WKK naar de toekomst Workshop Energiek Event ZON LLTB LTO Groeiservice Kas Als Energiebron

Transcriptie

1 WKK naar de toekomst Workshop Energiek Event ZON LLTB LTO Groeiservice Kas Als Energiebron Woensdag 25 september 2013 Sander Peeters,

2 Wat doet Energy Matters Technische inpassing & economische haalbaarheid: Energievoorziening; decentraal fossiel & hernieuwbaar Energiebesparing Sectoren: Land- en tuinbouw Industrie Utiliteit 2

3 Inhoud Optimalisatie: WKK WKK 2.0/ Brandstofcel 3

4 Gasmotor Status opgesteld vermogen Grofweg de helft van het WKK park draait (ook) voor belichting 4

5 Gasmotor WKK Barometer; spark spread WKK voor eigen elektriciteitbehoefte blijft voordelig Blijf op de hoogte, meld je aan voor de nieuwsbrief: 5

6 Gasmotor Marginale warmtekosten Ketel inclusief energiebelasting WKK inclusief 0,85 ct/kwh onderhoud, elektriciteit peaklevering WKO/WP met COP 4, base load elektriciteit Geothermie incl. SDE 2013, COP 10, base load elektriciteit; wel hoge investering & niet altijd mogelijk! 6

7 Gasmotor Energiebalans Uitlaat 5% Condensatie 8% Aardgas 100% 18% p Condensor Uitlaatkoeler Gasmotor Straling&convectie 2% Warm water 41% Generator 2% Elektriciteit 42% Lucht Turbocharger 15% Motorblokkoeler 5% Oliekoeler < 70 0 C 3% Interkoeler < 35/40 0 C 7

8 Rendement Gasmotor Totaal rendement Door extra uitkoelen kan over de 100% rendement behaald worden 100% 90% niet benutbaar thermisch LT 80% 70% 60% thermisch HT 50% 40% 30% 20% elektrisch 10% 0% 35% 36% 37% 38% 39% 40% 41% 42% 43% 44% 45% Elektrisch rendement 8

9 Optimalisatie WKK 9

10 Gasmotor Besparing door Technische optimalisatie Technische optimalisatie: Optimaal onderhoud/afstellen; vb +5% afwijking gasverbruik, 2 MWe, 42% rendement, 3200 vollasturen, 28 ct/nm3 = /jaar (3600/31,65)*(1/0,42)*2 MWe*0,05*0,28 /Nm3*3200 uur In combinatie met SCR, optimaliseren afstelling door minder luchtovermaat Meertraps turbogroep; jaarlijks ~10% meer elektriciteitsproductie Revisie cilinderkop & stalen zuigers; ~2% Verbeterde smeermiddelen en/of smeer ultrafiltratie?! Groot vermogen WKK; GE/9,5 Mwe met e-rendement: 48,7% 10

11 Gasmotor Besparing door Economische optimalisatie In- en verkoop: Draaien op onbalans via Programma Verantwoordelijke partij Pluk goedkoop gas inkopen en verkopen via APX Gas NL Verkoop restwarmte, evt. i.c.m. WKO aan tuinder, nieuwbouwwijk, school, mestverwerking etc. Verkoop elektriciteit aan naastgelegen buurman met directe lijn 11

12 Gasmotor Besparing door Thermische optimalisatie Thermische optimalisatie i.c.m. Het Nieuwe Telen (HNT): Bestaande WKK i.c.m. HNT geeft uitbreidingsruimte Kasoppervlak Bij nieuwbouw volstaat kleiner vermogen WKK i.c.m. HNT Bestaande & nieuwbouw; extra diep uitkoelen t.b.v. CO2 ontvochtigen, evt. i.c.m. warmtepomp of LT-afgiftesysteem Betere afstemming WKK, ketel, warmtebuffer en warmte-afgifte-systemen Grotere warmtebuffer voor meer flexibiliteit Isoleren aanvoer, retour, verdeelleidingen, menggroepen Let wel, elk bedrijf is anders. Voor ieder bedrijf geldt een andere combinatie van maatregelen om te optimaliseren c.q. besparen 12

