RAPPORTAGE QUICK SCAN WARMTEPOMPEN

Transcriptie

1 RAPPORTAGE QUICK SCAN WARMTEPOMPEN Opdrachtgever: Adviseur: M-Profit Jan-Willem van der Klugt Postbus AJ Heerenveen tel Datum: 30 juni 2008 Dit project is/wordt uitgevoerd in opdracht van en gefinancierd door de partijen in de Meerjarenafspraak energie Bloembollen (KAVB, PT, LNV, SenterNovem en telers). RAPPORTAGE QUICK SCAN WARMTEPOMPEN pag. 1

2 Inhoudsopgave 1. INLEIDING M-Profit Quick Scan Warmtepompen Bedrijfsomschrijving opdrachtgever Probleemstelling Doel STAPPENPLAN QUICK SCAN WARMTEPOMPEN Principe warmtepomp Warmte- en koudebalans Bedrijfsprocessen Belangrijke factoren energieverbruik Bepalen van het vermogen Investeringsoverzicht Berekening rendement REKENMODEL RESULTAAT CONCLUSIE RAPPORTAGE QUICK SCAN WARMTEPOMPEN pag. 2

3 1. INLEIDING 1.1 M-Profit Stichting M-Profit is een samenwerkingsverband van een 16-tal installatiebedrijven, bouwbedrijven, adviseurs, accountants en een energiebedrijf, die allen werkzaam zijn in de agrarische sector. De nadruk ligt hierbij op de bloembollensector. M-Profit stimuleert investeringen in duurzame energie en energiebesparing, door inzichtelijk te maken welke investeringen relevant zijn voor ondernemers. M-Profit heeft een aantal producten ontwikkeld, waarmee agrarische bedrijven worden doorgelicht op het gebied van energie-inkoop en energiemanagement. Van relevante investeringen wordt daarna de terugverdientijd berekend aan de hand van de specifieke bedrijfsituatie. Voorbeelden van doorgerekende investeringen zijn de frequentieregelaar, het zonnedak, de warmteterugwinunit en het gebruik van warme kaslucht voor droging en bewaring. Daarnaast ontwikkelde M-Profit de Quick Scan Warmtepompen. Dit project is/wordt uitgevoerd in opdracht van en gefinancierd door de partijen in de Meerjarenafspraak energie Bloembollen (KAVB, PT, LNV, SenterNovem en telers). 1.2 Quick Scan Warmtepompen In de utiliteitsbouw is de warmtepomptechniek niet meer weg te denken en ook de eerste bloembollenbedrijven met een warmtepompsysteem zijn inmiddels een feit. Dit levert veelvuldig de vraag van bloembollenondernemers op: Is deze techniek ook voor mij interessant?. Tot voor kort kon die vraag niet zo eenvoudig beantwoord worden. Daarom ontwikkelde M-Profit de Quick Scan Warmtepompen voor bloembollenbedrijven. De Quick Scan heeft tot doel de warmte- en koudebehoefte van een bloembollenbedrijf in beeld te brengen. Zowel kwekerijen, broeierijen als exportbedrijven kunnen met het instrument doorgelicht worden. Aan de hand van de warmte- en koudebehoefte van het bedrijf wordt de optimale installatie en de mogelijke energiebesparing begroot. Voor de ondernemer blijft er dan een eenvoudige go-no go beslissing over. 1.3 Bedrijfsomschrijving opdrachtgever Opdrachtgever, heeft op locatie een agrarisch bedrijf. Het bedrijf houdt zich bezig met de teelt en broei van tulpen. Er werden in het peiljaar ,5 ha tulpen geteeld en 4,5 miljoen stelen tulpen gebroeid. Hiervan werden 3,5 miljoen stelen op water gebroeid en 1 miljoen op potgrond. In 2006 werd ook nog ongeveer 15 ha gladiolen verwerkt voor derden. In juni wordt begonnen met het rooien van de geteelde tulpen. Per jaar wordt een klein deel van het areaal gespoeld (ongeveer 25%). Na de oogst worden de tulpen gedroogd, gepeld en gesorteerd. Daarna krijgen de leverbare bollen een temperatuurbehandeling voor de broei. Afhankelijk van de prijsvorming worden soms RAPPORTAGE QUICK SCAN WARMTEPOMPEN pag. 3

4 bollen gekocht of verkocht. Het plantgoed wordt bewaard en behandeld om in oktober weer geplant te worden. Na de temperatuurbehandeling worden de broeibollen vanaf half december de kas ingehaald. Na een kasperiode van dagen worden de bollen naar de bedrijfsruimte/plukhal verplaatst. Hier worden ze uiteindelijk geoogst en veilingklaar gemaakt. In de toekomst hoopt het bedrijf van opdrachtgever een plukhal van 2400 m² bij te bouwen. Het geteelde areaal tulpen kan dan stijgen tot 20 ha. en het aantal gebroeide stelen tot 5 miljoen. De verwerking van gladiolen voor derden zal vervallen. Bovenstaande is meegenomen in de berekeningen. Hiernaar zal verder in dit rapport verwezen worden al de nieuwe situatie. In de nieuwe situatie wordt niet meer gas gebruikt dan in de oude situatie. De teelt en de broei breiden uit, maar het gasverbruik wordt meer dan gecompenseerd door het wegvallen van de verwerking van de gladiolen. 1.4 Probleemstelling Opdrachtgever is van plan om een plukhal van 2400 m² bij te bouwen. Hij overweegt hierbij sterk om voor de verwarming te investeren in een warmtepompsysteem. De vraag is of de terugverdientijd hiervan acceptabel is. 1.5 Doel Het doel van de quick scan warmtepompen, uitgevoerd door DLV Bouw, Milieu & Techniek in opdracht van M-Profit, is de rentabiliteit van een warmtepompsysteem uit te rekenen voor het bedrijf van opdrachtgever. 2. STAPPENPLAN QUICK SCAN WARMTEPOMPEN 2.1 Principe warmtepomp Warmtepompen zijn cool en hot tegelijk: het apparaat verpompt letterlijk warmte en produceert altijd warmte en koude tegelijk. De techniek is niet nieuw. Iedere huistuin-en-keukenkoelkast is eigenlijk ook al een warmtepomp. Wat wel nieuw is, is dat we de warmte die geproduceerd wordt niet meer zien als afvalproduct, maar dat deze nuttig ingezet gaat worden voor de verwarming van woningen en bedrijven. Het grote verschil tussen conventionele verwarming en warmtepompverwarming is de temperatuur waarmee ze werken. Conventionele verwarming in de bloembollenteelt werkt en het gebied o C, warmtepompverwarming werkt in het temperatuurgebied o C. Deze zogenaamde laagtemperatuurverwarming (LTV) vergt aanpassingen in de manier van warmte-opwekking en -afgifte. Het grote voordeel van LTV is dat het in de basis een veel energiezuinigere manier van verwarmen is. RAPPORTAGE QUICK SCAN WARMTEPOMPEN pag. 4

5 2.2 Warmte- en koudebalans De primaire vraag die beantwoord dient te worden om te beoordelen of een wamtepompsysteem rendabel is, is: Hoe ziet de warmte- en koudebalans van het bedrijf er uit na nieuwbouw. Hiervoor dient eerst een warmte- en koudebalans van de huidige situatie gemaakt te worden. Deze wordt gemaakt aan de hand van het werkelijke maandverbruik op het bedrijf. Aan de hand daarvan kan een voorspelling gedaan worden van de balans voor de nieuwe situatie en kan berekend worden of een warmtepompsysteem rendabel is. 2.3 Bedrijfsprocessen Een goede balans geeft een nauwkeurig overzicht van de warmte- en koudebehoefte per periode. Deze periode is idealitair zo kort mogelijk, liefst een dag. Omdat dit praktisch gezien niet haalbaar is, is er in de quick scan voor gekozen om per 10 dagen (decade) van het jaar de gemiddelde warmte- en koudebehoefte overdag, s avonds en s nachts in kaart te brengen. Dit geeft voldoende nauwkeurige informatie om een systeem op te ontwerpen. Vervolgens wordt voor het bedrijf de werkwijze in beeld gebracht uit oogpunt van energieverbruik. Factoren die daarbij in beeld worden gebracht zijn: hoe wordt er gedroogd en met welke temperatuur; hoe wordt er bewaard en bij welke temperatuur; wat voor temperatuurbehandeling krijgen de bollen; hoe wordt er gebroeid en bij welke temperatuur. 2.4 Belangrijke factoren energieverbruik Uit de monitoring van de MJA-e Bloembollen en uit het onderzoek Energiestromen tulp en hyacint blijken een aantal factoren van groot belang te zijn voor het energieverbruik in de teelt van deze twee onderzochte gewassen. Deze factoren zijn: moment van rooien wel of niet spoelen bewaartemperatuur tijdens bewaring ventilatie tijdens bewaring moment van planten Deze factoren zijn meegenomen in het rekenmodel om de warmte- en koudebehoefte zo goed mogelijk in kaart te brengen. 2.5 Bepalen van het vermogen Als de warmte-koude balans eenmaal gemaakt is, kan het benodigde vermogen van de warmtepomp bepaald worden. Hierbij wordt ervan uit gegaan dat afhankelijk van het bedrijfstype en de warmte- en koudebehoefte ongeveer 65% van het verwarmingsvermogen en 90% van de warmtebehoefte door het warmtepompsysteem geleverd gaat worden. De overige éénderde van het vermogen is dusdanig incidenteel nodig (het levert slechts 10% van de warmtebehoefte), dat het niet rendabel is om hiervoor het warmtepompsysteem groter te ontwerpen. RAPPORTAGE QUICK SCAN WARMTEPOMPEN pag. 5

6 Bovendien is er een bestaande gasketel die de pieken in het benodigde vermogen uitstekend op kan vangen. Bij het bepalen van het vermogen van de installatie dienen ook vermogens bepaald te worden voor een opweksysteem, voor een opslagsysteem en voor een afgiftesysteem. 2.6 Investeringsoverzicht Als de vermogens bekend zijn kan aan de installatie een investeringsplaatje gehangen worden. Hierbij wordt ook gekeken naar de investering die gedaan zou moeten worden in een conventioneel systeem als niet in een warmtepompsysteem geïnvesteerd zou worden, de zogenaamde vermeden investeringen. 2.7 Berekening rendement Als de investeringen in beeld gebracht zijn, kunnen de jaarkosten berekend worden. Dit wordt gedaan voor een conventioneel systeem en voor een warmtepompsysteem. Hierbij spelen naast afschrijvingen uiteraard onderhoud, energiekosten en subsidievoordelen een rol. Het verschil in jaarkosten resulteert in een bedrijfseconomische rentabiliteit. Eventueel is ook een terugverdientijd te berekenen. Dit zegt ondernemers vaak meer dan rentabiliteit. Het is vervolgens aan de ondernemer om te bepalen of hij de rentabiliteit of terugverdientijd acceptabel vindt. RAPPORTAGE QUICK SCAN WARMTEPOMPEN pag. 6

7 3. REKENMODEL Het rekenmodel heeft een aantal velden waarop gegevens over het bedrijf ingevoerd worden. Alle specifieke bedrijfsprocessen en omstandigheden worden in deze velden vastgelegd. Hieronder zijn de twee belangrijkste invoervelden weergegeven. Quick Scan Warmtepompen Uitgangspunten energieverbruik: broei Opdrachtgever Dorus de Wit datum 27-jun-2008 Adviseur Jan-Willem van der Klugt Weerstation De Kooij (NH) 3 KAS BEDRIJFSHAL Daktype floatglas 1 nvt Rc dak (exclusief scherm) 0,175 Km²/W 1,5 Km²/W Rc wand 0,175 Km²/W 1,5 Km²/W hoogte goot 5,0 m 5,0 m Lengte benut dak 50 m 60 m Breedte benut dak 40 m 45 m Dagtemperatuur ( uur) 17,5 C 17,5 C Avondtemperatuur ( uur) 17,5 C 17,5 C Nachttemperatuur ( uur) 17,5 C 17,5 C Start broei november 32,0 II december 34,0 I Einde broei april I 10,0 april II 11,0 Toeslag voor luchting op ochtend/avond 20% 30% Figuur 1: Invoerveld broei, ingevuld voor de nieuwe situatie. RAPPORTAGE QUICK SCAN WARMTEPOMPEN pag. 7

8 Quick Scan Warmtepompen Uitgangspunten warmte-verbruik: teelt en bewaring Opdrachtgever datum Adviseur Dorus de Wit 27-jun-08 Jan-Willem van der Klugt PLANTGOED geteeld areaal Plantgoed Plantgoed Oogstcapaciteit per decade spoelen drogen in schuur Koelen begin rooien planten Tulp ongespoeld 15,5 ha 20 m³/ha 3,5 ha nee ja ja juni III 18 november 31I Hyacint 0,0 ha - m³/ha - ha nee ja nvt december III 36 december 36III Gladiool 0,0 ha - m³/ha - ha ja ja nvt oktober I 28 maart III 9 Tulp gespoeld 4,5 ha 20 m³/ha 3,5 ha ja ja nvt juni III 18 november 31I Overige zomerbloeiend (hand, gladiool) 0,0 ha - m³/ha - ha nee ja nvt november II 32 maart II8 Lelie 0,0 ha - m³/ha ja TOTAAL 20,0 HA HANDELSPARTIJEN aantal st. (miljoen) per eenheid 34 graden Koelen Tulpen leverbaar 5,0 stuks 50 m³ ja ja september 25I november 33III Gladiool leverbaar 0,0 stuks 25 m³ nvt nee december 34I december 36III Iris leverbaar 0,0 stuks 10 m³ nvt nvt januari III 3 januari III 3 Overige leverbaar (handmatig, tulp) 0,0 stuks 10 m³ nvt nee januari III 3 januari III 3 Lelie 0,0 stuks 300 m³ nvt ja Hyacint 0,0 stuks 300 m³ nvt ja TOTAAL 250 m³ totaal Figuur 2: Invoerveld teelt en bewaring, ingevuld voor de nieuwe situatie. De ingevoerde gegevens worden met behulp van een gegevensdatabank omgerekend naar een WKB. Hieronder is de WKB voor het bedrijf van Opdrachtgever (nieuwe situatie) weergegeven. RAPPORTAGE QUICK SCAN WARMTEPOMPEN pag. 8

9 kwh per decade Warmte- en koudebalans bedrijf januari I Februari I maart I april I mei I juni I juli I Augustus I september I oktober I november I december I overschot Ketel WP cellen WP Hal WP kas Figuur 3: Warmte- en koudebalans van het bedrijf van Opdrachtgever in de nieuwe situatie. Met de balans in beeld is een investeringsoverzicht gemaakt. Daarbij worden de investeringen berekend voor de nieuwe situatie. Er wordt berekend wat de investeringen zijn in het geval van een warmtepompstysteem (bron-opwekker-afgifte = BOA-systeem). Daarnaast worden de investeringen berekend als niet geïnvesteerd wordt in een warmtepompsysteem. De nieuwe plukhal wordt dan wel met vloerverwarming uitgevoerd, maar deze wordt gevoed door de conventionele ketel. Hierin is geen uitbreiding nodig, omdat in de nieuwe situatie (conventioneel verwarmd) niet meer gas gebruikt zou gaan worden. Op de volgende pagina is een overzicht gegeven van de kosten. Zowel bedrijfseconomisch als fiscaal is de situatie bekeken. Er is uitgegaan van een gasprijs van 0,35 per m³, een prijsstijging van 5% per jaar en een tarief IB van 35%. RAPPORTAGE QUICK SCAN WARMTEPOMPEN pag. 9

10 Quick Scan Warmtepompen (jaarkosten) Opdachtgever Datum Adviseur Dorus de Wit Jan-Willem van der Klugt INVESTERINGKOSTEN BOA systeem Ketel systeem Bron Opwekker Afgiftesysteem Mechanische Koeling Bruto kosten Energie investerings aftrek 44% Klein schaligheidsaftrek 0% - 0% - Netto investering 1e jaar VERBRUIKSKOSTEN Electra verbruik WP kwh Electra verbruik pomp opwekker kwh Electra verbruik pomp bron kwh Pompen centrale hydroliek + ketel Electra verbruik mechanische koeling - kwh kwh Gasverbruik m³ m³ JAARKOSTEN Afschrijving bron + opwekker ,7% - 10,0% Afschrijving afgiftesysteem + koeling ,0% ,0% Onderhoud bron + opwekker ,8% - 0,0% Onderhoud afgiftesysteem ,8% ,8% Verzekering ,3% 286 0,3% Rente over 50% van netto investering ,5% ,5% Vaste kosten Electra verbruik Gasverbruik Variabele kosten TOTALE KOSTEN 1e Jaar vaste kosten energie TOTALE KOSTEN 5 JAAR vaste kosten energie TOTALE KOSTEN 10 JAAR (bedrijfsecon) Fiscaal 5 jaar 35,0% ,0% Fiscaal 10 jaar 35,0% ,0% RAPPORTAGE QUICK SCAN WARMTEPOMPEN pag. 10

11 4. RESULTAAT Hieronder is de samenvatting van het rekenmodel weergegeven. Quick Scan Warmtepompen (samenvatting) Opdachtgever Datum Adviseur Dorus de Wit Jan-Willem van der Klugt UITGANGSPUNTEN BOA systeem ketel systeem Benodigd vermogen - rendement ketel 80% 80% - gemiddeld rendement warmtepomp 460% - Kosten anno nu - gasprijs 0,35 /m³ 0,35 /m³ - electraprijs 0,10 /kwh 0,10 /kwh - extra jaarlijkse stijging boven inflatie 105% 105% TECHNISCHE RESULTATEN Keuze grootte van de warmtepomp 310 kw nvt kw Benodigd vermogen van de CV 43 kw 353 kw Totaal vermogen koeling 56 kw 126 kw Berekende totale energiebehoefte kwh kwh oftewel: m³ aardga m³ aardg Dekking door warmtepomp kwh oftewel: 97% Opwekking door mechanische koeling kwh Benodigde opwekking door dak/fan Coil: kwh waarvan direct gebruiken kwh waarvan naar acquifer kwh oftewel: m² dak draaiuren vollast dakpomp uur benodigde bronnen capaciteit 23,0 m³/u vollast draaiuren bronpomp uur ECONOMISCH RESULTAAT Bruto investeringskosten Fiscale voordelen Netto investeringskosten vaste kosten energie TOTALE KOSTEN 10 JAAR (bedrijfsecon) RAPPORTAGE QUICK SCAN WARMTEPOMPEN pag. 11

12 5. CONCLUSIE De belangrijkste conclusie uit het rekenmodel is dat een warmtepompsysteem op het bedrijf van Opdrachtgever rendabel te maken is. Zoals uit de rekenbladen blijkt zijn de bedrijfseconomische kosten over 10 jaar nagenoeg gelijk bij de gekozen uitgangspunten. Een veel gebruikte term is terugverdientijd. Hiermee wordt aangeduid in hoeveel jaar de investering door de lagere variabele kosten wordt terugverdiend. In het geval van Opdrachtgever moet een meerinvestering van ,- terugverdiend worden met de lagere variabele kosten. Uitgaande van de gekozen uitgangspunten is de investering dan in 10,2 jaar terugverdiend. Het is aan Opdrachtgever om te bepalen of hij dit acceptabel vindt. De rentabiliteit wordt sterk beïnvloed door de energieprijs en de jaarlijkse stijging daarvan. Ook de bedrijfsprocessen zijn uiteraard van grote invloed. Als de warmteen/of koudebehoefte toeneemt in de perioden dat de warmtepomp niet op volle capaciteit draait, zal dit de rentabiliteit verhogen. Uit de grafiek op bladzijde 9 blijkt dat in de periode april tot en met oktober de installatie niet maximaal draait. Een toename van het aantal draaiuren in deze periode zal de terugverdientijd positief beïnvloeden. RAPPORTAGE QUICK SCAN WARMTEPOMPEN pag. 12