 2 van 7

6 Openbare samenvatting Aanleiding De Nederlandse overheid stelt zich ten doel om in % van de energie duurzaam op te wekken. De ontwikkeling van biomassa energie speelt een belangrijke rol in deze transitie. De glastuinbouwsector is een grote energieverbruiker (aardgas) binnen Nederland, voor het produceren van warmte en CO 2. Middels gasmotoren WKK wordt al efficiënter gebruik gemaakt van het aardgas. Voor gasmotoren is een katalysatorsysteem ontwikkeld, om schadelijke stoffen uit de rookgassen te verwijderen, zodat deze rookgassen naar de kassen kunnen worden geleid. De CO 2 uit de rookgassen kunnen voor bemesting van de gewassen gebruikt worden. CO 2 wordt in kassen gedoseerd om gewassen sneller te laten groeien. CO 2 uit aardgas is niet duurzaam. In Nederland is een grote hoeveelheid hout beschikbaar uit onderhoud van bossen. Deze biomassa wordt nu nog niet efficiënt ingezet. In de glastuinbouw worden houtgestookte installaties slechts zeer beperkt gebruikt, omdat de rookgassen uit een houtgestookte installatie niet zonder reiniging naar de kassen kunnen worden geleid voor CO 2 dosering. Doelstelling Vink Sion B.V. heeft een houtgestookte WKK installatie laten bouwen. Om het maximale rendement uit deze WKK installatie te halen, heeft Vink Sion B.V, in samenwerking met leverancier HoSt Imtech-Vonk v.o.f. zich als doel gesteld om in een EOS DEMO project twee nieuwe technologieën te demonstreren: Een rookgascondensor, waarmee de condensatiewarmte van de waterdamp uit de rookgassen van een houtgestookte centrale kan worden teruggewonnen. Tevens reinigt de rookgascondensor de rookgassen, wat een verbetering van de rookgaskwaliteit teweeg brengt; Een CO 2 recovery installatie, waarmee selectief CO 2 afgevangen kan worden uit de rookgassen van een houtgestookte installatie, met als doel het bemesten van gewassen. De doelstelling van dit project was het demonstreren van twee technologieën die de inzet van hout in de glastuinbouw verbeteren. Resultaten rookgascondensor De installaties zijn ontworpen, gebouwd en in bedrijf genomen. Binnen dit demonstratieproject zijn de volgende resultaten behaald: De rookgascondensor: werkt zonder noemenswaardige problemen; produceert veel duurzame warmte; 1646 rap04 Pagina 3 van 7

7 kent een warmteproductie die fluctueert met retourtemperatuur en vochtgehalte. Hoe lager de retourtemperatuur, of hoe hoger het vochtgehalte in het hout, hoe meer warmte teruggewonnen kan worden. Bij een vochtgehalte van 45% en een retourtemperatuur van 40 C (aanvoer 50 C) wordt kw warmte geproduceerd bij een ketelinstallatie met een thermisch vermogen van kw, ofwel 30% extra warmte. Conclusies en ontwikkelingsoptie rookgascondensor De rookgascondensor: is zeer goed toe te passen bij installaties gestookt op nat snoeihout; is zeer goed toe te passen indien er een laagwaardige warmtevraag heerst; kent zeer goede kansen voor verdere marktintroductie, zowel binnen als buiten de glastuinbouw. Figuur 1. Rookgascondensor 1646 rap04 Pagina 4 van 7

8 Resultaten CO2 recovery installatie De CO2 recovery installatie: vangt succesvol CO2 af uit de rookgassen van de houtgestookte WKK; produceert 175 kg/h zuivere CO2 uit één derde deel van de rookgassen van de houtgestookte WKK, zonder verontreinigingen die schadelijk zijn voor gewassen; heeft succesvol CO2 levering aan de gewassen gedemonstreerd; heeft niet de gewenste productiecapaciteit van 400 kg/h kunnen halen, voornamelijk als gevolg van een tekort aan beschikbare koeling; vraagt om onderzoek naar de beste route voor het verhogen van de productiecapaciteit; Kansen CO2 recovery installatie De CO2 recovery installatie: kan bij verhoging van de productiecapaciteit in de toekomst een economisch zeer aantrekkelijk product vormen; kan bij verhoging van de productiecapaciteit een technologie vormen die de inzet van biomassa in de glastuinbouw sterk bevordert; is afhankelijk van nader onderzoek en van toestemming van de verzekeringsmaatschappijen voor dosering in de kassen voor een verdere, succesvolle marktintroductie. Figuur 2: CO2 recovery installatie 1646 rap04 Pagina 5 van 7

9 Bijdrage aan de doelstelling van de regeling EOS: Demo Dit project draagt bij aan de energiebesparingsdoelstelling van de regeling EOS: DEMO door: Het benutten van condensatiewarmte uit de rookgascondensor, equivalent aan 1 miljoen m³ aardgas of 0,032 PJ per jaar; Het verminderen van gasverbruik voor CO 2 productie, equivalent aan m³ aardgas of 0,016 PJ per jaar; Het demonstreren van technieken die een potentieel hebben voor 375 installaties in Nederland, resulterend in een besparing van 31 PJ; Dit project draagt bij aan de EOS: DEMO doelstelling economische ontwikkeling van een duurzame energiehuishouding door: Een economisch alternatief te bieden voor het gebruik van fossiele brandstoffen (met name aardgas); Het maximale rendement te halen uit de in Nederland beschikbare biomassa; Een oplossing te bieden die bij de huidige schaalvergroting in de glastuinbouw past; Een technologie beschikbaar te stellen die aansluit op de wensen van glastuinders, met een terugverdientijd van 3 à 4 jaar. Een dergelijke terugverdientijd past goed binnen de investeringshorizon in de glastuinbouw. In tegenstelling tot andere duurzame technologieën kan de investering door één groot glastuinbouwbedrijf gedragen worden. Dit project draagt bij aan de innovatiedoelstelling van de regeling EOS: DEMO door: Het mogelijk te maken om technologie van rookgascondensatie toe te passen bij houtgestookte installaties. De gedemonstreerde technologie voorkomt de gebruikelijke problemen met corrosie door condensatie van zuren; Een technologie te demonstreren die op de schaalgrootte van een glastuinbouwbedrijf schone CO2 af vangt uit rookgassen van een eigen duurzame verbrandingsinstallatie en deze doseert aan gewassen in een tuinbouwkas; De opgedane kennis in dit project te delen middels een open dag in januari 2008, verschillende lezingen bij bijeenkomsten in de glastuinbouw en publicaties in de vakbladen solids processing (2008-3) en glastuinbouwtechniek (GTT 07-08) Aanbevelingen voor verdere ontwikkeling Naar aanleiding van dit demonstratieproject wordt het volgende aanbevolen: Het stimuleren van glastuinders om verwarming van kassen middels hout uit te voeren; Het inzetten van onderzoek op optimalisatie van de CO2 recovery installatie, om de productiecapaciteit geschikt te maken voor verdere marktintroductie; 1646 rap04 Pagina 6 van 7

10 Het nader onderzoeken van de effecten van duurzaam geproduceerde CO2 op gewassen, zoals dit op grote schaal voor gasmotoren wordt gedaan. Dit is benodigd om verzekeraars te overtuigen van deze duurzame, veilige technologie rap04 Pagina 7 van 7