13 Gasmotor Optimalisatieprojecten WKK i.c.m. extra rookgascondensor en LT-afgiftesysteem: Tomatenteler Jan van Marrewijk in Dinteloord Tomatenteler RedStar in Dinteloord WKK i.c.m. warmtepomp maar zonder LT-afgiftesysteem : Paprikakweker Leo Hoogweg in Luttelgeest: -10% aardgasverbruik (minder elektriciteit over wel meer warmte) WKK i.c.m. leiding, WKO en warmtepomp Trostomatencomplex Prominent levert tevens warmte- en koude aan nieuwbouwwijk in Naaldwijk 13

14 Gasmotor Energiebesparing middels HNT Nog even op een rij, Maatregelen Het Nieuwe Telen (HNT): 1. Schermen; meer energieschermen & schermuren bespaard 35-75% 2. Ontvochtigen; met droge buitenlucht wordt de RV in de kas nauwkeuriger geregeld zonder toevoer van extra warmte 3. Ventileren; minder ventilatie onder zonnige omstandigheden beperkt CO2- & vochtverlies & zorgt voor optimaler groeiklimaat 4. Verwarmen; met gem. een lagere buis-t & inzet van laagwaardige warmte is het energieverbruik te verminderen 5. Activeren; met een slimme combinatie van bovenstaande maatregelen wordt het gewas actiever gehouden met een lager energieverbruik. 14

15 Gasmotor Energiebesparing Bestaande respectievelijk nieuwe WKK i.c.m. Het Nieuwe Telen: Minder draaiuren of, meer kasoppervlak of kleiner WKK vermogen 15

16 WKK 2.0: Brandstofcel Japan, VS, Korea, Duitsland 16

17 Rendement WKK 2.0 Elektrisch rendement & vermogens 80% Toepassingsgebied en elektrisch rendement (indicatief) 70% SOFC+gasturbine 60% 50% HT brandstofcellen (SOFC, MCFC) STEG 40% 30% 20% LT brandstofcellen (PAM, PEFC) gasmotor gasturbine stoomturbine STEG als WKK 10% 0% 0,01 0, Vermogen (MW) 17

18 WKK 2.0 Werking brandstofcel SOFC brandstofcel: syngas en aardgas Bron: 18

19 Bron: sofc-brochure-new 19

20 WKK 2.0 Brandstofcel types Afkorting AFC PEFC of PEM PAFC MCFC SOFC Type Fuel Cell (FC) Alkaline Polymer Electrolyte (Membrane) Phosphoric Acid Molten Carbonate Solid Oxide Elektrolyt KOH Vast ion geleidend membraan Vloeibaar H3PO4 Li2CO3 en K2CO3 Ceramiek Y2O3ZrO2 Werkingstemp eratuur ºC ºC 205 ºC 650 ºC ºC Celrendement 45-60% 30-60% 40% 45-60% 45-65% Vermogen 20kW >1kW 1 MW 50 kw 1 MW 1MW 5kW 3 MW Toepassingen Onderzeeërs, ruimtevaart Transport klein stationair WKK WKK WKK 20 20

21 WKK 2.0 Recente doorbraken Vermindering gebruik van platina maar ook goedkopere bewerkingsprocessen keramisch materiaal 21

22 WKK 2.0 Recente doorbraken Sterke vermindering van degradatie = > levensduur 22

23 WKK 2.0 Voor & nadelen Voordelen: Hoog elektrisch rendement, ook bij kleine vermogens Afhankelijk van type goed te moduleren Compact Nadelen: Nu nog te duur: /kwe! 5 kwe-3 MWe i.p.v. 500 /kwe Gevoelig voor vervuiling/ levensduur stack Voor glastuinbouw is vooral SOFC interessant Uitkoppeling van warmte voor kasverwarming nog niet gerealiseerd 23

24 Brandstofcel kennis-netwerk Energy Matters en KIWA zijn trekker van het Fuel Cell Expertise Network: 24

25 Uw partner in energiezaken Energy Matters Princenhofpark , 3972 NG Driebergen Postbus 197, 3970 AD Driebergen T: +31 (0) E: info@energymatters.nl I: