ANRE-DEMONSTRATIEPROJECT WKK BIJ ROSARIUM, DUFFEL

Transcriptie

1 ANRE-DEMONSTRATIEPROJECT WKK BIJ ROSARIUM, DUFFEL D. Weyen, N. Dufait en A. Martens J. Cools en J. Stroobants Vito Maart 1996

2 SAMENVATTING In het kader van de bevordering van nieuwe energietechnologieën (KB van 83) heeft de Vlaamse overheid een subsidie toegekend aan Rosarium voor de aanschaf van een WKK-installatie. De subsidie bedraagt BEF, zijnde 35 % van de investeringskosten van de WKK-installatie. De geproduceerde elektriciteit van de WKK-installatie wordt gebruikt voor toepassing van assimilatiebelichting en voor een aantal kleinere gebruikers (pompen, ventilatoren,...); de geleverde warmte wordt gebruikt voor verwarming van de serre. VITO voert in opdracht van de Afdeling Natuurlijke Rijkdommen en Energie (ANRE) een evaluatie van dit demonstratieproject uit, waarbij de prestaties van de technologie en de bereikte besparing en de vermindering van de CO 2 -emissie geanalyseerd worden. Deze analyses zijn gebaseerd op metingen over de periode van één jaar. Tijdens de meetcampagne (april 94 t.e.m. maart 95) heeft de WKK-installatie meer dan 48 draaiuren gemaakt en 493 MWh aan elektriciteit en 566 MWh aan warmte geproduceerd (De WK-verhouding is ongeveer 1). De totale brandstofbenuttigingsgraad bedraagt 83,7 % (4,9 % elektrisch en 42,8 % thermisch). Periodiek reiniging van de rookgaswarmtewisselaar (om de 4 draaiuren) en het werken in deellast op 8 % van het nominaalvermogen van de WKK-installatie heeft tot gevolg dat het thermisch rendement vanaf december toeneemt tot 45 %. Vanaf december wordt een totaal gemiddeld rendement van 85,5 % bereikt. De warmtevraag van het tuinbouwbedrijf wordt voor 5 % door de olieketel gedekt; de WKKinstallatie heeft een aandeel van 3 % in de warmtevraag. De overige 2 % van de warmtevraag wordt geleverd door de aardgasketel (recuperatie warmte tijdens CO 2 -dosering). Als referentiesituatie voor de bepaling van de primaire energiebesparing en CO 2 -emissiereductie veronderstellen we dat de elektriciteit voor assimilatiebelichting wordt aangekocht van het centrale elektriciteitsnet (rendement 44 % en CO 2 -emissiefactor 624 g/kwh) en dat de warmte van de WKK-installatie geleverd wordt door de olieketel. De besparing op primaire energie bedroeg tijdens de meetcampagne GJ (equivalent aan 493. m³ aardgas). De vermindering van CO 2 -emissie bedroeg 1477 ton.

3 2 INHOUDSOPGAVE 1 Inleiding 3 2 Technische Beschrijving WKK-installatie Elektriciteitsproduktie Warmteproduktie Olieketel Aardgasketel 5 3 Meetprocedure WKK-installatie Olieketel Aardgasketel Tijdplanning 8 4 Technische evaluatie Elektriciteit Warmte Prestaties WKK-installatie Onderhoud 15 5 Primaire energiebesparing en CO 2 -vermindering Uitgangspunten Besparing primaire energie CO 2 emissiereductie 19 6 Economische evaluatie 7 Besluit 2 Referenties 21 Bijlagen bijlage 1: Maandgegevens van de stookinstallatie 22 bijlage 2: Warmteproduktie van de verschillende gebruikte installaties 23 bijlage 3: CO 2 -emissiefactor en rendement elektriciteitspark 24 bijlage 4: Besparing energieverbruik t.o.v. referentiesituatie 25 bijlage 5: CO 2 -reductie t.o.v. referentiesituatie 26

4 3 1. Inleiding Rosarium is een rozenteeltbedrijf met een teeltoppervlakte van 3 hectare. Tegenwoordig wordt bij de teelt van rozen vaak assimilatiebelichting toegepast om de groei van de rozen te bevorderen (teeltduurverkorting) en de kwaliteit van de rozen te verbeteren. Bij Rosarium werd reeds assimilatiebelichting (lampen 4 Watt) toegepast, waarbij de lampen werden gevoed door een WKK-installatie bestaande uit een dieselmotor (Cummins, 5 kw e ) met een toerental van 15 toeren/min. Deze installatie werd vervangen door een nieuwe WKK-installatie met een ABC dieselmotor (135 kw e, 75 toeren/min). Ten opzichte van de oude installatie heeft de nieuwe installatie een groter elektrisch vermogen en wordt deze door een dieselmotor met een lager toerental aangedreven. De lampen van 4 Watt zijn gedeeltelijk vervangen door lampen van 6 Watt. De geproduceerde elektriciteit van de WKK-installatie wordt gebruikt voor toepassing van assimilatiebelichting en voor een aantal kleinere verbruikers in het bedrijf (pompen, ventilatoren, motoren); de geleverde warmte wordt gebruikt voor verwarming van de serre. In het kader van de bevordering van nieuwe energietechnologieën heeft de Vlaamse overheid een subsidie van 35 % goedgekeurd op de investeringskosten van de WKK-installatie, zijnde BEF VITO voert in opdracht van de Afdeling Natuurlijke Rijkdommen en Energie (ANRE) een evaluatie van dit demonstratieproject uit, waarbij de prestaties van de technologie en de bereikte besparing en de vermindering van de CO 2 -emissie geanalyseerd worden. Deze analyses zijn gebaseerd over een periode van één jaar. In hoofdstuk 2 wordt een technische beschrijving gegeven van de WKK-installatie en de stookolieketels. In het derde hoofdstuk wordt de meetprocedure van de energieregistratie weergegeven terwijl in hoofdstuk 4 de meetgegevens worden geanalyseerd. In hoofdstuk 5 wordt de primaire energiebesparing en CO 2 -emissiereductie bepaald. In hoofdstuk 6 wordt een economische evaluatie van het demonstratieproject gemaakt. Tenslotte wordt in hoofdstuk 7 een besluit geformuleerd.

5 4 2. Technische beshrijving In dit hoofdstuk wordt de energievoorziening van Rosarium, die bestaat uit een WKK-installatie, een stookolieketel en een aardgasketel toegelicht. 2.1 WKK-installatie Het blokschema van de WKK-installatie wordt in figuur 2.1 weergegeven Luchtkoeler Oliekoeler Motorblokkoeler Rookgaskoeler 355 kw 13 kw 44 kw 586 kw Brandstof 3316 kw Dieselmotor Generator 135 kw Figuur 2.1: Energiestromen WKK-installatie volgens leverancier Volgens gegevens van de leverancier is het elektrisch rendement van de WKK-installatie 4,7 % en het thermisch rendement 45,5 % Elektriciteitsproduktie De WKK-installatie, aangedreven door een dieselmotor, heeft volgens de specificaties een elektrisch vermogen van 135 kwe. Voor de belichting worden lampen van 6 en 4 Watt gebruikt. Het totaal geïnstalleerd elektrisch vermogen van de lampen bedraagt 123 kwe. De groep levert zijn vermogen aan de lampbelasting en gedeeltelijk aan intermitterende verbruikers (pompen, motoren, ventilatoren). De WKK-installatie wordt gestuurd op de elektriciteitsvraag; wanneer er belicht moet worden is de WKK-installatie in bedrijf. De WKK-installatie werkt in eilandbedrijf en is niet gekoppeld aan het net, d.w.z. dat wanneer de WKK-installatie in storing valt, geen assimilatiebelichting kan toegepast worden. Indien geen assimilatiebelichting wordt toegepast wordt het elektrisch verbruik voor de overige gebruikers van het openbare net aangekocht. Bij uitval van het net kan de WKK-installatie als noodgroep gebruikt worden Warmteproduktie De WKK-installatie heeft een thermisch vermogen van 1511 kw t. Zoals uit figuur 2.1 blijkt, is de warmterecuperatie als volgt opgebouwd: luchtkoeler: 23% oliekoeler: 9% motorblokkoeler: 29% rookgaskoeler (tot 18 C): 39%

6 5 2.2 Olieketel De verwarmingsketel (type CKNV-CKN14) heeft een vermogen van 3,5*1 6 kcal/h (4 MW). Om de stilstandsverliezen te beperken is speciale aandacht besteed aan de isolatie van de ketel; de ketel werd in zijn geheel geïsoleerd om stralingsverliezen door warmtebruggen te voorkomen. De verwarmingsketel is voorzien van een Hamworthy rotatiebrander type AW 15. De brander werkt steeds op vollast met aan-uit regeling. De extra zware stookolie in de toevoerleiding naar de brander wordt met het warm water en kleine elektrische verwarmingssystemen opgewarmd tot circa 6 C. 2.3 Aardgasketel De ketel heeft hetzelfde vermogen en is van hetzelfde type als de olieketel. De ketel is voorzien van een modulerende Hamworthy gasbrander (type C-G.18) met ventilator en heeft een regelbereik tussen 35 kw en 4 MW. Om de rookgasverliezen te beperken is een afzonderlijke opgestelde rookgascondensor aangesloten. De rookgascondensor (type CL-3,5) met een vermogen van 42*1 3 kcal/h (488 kw) koelt de rookgassen af tot beneden het dauwpunt. De rookgassen van de aardgasketel worden tevens gebruikt voor CO 2 -dosering. Met behulp van een ventilator wordt een hoeveelheid rookgas uit het rookkanaal gehaald. Dit rookgas wordt al dan niet gemengd met lucht en via geperforeerde buisjes wordt het CO 2 -rijke rookgas verspreid in de serre.

7 6 3. Meetprocedure Figuur 3.1 toont een schematisch overzicht van de energieregistratie. Vertrek Aardgas Ketel Olie Ketel E WK V D Diesel Computer T2 T1 Condensor Aardgasketel Retour O Stookolie Datalogger G Aardgas Verklaring van de meetsymbolen: Figuur 3.1: Schematisch overzicht energieregistratie V: waterteller T1: temperatuur van het water aan de ingang T2: temperatuur van het water aan de uitgang E: elektriciteitsmeter WKK-installatie D: dieselteller WKK-installatie G: gasteller aardgasketel O: olieteller olieketel

8 7 3.1 WKK-installatie Korte beschrijving meetpunten WKK-installatie: a) Brandstofverbruik van de dieselmotor [D] De meting van het brandstofverbruik gebeurt met een mechanische olieteller, waarmee uurlijks het aan de dieselmotor toegevoerde vermogen bepaald wordt. b) Elektriciteitsproduktie van de WKK-installatie [E] De elektriciteitsproduktie (kwh) van de WKK-installatie wordt per kwartier geregistreerd waaruit het uurgemiddelde wordt berekend. c) Warmterecuperatie van de WKK-installatie [C] Voor de bepaling van de warmterecuperatie van de WKK-installatie worden 3 metingen uitgevoerd: T1: thermokoppel T1 meet de temperatuur van het water aan de ingang van de WKKinstallatie. T2: thermokoppel T2 meet de temperatuur van het water aan de uitgang van de WKKinstallatie. V: debietmeter V bepaalt het debiet van het water dat door de WKK-installatie stroomt. Uit deze 3 grootheden wordt het gerecupereerd warmtevermogen [C] bepaald. Uit de vermelde meetgegevens wordt het elektrisch, thermisch en totaalrendement van de WKKinstallatie op uurbasis berekend. Het jaarrendement (seizoensrendement) wordt berekend door het optellen van elektriciteits- en warmteproduktie en het brandstofverbruik over de meetperiode van 12 maanden. 3.2 Olieketel De olieketel werkt in vollastbedrijf met aan/uit regeling. Het brandstofverbruik wordt uurlijks gemeten met een mechanische olieteller van Hamworthy. De toevoerleiding naar de brander is zodanig geconstrueerd dat enkel een Hamworthy olieteller de toegevoerde brandstof naar de brander kan meten. Op de mechanische oliemeter is een bijhorende elektronische unit gemonteerd die pulsen genereert, die uurlijks geregistreerd worden. Directe meting van de hoeveelheid energie overgedragen aan het water van de olieketel was niet mogelijk; omwille van de bestaande leidingen kan een caloriemeter niet volgens de voorschriften, waaraan voldaan moet zijn om juiste meetresultaten te verkrijgen, ingebouwd worden.

9 8 3.3 Aardgasketel Het aardgasverbruik is gemeten met de aanwezige gasmeter van de energiemaatschappij. Op basis van gegevens vermeld op de aardgasfactuur is het het gasverbruik gecorrigeerd naar Nm 3 aardgas. Zoals bij de stookolieketel is directe meting van de energie overgedragen aan het water niet mogelijk vanwege de bestaande leidingconstructie. De meetapparatuur aan de WKK-installatie werd geïnstalleerd door de leverancier (De Becker electrogroep); de gegevens van de WKK-installatie worden geregistreerd met een computer, waarvan VITO de data gebruikt. De metingen aan de ketels worden uitgevoerd door VITO; deze meetgegevens worden geregistreerd door een datalogger. Tabel 3.1 geeft samenvattend de te meten grootheden en registratiefrequentie weer van de verschillende eenheden.

10 9 Tabel 3.1: Overzichtstabel van de metingen Installatie Metingen Eenheid WKK-installatie Brandstofverbruik Elektriciteitsproduktie Warmteproduktie Debiet Temp. in Temp. uit liter kwh liter C C Olieketel Brandstofverbruik liter Gasketel Gasverbruik m 3 Andere Omgevingstemp. ketel C 3.4 Tijdplanning Tabel 3.2 toont de tijdplanning van het project. Tabel 3.2: Tijdplanning Omschrijving taak A M J J A S O N D J F M A M J J A Registratieperiode nota projekt, evaluatie (1- maand) nota tussentijds verslag (2-4e) rapport jaarevaluatie

11 1 4. Technische evaluatie Gedurende één jaar (april maart 1995) zijn er uurlijkse metingen uitgevoerd aan de WKK-installatie en de stookketels. Deze meetgegevens werden verwerkt en geëvalueerd. In dit hoofdstuk worden de gemeten energiestromen (elektriciteit en warmte) en de prestaties van de WKK-installatie en de ketels besproken. In de getoonde figuren wordt het meetjaar van januari tot en met december gepresenteerd; dit wil zeggen dat de meetgegevens van 1995 (januari tot en met maart) als eerste maanden in de grafiek zijn opgenomen. 4.1 Elektriciteit De WKK-installatie wordt gestuurd op de elektriciteitsvraag; indien belichting noodzakelijk is, is de WKK-installatie in bedrijf. In figuur 4.1 wordt de gemiddelde belichtingsperiode per dag weergegeven. 24 Gemiddelde belichtingsperiode per dag [uren] jan feb maa apr mei jun jul aug sep okt nov dec Figuur 4.1: Gemiddelde belichtingsperiode per dag Tijdens de zomermaanden (juni-augustus) wordt minder dan 7 uur per dag belicht; in juli wordt geen belichting toegepast. Tijdens het tussenseizoen (april, mei, september) bedraagt de gemiddelde belichtingsduur 8 à 9 uur. Opvallend in deze figuur is dat de belichtingsperiode in de wintermaanden zeer hoog is. Deze hoge belichtingsduur wordt verklaard doordat van november tot en met maart cyclische belichting wordt toegepast. Hierbij wordt het geïnstalleerde lampvermogen in 5 groepen ingedeeld; vier van de vijf groepen worden ontstoken. Na ongeveer 5 uur wordt de gedoofde groep ontstoken en één van de 4 brandende groepen gedoofd. Deze cyclus herhaalt zich om de 5 uur. Deze methode van belichting heeft ook tot gevolg dat tijdens de wintermaanden de elektrische belasting ten opzichte van de andere maanden (april tot en met oktober) met ongeveer 2 kw is afgenomen.

12 In figuur 4.2 wordt de elektriciteitsproduktie van de WKK-installatie op maandbasis weergegeven. 11 Elektriciteitsproduktie [MWh] jan feb maa apr mei jun jul aug sep okt nov dec Figuur 4.2: Elektriciteitsproduktie van de WKK-installatie op maandbasis Op jaarbasis heeft de WKK-installatie volgens de registratiegegevens circa 48 draaiuren gemaakt en ruim 493 MWh aan elektriciteit geleverd, waaruit volgt dat de WKK-installatie gemiddeld een elektrisch vermogen van 1 MW e levert.

13 Warmte Voor de bepaling van de warmtevraag van het tuinbouwbedrijf werd de warmteproduktie van de WKK-installatie en het brandstofverbruik van de olie- en de aardgasketel op uurbasis geregistreerd; de maandelijkse brandstofverbruiken van de ketels zijn in bijlage 1 vermeld. Bij het bepalen van de warmtevraag zijn de volgende veronderstellingen gemaakt: het rendement van de olieketel is op 9 % (onderste verbrandingswaarde) geraamd; het rendement van de aardgasketel is op 95 % (onderste verbrandingswaarde) gesteld. de warmte die bij CO 2 -dosering vrijkomt van de aardgasketel wordt volledig gevaloriseerd. Figuur 4.3 toont de warmteproduktie van de verschillende systemen op jaarbasis. Tijdens de registratieperiode bedroeg de warmtevraag op jaarbasis 61.2 GJ. Aardgasketel 2% WKK-installatie 3% Olieketel 5% Figuur 4.3: dekkingsgraad van de warmtevraag door de verschillende installaties op jaarbasis Figuur 4.4 toont op maandbasis de warmtevraag van het tuinbouwbedrijf. De cijfers waarop deze figuur gebaseerd is zijn in bijlage 2 terug te vinden warmtevraag [GJ] jan feb maa april mei juni juli aug sept okt nov dec WKK-installatie Olieketel Aardgasketel Figuur 4.4: Warmtevraag op maandbasis opgesplitst naar de verschillende installaties

14 Tijdens de wintermaanden wordt ongeveer 4 % van de warmtevraag geleverd door de WKKinstallatie; in het tussenseizoen bedraagt de bijdrage van de WKK-installatie in de warmtevraag 25 à 3 %. Tijdens de zomermaanden wordt minder dan 15 % van de warmtevraag gedekt door de WKK-installatie. De olieketel levert een groot gedeelte van de warmtevraag; circa 5 % van de warmtevraag wordt elke maand geleverd door de olieketel. De aardgasketel heeft tijdens de meetcampagne hoofdzakelijk gewerkt voor CO 2 -dosering. Van oktober tot en met maart ligt de maandelijkse gerecupereerde warmte ten gevolge van CO 2 - dosering tussen 1 en 15 %. Tijdens het tussenseizoen en de zomermaanden neemt de CO 2 - doseringstijd toe waardoor een groter aandeel in de warmtevraag bekomen wordt. In figuur 4.5 is op basis van de meetgegevens de jaarbelastingsduurcurve (jbdc) voor warmte opgesteld. Bij het opstellen van de jbdc is enkel rekening gehouden met de relevante warmte (warmte geleverd door olieketel en WKK-installatie uit de meetgegevens) voor WKK. De warmtevraag varieert gedurende het jaar sterk en de maximale warmtevraag is maar gedurende een korte tijd aanwezig Warmtevraag [kwht] Figuur 4.5: Jaarbelastingduurcurve relevante warmtevraag voor WKK van het tuinbouwbedrijf Uit figuur 4.5 kunnen we afleiden dat gedurende 45 uur de warmtevraag minimum 15 kwh t bedraagt. Op basis van de warmtevraag zou de WKK-installatie 45 uren op vollast kunnen draaien. Om een inzicht te verkrijgen van de inpassing van de warmteproduktie van de WKK-installatie in de warmtevraag van het bedrijf toont figuur 4.6 de warmtevraag op uurbasis gedurende een week tijdens de maanden januari, april, juli en oktober. De warmtevraag is opgesplitst naar de gebruikte installaties. De warmteproduktie van de WKK-installatie is ongeveer constant. De warmteproduktie van de olieen gasketel varieert en is afhankelijk van meerdere factoren (kaseffect, buiten-temperatuur, de gewenste serretemperatuur; zonneïnval, windriching, gewenst CO 2 -gehalte...). Uit figuur 4.6 blijkt dat wanneer de WKK-installatie draait, dat dan nog steeds bijkomende warmte geleverd moet worden door de stookketels; de geproduceerde warmte van de WKK-installatie wordt dus steeds nuttig aangewend en er wordt geen warmte weggekoeld.

15 januari juli Warmteproduktie [kwh] Warmteproduktie [kwh] [uren] WKK-installatie Aardgasketel olieketel april [uren] WKK-installatie Aardgasketel olieketel 2-26 oktober Warmteproduktie [kwh] Warmteproduktie [kwh] [uren] [uren] WKK-installatie Aardgasketel olieketel WKK-installatie Aardgasketel olieketel Figuur 4.6: Inpassing warmteproduktie van de WKK-installatie in de warmtevraag

16 Prestaties WKK-installatie Tabel 4.1 toont een overzicht van de prestaties van de WKK-installatie gedurende de registratieperiode. Registratie periode Tabel 4.1: Prestaties van de WKK-installatie op maandbasis WKK-installatie E-prod. Q-prod. brandstof el. rend. th. rend. tot. rend. draaitijd [kwh] [GJ] [GJ] [%] [%] [%] [uren] januari ,8 45,5 86,3 73 februari , 45,4 86,4 654 maart ,3 44,3 84,6 575 april ,8 41,9 82,7 294 mei , 39,6 8,6 275 juni ,7 39,1 79,8 12 juli augustus , 43,1 84,1 62 september ,5 39,7 81,2 29 oktober ,7 39,8 81,5 428 november ,7 41,4 82,1 688 december ,1 43,6 84,7 725 totaal ,9 42,8 83, Op jaarbasis gezien behaalde de WKK-installatie een elektrisch rendement van 4,9 % en een thermisch rendement van 42,8 %. Dit betekent dat onder praktijkomstandigheden 83,7 % van de brandstof door de WKK-installatie wordt omgezet in nuttige elektriciteit en warmte. De WKverhouding van de installatie is circa 1 (de geproduceerde hoeveelheid aan warmte is gelijk aan de geproduceerde hoeveelheid elektriciteit). Het elektrisch rendement ligt tijdens de registratieperiode tussen de 4,3 en 41, 7 %; het thermisch rendement varieert aanzienlijk meer: tussen de 39,1 % en 45,5 %. In april bedroeg het thermisch rendement 41,9 %. De maanden nadien (mei, juni) daalde het thermisch rendement tot 39 %. In juli werd de rookgaswarmtewisselaar gereinigd. Uit tabel 4.1 leiden we af dat het thermisch rendement in augustus met 4,1 % stijgt tot 43,1 %. In september daalt het thermisch rendement opnieuw tot 4 %. Enkele dagen na de reiniging bleek dat de rookgastemperatuuur opnieuw toenam (van 145 C tot 17 C). Van december tot en met maart is het thermisch rendement beduidend hoger (44 à 45 %) dan de overige meetmaanden Dit hoger rendement wordt enerzijds verklaard doordat de WKK-installatie

17 in deellast draait (WK-verhouding neemt toe). Anderzijds wordt het hoger rendement verklaard doordat vanaf december om de 4 draaiuren de rookgaswarmtewisselaar gereinigd werd met een rootcleaner. Het elektrisch en thermisch rendement wordt in figuur 4.7 weergegeven in functie van het geleverd elektrisch vermogen. Voor het opstellen van deze figuur zijn een aantal registratiewaarden genomen. Van april tot en met oktober (circa 15 draaiuren) draaide de WKK-installatie in vollast; het geleverd elektrisch vermogen bedraagt circa 125 kw. Het gemiddeld elektrisch rendement is 41, 6 %; het gemiddeld thermisch rendement bedraagt 41,9 % bij vollast. Tijdens de wintermaanden heeft de WKK-installatie in deellast op 8 % van zijn nominaal vermogen gewerkt. Het gemiddeld elektrisch rendement daalt met,6 % tot 41 %; het gemiddeld thermisch rendement neemt toe met 1 % en stijgt tot 42,8 %. 16 Elektrisch rendement [%] Elektrisch vermogen [kwe] Thermisch rendement [%] Elektrisch Thermisch Figuur 4.7 Elektrisch en thermisch rendement in functie van het geleverd elektrisch vermogen Tijdens de registratieperiode heeft de WKK-installatie gedurende korte tijd op halflast gewerkt; het gemiddeld elektrisch rendement daalt bij 5 % deellast tot 39,5 % terwijl het gemiddeld thermisch rendement stijgt tot 48 %. In de wintermaanden heeft de WKK-installatie gedurende enkele uren op ongeveer 4 % van zijn nominaal vermogen gedraaid; indien geen belichting noodzakelijk was voorzag de WK-installatie de intermitterende verbruikers van elektriciteit zodat geen elektriciteit van het net moest aangekocht worden. Het gemiddeld elektrisch rendement daalde bij dit laag vermogen tot 14 % Onderhoud Gedurende de registratieperiode zijn de volgende extra onderhoudsbeurten uitgevoerd: * In juli werd de rookgaswarmtewisselaar gereinigd waarvoor de rookgaskoeler werd geopend. In de buizen van de rookgaswarmtewisselaar werd gasolie gespoten. De gasolie werd tot ontsteking gebracht zodat ten gevolge van de verbranding de rookgaswarmtewisselaar werd gereinigd. Figuur 4.8 toont het thermisch rendement op dagbasis (na reiniging van de rookgaswarmtewisselaar) van 19 augustus (opnieuw met belichting gestart) tot en met 3

18 september. In figuur 4.8 ontbreekt het thermisch rendement van een aantal dagen; tijdens deze dagen werden de metingen niet geregistreerd op de computer. Uit figuur 4.8 blijkt dat enkele dagen na de reiniging het thermisch rendement opnieuw afneemt Thermisch rendement [%] Aug-19 Aug-21 Aug-23 Aug-25 Aug-27 Aug-29 Aug-31 Sep-2 Sep-4 Sep-6 Sep-8 Sep-1 Sep-12 Sep-14 Sep-16 Sep-18 Sep-2 Sep-22 Sep-24 Sep-26 Sep-28 Sep-3 Figuur 4.8: Thermisch rendement na reiniging van de rookgaswarmtewisselaar Vanaf december wordt de rookgaswarmtewisselaar periodiek gereinigd (om de 4-draaiuren) met rootcleaner. * Uit contacten bleek dat het olieverbruik tijdens de zomermaanden sterk was toegenomen. Nader onderzoek wees uit dat er in de cilinders groeven waren ontstaan waardoor dit hoge olieverbruik verklaard kon worden. In oktober werd de revisie uitgevoerd en werden de cilinders vervangen.

19 18 5. Primaire energiebesparing en CO 2 -vermindering 5.1 Uitgangspunten Voor de berekening van de energie en CO 2 -besparingen werden volgende uitgangspunten gedefinieerd: Situatie met WKK (huidige situatie) - elektriciteitsproduktie: de elektriciteit voor de verlichting wordt geleverd door de WKKinstallatie Het elektriciteitsverbruik van de kleinere gebruikers wordt aangekocht van het openbare net (rendement 44 %,CO 2 -emissiefactor 624 g/kwh). - warmteproduktie: WKK-installatie Olieketel: rendement 9 % Aardgasketel: rendement 95 % Situatie zonder WKK - elektriciteitsproduktie: centrale elektriciteitsvoorziening aardgas/kolen: rendement 44 % ; CO 2 - emissiefactor 624 g/kwh (Bijlage 3). - warmteproduktie: Olieketel: rendement 9 % Aardgasketel: rendement 95 % Tabel 5.1 toont de uitgangspunten die gebruikt zijn bij de berekening van de besparing op primaire energie en de vermindering van de CO 2 -emissie. Tabel 5.1: uitgangspunten Installatie Brandstof onderste verbrandingswaarde Olieketel extra zware stookolie 4,3 MJ/kg gasketel aardgas 33,9 MJ/Nm 3 WKK gasolie CO 2 - Emissiefactor 76,6 g/mj 55,5 g/mj 73,3 g/mj In de referentiesituatie zonder WKK moeten we ons afvragen hoe de vervangingswarmte van de WKK-installatie geleverd kan worden. Om hierop een antwoord te vinden werden de geregistreerde meetwaarden op uurbasis naast elkaar geplaatst. Op basis van de warmtevraag werd nagegaan of de olieketel, met een nominaal vermogen van 4 MW, de vervangingswarmte van de WKK-installatie (indien deze in bedrijf was) kan leveren zonder dat het nominaal vermogen van de olieketel overschreden wordt. Uit berekeningen volgde dat gedurende 128 uur of 2 % van de draaitijd van de WKK-installatie de warmtevraag van het tuinbouwbedrijf groter was dan 4 MW. Voor de berekeningen van primaire energie- en CO 2 -besparing gaan we er daarom van uit dat de geproduceerde warmte van de WKK-installatie integraal geleverd wordt door de olieketel.

20 Besparing primaire energie De gerealiseerde energiebesparing van de registratieperiode (april 94 tot en met maart 1995) wordt in figuur 5.1 weergegeven. 12 Brandstofverbruik [GJ] WKK Geen WKK WKK-installatie Olieketel Aardgasketel E-aankoop Figuur 5.1: Energiebesparing t.o.v. referentiesituatie Gedurende de totale registratieperiode is er t.o.v. de referentiesituatie een energiebesparing van 16,3 % wat overeen komt met een besparing van GJ of circa 493. m 3 aardgas. De absolute waarden van de energieverbruiken op maandbasis zijn terug te vinden in bijlage 4.

21 CO2-emissiereductie Figuur 5.2 toont de CO 2 -emissie in de situatie met WKK en in de situatie zonder WKK. CO2-emissie [ton] WKK Geen WKK WKK-installatie Olieketel Aardgasketel E-aankoop Figuur 5.2: CO 2 -besparing t.o.v. referentiesituatie Gedurende de registratieperiode is er t.o.v. de referentiesituatie een CO 2 -besparing van 18,2 % wat overeen komt met een besparing van 1477 ton. De absolute waarden van de maandelijkse CO 2 - emissies zijn terug te vinden in bijlage 5.

22 21 6 Besluit In de meetperiode (maart 1994 tot april 1995) heeft de WKK-installatie ruim 48 draaiuren gemaakt waarin de WKK-installatie (nominaal vermogen van 135 kw) ruim 493 MWh aan elektriciteit en 566 MWh aan warmte geproduceerd heeft (warmte/kracht-verhouding is circa 1). De totale brandstofbenuttigingsfactor van de WKK-installatie over de registratieperiode bedraagt 83,7 % (4,9 % elektrisch en 42,8 % thermisch). In juni werd het laagste thermisch rendement (39 %) opgemeten. Na reiniging van de rookgaswarmtewisselaar nam het thermisch rendement toe tot 43 %. Enkele weken na reiniging daalde het thermisch rendement opnieuw tot ongeveer 4 %. Periodiek reiniging van de rookgaswarmtewisselaar om de 4 uur en in deellast op 8 % van zijn nominaal vermogen werken van de WKK-installatie maakt dat vanaf december dat het thermisch rendement stijgt tot 45 %; een totaal gemiddeld rendement van 85,5 % wordt vanaf december tot het einde van de meetcampagne bereikt. De dekkingsgraad van de WKK-installatie van de warmtevraag bedraagt 3 %. De overige warmte wordt hoofdzakelijk (5 %) geproduceerd door de olieketel. De aardgasketel leverde de resterende 2 % van de warmtevraag. In oktober werden de cilinders van de motor vervangen; groeven in de cilinders maakten dat het olieverbruik sterk was toegenomen. De besparing op primaire energie bedroeg tijdens de meetcampagne GJ (equivalent aan circa 493. m 3 aardgas). De vermindering van de CO 2 -emissie bedroeg tijdens het registratiejaar 1477 ton.

23 22 Referenties [1] P. Bulteel, F. Vandenberghe, Elektriciteitsproduktie en CO 2 -emissies, Informatiedag CO 2, Laborelec, Linkebeek, mei 1993

24 23 Bijlagen Bijlage 1: maandgegevens van de stookinstallaties Registratie periode Olieketel: brandstofinput Aardgasketel: brandstofinput [liter] [kg] [GJ] [m 3 ] [Nm 3 ] [GJ] april mei juni juli augustus september oktober november december januari februari maart totaal

25 24 Bijlage 2: warmteproduktie van de verschillende gebruikte installaties Maand Warmteproduktie WKK-installatie Warmteproduktie Olieketel Warmteproduktie aardgasketel Warmteprodukti e Totaal [GJ] [GJ] [G] [GJ januari februari maart april mei juni juli augustus september oktober november december

26 25 Bijlage 3: CO 2 -emissiefactor en rendement elektriciteitspark De afleiding van de CO 2 -emissiefactor voor elektriciteit (624 g/kwh) en het rendement (44 %) wordt nader toegelicht. Volgens [1] zijn de aandelen brandstof in de elektriciteitsvoorziening in 2 als volgt: 15,9 % steenkool 26,4 % aardgas (voornamelijk STEG) De CO 2 -factor en het rendement van de elektriciteitsopwekking met kolen/aardgas is als volgt bepaald: Het rendement van een steenkoolcentrale bedraagt volgens [1] 36,5 %; dit leidt tot een CO 2 - emissiefactor van 962 g/kwh Bij aardgas wordt verondersteld dat in 2 het gemiddeld conversierendement 48 % bedraagt; wat leidt tot een CO 2 -emissie van de elektriciteitsproduktie met aardgas van 42 g/kwh Rekening houdend met de brandstofaandelen kolen/aardgas leidt dit tot de volgende factoren: rendement: (,159*36,5+,264*48)/(,159+,264) = 44 % CO 2 -factor: (,159*962+,264*42)/(,159+,264) = 624 g/kwh

27 26 Bijlage 4: Besparing energieverbruik t.o.v. referentiesituatie Maand Brandstofverbruik: huidige situatie Verbruik in referentiesituatie Besparing. WKK Olieketel Gasketel Openbare net Olieketel Gaskete l [GJ] [GJ] [GJ] [GJ] [GJ] [GJ] GJ [%] april ,3 mei ,4 juni ,9 juli aug ,2 sept ,8 okt ,4 nov ,4 dec ,6 jan ,9 feb ,3 ma ,7 Totaal ,6

28 27 Bijlage 5: CO 2 -reductie t.o.v. referentiesituatie Maand CO 2 -emissie: huidige situatie CO 2 -emissie in referentiesituatie Besparing. WKK Olieketel Gasketel Openbare net Olieketel Gaskete l [ton] [ton] [ton] [ton] [ton] [ton] [ton] [%] april ,1 mei ,6 juni ,1 juli aug ,9 sept ,9 okt ,2 nov ,5 dec ,6 jan ,8 feb ,2 ma ,9 Totaal ,6