Besparingskentallen warmte- en koudeopslag

Transcriptie

1 Besparingskentallen - en opslag Herziening factsheet - en opslag 2009 op basis van 74 systemen Opdrachtgever SenterNovem Postbus RE UTRECHT T F E [email protected] Contactpersoon: dhr. L. Bosselaar Adviseur IF Technology Velperweg 37 Postbus AP ARNHEM T F E [email protected] Contactpersonen: dhr. M.J.B. Koenders dhr. M.J.C. van Helden dhr. J.H. Kleinlugtenbelt 3/56280/MaK 30 november 2009

2 Samenvatting Het Protocol Monitoring Duurzame Energie van SenterNovem wordt herzien. Warmte- en opslag is één van de duurzame technieken die aan de orde komt. Er is een duidelijke groei in deze markt te zien. Zo bedroeg in 2000 het aantal systemen circa 200, in 2004 circa 500 en in 2008 circa Warmte- en opslag wordt in vele sectoren toegepast. De sectoren die onderscheiden worden zijn agrarisch, industrie, utiliteit en woningbouw. Als gekeken wordt naar de verplaatste waterhoeveelheden is de utiliteit veruit de grootste sector (75%), gevolgd door de industrie (14%), woningbouw (7%) en de agrarische sector (4%). Door het groeiende aantal - en opslagsystemen is het mogelijk om de kentallen per sector te berekenen. Er zijn vier kentallen bepaald, namelijk de kentallen voor CO 2 -emissiereductie, primaire energiebesparing, -onttrekking aan de bodem en -onttrekking aan de bodem. Voor snel en eenvoudig gebruik zijn alle kentallen berekend per m³ verplaatst grondwater. Voor de bepaling van de CO 2 -emissiereductie is de besparing van de pomp niet meegnomen omdat deze in het protocol wordt toegerekend aan het onderdeel pompen. De gevonden waarden bedragen 0,51 kg/m³ voor de agrarische sector, 0,11 kg/m³ voor de industriële sector, 0,51 kg/m³ voor de utiliteitssector en 0,12 kg/m³ voor de woningbouwsector. Voor de bepaling van de primaire energiebesparing is de besparing van de pomp eveneens niet meegnomen. De gevonden waarden bedragen 8,0 MJ/m³ voor de agrarische sector, 1,6 MJ/m³ voor de industriële sector, 8,1 MJ/m³ voor de utiliteitssector en 1,8 MJ/m³ voor de woningbouwsector. Tussen de sectoren zijn er grote verschillen in besparing te zien. De waarden in de agrarische sector en woningbouwsector liggen aanzienlijk lager. Dit kan vooral verklaard worden doordat de besparing als gevolg van levering niet wordt meegnomen. Warmte wordt geleverd in combinatie met pompen. De besparing als gevolg van levering wordt binnen het protocol meegenomen bij het onderdeel pompen. Voor de bepaling van de hoeveelheid onttrokken aan de bodem is alleen naar projecten gekeken zonder een pomp. De gevonden waarden bedragen 12,1 MJ/m³ voor de agrarische sector, 5,1 MJ/m³ voor de industriële sector en 23,7 MJ/m³ voor de utiliteitssector. Voor de woningbouwsector is geen waarde bepaald omdat hierin altijd pompen worden gebruikt. Voor de bepaling van de hoeveelheid onttrokken aan de bodem is naar alle projecten gekeken. De gevonden waarden bedragen 34,8 MJ/m³ voor de agrarische sector, 13,4 MJ/m³ voor de industriële sector, 17,0 MJ/m³ voor de utiliteitssector en 16,1 MJ/m³ voor de woningbouwsector. 3/56280/MaK 30 november

3 Het gemiddelde temperatuurverschil over het verplaatste grondwater is ten opzichte van 2006 gestegen van 4,3 C naar 4,6 C voor levering en van 3,8 C naar 4,1 C voor levering. Doordat het temperatuurverschil stijgt hoeft er minder grondwater verpompt te worden en kan het grondwatersysteem dus efficiënter werken. Een verklaring voor het stijgen van de temperatuurverschillen moet gezocht worden in bijvoorbeeld gewijzigd beheer, betere controle door vergunningverlenende instanties en klimatologische omstandigheden. 3/56280/MaK 30 november

4 Inhoudsopgave 1 Inleiding Meetdata van projecten Projectparameters Verdeling per gebruiksdoel Verdeling per systeemconcept Berekeningsmethodiek Kentallen Inputparameters Benutting van en Berekeningsresultaten Kentallen per gebruiksdoel Kentallen per systeemconcept Kentallen Richtlijn Hernieuwbare Energie Vergelijking kentallen 2006 met kentallen Voorstel factsheet - en opslag Gevoeligheidsanalyse Conclusies Aanbevelingen Bijlagen: 1 Factsheet - en opslag (2006) 2 Berekeningsmethodiek: 0. Algemene kentalformules 1. Referentie: levering (concept met wp) 2. Referentie: levering (concept met en zonder wp) 3. Referentie: levering (concept zonder wp) 4. Koude-/opslag: levering (concept met wp) 5. Koude-/opslag: levering (concept met en zonder wp) 6. Koude-/opslag: levering (concept zonder wp) 3/56280/MaK 30 november

5 1 Inleiding Het Protocol Monitoring Duurzame Energie van SenterNovem uit 2006 wordt geactualiseerd 1. Hierin wordt de methodiek voor het berekenen en registreren van de bijdrage van duurzame energiebronnen behandeld. Eén van de technieken die aan de orde komt is - en opslag. Omdat deze techniek steeds in ontwikkeling is en er steeds meer data beschikbaar komt, worden de kentallen voor - en opslag geactualiseerd. De factsheet - en opslag uit 2006 is in bijlage 1 opgenomen. Het doel van het onderzoek is om de bestaande set van kentallen voor - en opslag uit het Protocol Monitoring Duurzame Energie te actualiseren. Bij de voorgaande update (Besparingskentallen /opslag, Herziening factsheet - /opslag 2006) is een systematiek ontwikkeld om de kentallen op een eenvoudige en eenduidige wijze te bepalen. Eenzelfde systematiek is gebruikt om de nieuwe kentallen te bepalen. Op basis van nieuwe praktijkgegevens is gerekend conform de werkwijze zoals die in 2006 is neergelegd en zijn er nieuwe kentallen vastgesteld. Tevens zijn kentallen voor de aan de bodem ontrokken energiehoeveelheden opgenomen. In hoofdstuk 2 wordt de meetdata gepresenteerd. In hoofdstuk 3 wordt de berekeningsmethodiek uitgelegd en de resultaten van de berekeningen staan in hoofdstuk 4. In hoofdstuk 5 staat de gevoeligheidsanalyse. In hoofdstuk 6 staan de conclusies en in hoofdstuk 7 staan de aanbevelingen. 1 Publicatienummer 2DEN /56280/MaK 30 november

6 2 Meetdata van projecten Het uitgangspunt is dat meetgegevens van diverse energieopslagsystemen worden gebruikt om de kentallen te berekenen. De gegevens uit de voorgaande analyse zijn aangevuld door IF met gegevens uit de jaren 2006, 2007 en In 2007 waren er 863 vergunde systemen 2 en 575 gerealiseerde systemen 3. In 2008 waren er 1013 vergunde systemen 2. Naar schatting zijn er in gerealiseerde systemen. In totaal zijn 74 projecten in het onderzoek betrokken. Dit is circa 11% van alle gerealiseerde systemen in Nederland. Het aantal meetjaren bedraagt 395. Gemiddeld bedraagt het aantal meetjaren per project 5,3. In tabel 2.1 zijn per provincie het aantal projecten weergegeven. Tabel 2.1 Projecten per provincie provincie aantal projecten Groningen 3 Friesland 0 Drenthe 1 Flevoland 2 Overijssel 1 Gelderland 5 Utrecht 4 Noord-Holland 8 Zuid-Holland 31 Zeeland 1 Noord-Brabant 17 Limburg 1 totaal Projectparameters Per project zijn de volgende parameters vastgesteld: - naam project; - plaats project; - jaar van monitoring; - gebruiksdoel; - systeemconcept; - waterverplaatsing voor levering; - waterverplaatsing voor levering; - energieverplaatsing voor levering; - energieverplaatsing voor levering. 2 3 Bron: Provincies Bron: Duurzame Energie in Nederland 2008, CBS 3/56280/MaK 30 november

7 Als gebruiksdoel worden utiliteit, woningbouw, agrarisch en industrie onderscheiden. De volgende subgebruiksdoelen vallen hieronder: - utiliteit: kantoor, musea, theater, beurzen, scholen, universiteiten, ziekenhuizen, zorginstellingen, verpleeghuizen, bedrijventerrein; - woningbouw: huizen, flats en appartementen; - agrarisch: tuinbouw, glastuinbouw, champignonkwekers, varkenshouderijen; - industrie: proceskoeling. Wat betreft het gebruiksdoel woningbouw gaat het om grootschalige woningbouwprojecten. Kleine projecten met één of enkele woningen zijn niet meegenomen. Als systeemconcept worden levering met en levering zonder pomp onderscheiden. 2.2 Verdeling per gebruiksdoel Met behulp van gegevens van de provincie en het rapport Duurzame Energie in Nederland 2008 van het CBS kan per gebruiksdoel vastgesteld worden hoeveel projecten er zijn gerealiseerd. Deze gegevens zijn samen met het aantal gemonitoorde projecten en de verplaatste hoeveelheid grondwater weergegeven in tabel 2.2. Tabel 2.2 Gegevens per gebruiksdoel in 2008 parameter agrarisch industrie utiliteit woningbouw totaal aantal gerealiseerde proj. in NL aantal gemonitoorde proj. in NL % van gerealiseerde proj. in NL 10% 14% 11% 12% 11% aantal meetjaren verplaatst grondwater (m 3 ) % grondwater t.o.v. totaal 4% 14% 75% 7% 100% Per gebruiksdoel monitoort IF tussen de 10 en 14% van het totale aantal systemen per gebruiksdoel. De gegevens geven per gebruiksdoel een representatief beeld van alle gerealiseerde energieopslagsystemen in Nederland gedurende de periode 1994 t/m Bij de voorgaande rapportage is vermeld dat het aantal agrarische projecten fors zou toenemen. Het aantal projecten is toegenomen van 1 project naar 6 projecten. Het gaat voornamelijk om projecten in de glastuinbouw. De verwachting is dat dit aantal nog verder zal toenemen. In figuur 2.1 is het aandeel per gebruiksdoel inzichtelijk gemaakt. 4 5 Bepaald aan de hand van het geschatte totale aantal gerealiseerde projecten in Nederland in Werkelijk aantal gemonitoorde projecten door IF. 3/56280/MaK 30 november

8 Figuur 2.1 Aandeel per gebruiksdoel van onderzochte projecten 2.3 Verdeling per systeemconcept In tabel 2.3 is per systeemconcept het aantal projecten en de verplaatste hoeveelheid grondwater weergegeven. Tabel 2.3 Gegevens per systeemconcept parameter zonder pomp met pomp totaal aantal projecten aantal meetjaren verplaatst grondwater % grondwater tov totaal 71% 29% 100% Bovenstaande gegevens zijn gebaseerd op totale waterhoeveelheden gedurende de periode 1994 t/m Omdat het aantal pompprojecten toeneemt verschuift de verhouding projecten met en projecten zonder pomp. Om dit inzichtelijk te maken is de waterverplaatsing gedurende 1994 t/m 2008 grafisch weergegeven (figuur 2.2). 6 Werkelijk aantal gemonitoorde projecten door IF. 3/56280/MaK 30 november

9 Figuur 2.2 Verdeling waterhoeveelheid per systeemconcept van de onderzochte projecten Uit figuur 2.2 blijkt dat de eerste pompprojecten in 1998 hun intrede deden. Vanaf dat moment is de relatieve waterverplaatsing van projecten met een pomp alleen maar toegenomen. De verwachting is dat deze toenemende trend zich voortzet. Tevens is te zien dat de totale hoeveelheid verplaatste water vanaf 2006 per jaar afneemt. Dit komt doordat het temperatuurverschil over de systemen toeneemt waardoor het debiet afneemt (het gemiddelde temperatuurverschil is ten opzichte van de rapportage in 2006 gestegen van 4,3 C naar 4,7 C voor levering en van 3,8 C naar 4,1 C voor levering). Tevens is de energievraag van de systemen afgenomen in de afgelopen jaren. Dit kan komen door klimatologische omstandigheden of door een gewijzigd beheer. 3/56280/MaK 30 november

10 3 Berekeningsmethodiek In de voorgaande herziening van de kentallen is een nieuwe systematiek ontwikkeld waarmee de kentallen op een eenduidig wijze berekend worden op basis van werkelijke projectresultaten. De berekeningsmethodiek is niet veranderd. Waar mogelijk is gebruik gemaakt van de meest up-to-date kentallen. Voor het leesgemak wordt de hele berekeningsmethodiek behandeld in dit hoofdstuk. 3.1 Kentallen Er worden vier kentallen voor - en opslag onderscheiden, te weten de besparing van primaire energie, de CO 2 -emissiereductie en de hoeveelheid en die uit de bodem is gehaald. De besparing, reductie en onttrokken energiehoeveelheden worden berekend per m³ verplaatst grondwater. Dit is praktisch haalbaar omdat de provincies de werkelijk verplaatste hoeveelheid grondwater van alle vergunde systemen jaarlijks registreert. In het algemeen geldt: ε E kental kental ε netto ref = = [kg CO 2 /m³] E V V ε E = ε V E prim ref = [MJ/m³] V Q q = [MJ/ m³] V Q q = [MJ/ m³] V Waarin: ε kental = kental CO 2 -emissiereductie per m³ grondwater [kg CO 2 /m³] ε netto = vermeden CO 2 -emissie [kg CO 2 ] ε ref = CO 2 -emissie in de referentiesituatie [kg CO 2 ] ε = CO 2 -emissie van de -/opslag [kg CO 2 ] E kental = kental besparing primaire energie per m³ grondwater [MJ/m³] E prim = besparing op primaire energie [MJ] E ref = energieverbruik in de referentiesituatie [MJ] E = energieverbruik van de -/opslag [MJ] 3/56280/MaK 30 november

11 q = specifieke -onttrekking aan bodem [MJ/m³] q = specifieke -onttrekking aan bodem [MJ/m³] Q = aan de bodem ontrokken [MJ] Q = aan de bodem ontrokken [MJ] V = verplaatst grondwater [m³] V = verplaatst grondwater ten behoeve van levering [m³] V = verplaatst grondwater ten behoeve van levering [m³] De energiebesparing en CO 2 -emissiereductie worden gerealiseerd omdat in de winter uit de bodem nuttig kan worden ingezet, en in de zomer de. Er is dan geen CV-ketel nodig om een gebouw te verwarmen, en geen koelmachine om dit gebouw te koelen. Met andere woorden, de energiebesparing en de CO 2 -emmissiereductie worden berekend ten opzichte van een referentiesituatie. In dit onderzoek wordt hierbij uitgegaan van een gasgestookte ketel voor de levering, en een compressiekoelmachine voor de levering. Uitzondering hierop is de industrie. In de industrie wordt veel gebruik gemaakt van koeling met oppervlaktewater of natte koelers. In warme periodes wordt aanvullend gekoeld met compressiekoelmachines. Aangenomen is dat de helft van de koelvraag geleverd wordt door compressiekoelmachines. Belangrijk te vermelden is dat voor projecten met een pomp alleen de besparing door de levering wordt meegeteld. De besparing door de levering telt in de systematiek van het protocol mee bij het onderdeel pompen. Voor het kental specifieke -onttrekking worden alleen projecten zonder een pomp meegenomen. Voor het kental specifieke -onttrekking worden alle projecten meegenomen. De systeemconcepten voor de levering van en verschillen fundamenteel. Daarom wordt in dit rapport een onderscheid gemaakt tussen - en levering. Bij de levering is het van belang om een onderscheid te maken tussen systemen met-, en systemen zonder een pomp. Dit geeft een indeling zoals weergegeven in figuur 3.1. In bijlage 2 zijn alle berekeningen volledig weergegeven. concept met pomp (ketel) (ckm) (+wp) (direct) Figuur 3.1 referentie concept zonder pomp (ketel) (ckm) (-wp) (direct) Referentie* Indeling systeemconcepten * Bij de industrie wordt de helft van de vraag geleverd door compressiekoelmachines. Toelichting bij figuur 3.1: - ckm = compressie koelmachine - (+ wp) = levering door middel van een pomp - (- wp) = levering anders dan met een pomp 3/56280/MaK 30 november

12 3.2 Inputparameters De volgende inputparameters zijn nodig om de jaarlijkse energiebesparing en CO 2 - emissiereductie te kunnen berekenen: - verplaatste waterhoeveelheden; - verplaatste energiehoeveelheden; - gebruiksdoel; - systeemconcept. Daarnaast zijn er andere parameters nodig om de kentallen te kunnen bepalen. Deze parameters en hun waarden zijn weergegeven in tabel 3.1. Tabel 3.1 Berekeningsparameters parameter afkorting eenheid waarde emissiefactor CO 2 bij electriciteitsopwekking, geleverd bij gebruiker e elekco2 kg/kwh e 0,566 emissiefactor CO 2 bij gasverbranding e aardgco2 kg/m³ 1,791 COP compressiekoelmachine COP ckm - 4,0 gemiddelde opvoerhoogte bij maximaal debiet h kpa 400 totaal pomprendement η p - 53% rendement electriciteitsproductie, geleverd bij gebruiker η - 42% onderste verbrandingswaarde aardgas ovw MJ/m³ 31,65 deellastfactor α - 0,55 rendement verbrandingsketel op onderwaarde η k - 90% benuttingsfactoren β - 0,0-1,0 SPF pomp SPF wp - 3,66 Emissiefactor CO 2 bij electriciteitsopwekking e elekco2 Deze factor is gewijzigd ten opzichte van de rapportage uit De nieuwe waarde is afkomstig uit Cijfers en tabellen 2007 van SenterNovem en bedraagt 0,566 kg/kwh e. Emissiefactor CO 2 bij gasverbranding e aardgco2 Deze factor is gewijzigd ten opzichte van de rapportage uit De nieuwe waarde is afkomstig uit de emissieregistratie (zie en bedraagt 1,791 kg/m³. COP compressiekoelmachine COP ckm Deze factor is ongewijzigd ten opzichte van de rapportage uit Er wordt een waarde aangenomen van 4,0 (bron: NEN Energieprestatie van utiliteitsgebouwen Bepalingsmethode, december 2004). Dit is de COP onder normeringscondities en is aan de hoge kant voor praktijksituaties. Betrouwbare praktijkinformatie ontbreekt echter. Daarom wordt deze parameter in hoofdstuk 5 onderworpen aan een gevoeligheidsanalyse. In de conceptnorm NEN 7120 (mei 2009) wordt een waarde van 3 aangehouden. Aangezien het echter om een concept gaat en ook hier niet duidelijk is hoe deze waarde tot stand is gekomen is hier niet mee gerekend. Wel is met behulp van de gevoeligheidsanalyse makkelijk te bepalen wat het effect zou zijn. Gemiddelde opvoerhoogte h Deze factor is ongewijzigd ten opzichte van de rapportage uit De opvoerhoogte h is de druk die de bronpomp moet leveren om het statische en dynamische drukverlies in 3/56280/MaK 30 november

13 een -/opslaginstallatie te overbruggen. De gemiddelde opvoerhoogte bedraagt 400 kpa bij ontwerpdebiet. Totale pomprendement η p Deze factor is ongewijzigd ten opzichte van de rapportage uit Het totale pomprendement is bepaald aan de hand van gemiddelden van pomprendementen, rendementen van electramotoren en van frequentieregelaars. Het totale pomprendement bedraagt P net [kwe] P elek [kwe] P as [kwm] P pomp [kwm] Frequentie- regelaar η = 95% Elektra motor η = 75% Pomp η = 75% η p totaal = 53% 53%. In figuur 3.2 wordt dit verduidelijkt. Figuur 3.2 Berekening totaal pomprendement Rendement electriciteitsproductie, geleverd bij gebruiker η Deze factor wordt jaarlijks door het CBS bepaald. Het getal is overgenomen uit Duurzame energie in Nederland 2008 en bedraagt 42,0%. Onderste verbrandingswaarde aardgas ovw Deze factor is ongewijzigd ten opzichte van de rapportage uit De factor is afkomstig van het Protocol Monitoring Duurzame Energie Update 2006 en bedraagt 31,65 MJ/m³. Deellastfactor α Deze factor is ongewijzigd ten opzichte van de rapportage uit Koude- /opslagsystemen draaien vrijwel nooit 100% op vollast (= vol debiet), maar draaien een groot deel van de tijd op deellast. Omdat de leidingweerstand in een systeem kwadratisch toeneemt met het debiet, is het electriciteitsverbruik tijdens deellastbedrijf veel lager dan tijdens vollastbedrijf. De deellastfactor α is een correctiefactor voor dit verminderde electriciteitsverbruik. Bij een deellastfactor van 1 draait het systeem tijdens het in bedrijf zijn continue op vol debiet. Gemiddeld kan voor - en opslagsystemen een waarde van 0,55 worden gebruikt. 3/56280/MaK 30 november

14 Rendement verwarmingsketel η k Deze factor is ongewijzigd ten opzichte van de rapportage uit De factor is afkomstig van het Protocol Monitoring Duurzame Energie Update 2006 en bedraagt 90% op de onderwaarde. Benuttingsfactoren β Deze factoren zijn ongewijzigd ten opzichte van de rapportage uit De benuttingsfactoren hangen af van het gebruiksdoel en het type energielevering (zie paragraaf 3.3). Deze factor varieert tussen 0 en 100%. SPF pomp SPF wp Deze factor is afkomstig van het Protocol Monitoring Duurzame Energie Update De waarde is gebaseerd op standaard pompen met een vermogen groter dan 10 kw en bedraagt 3, Benutting van en De benutting van en uit de bodem is bepalend voor de omvang van de energiebesparing en de CO 2 -emissiereductie. Indien zowel de als de voor 100% worden benut is de energiebesparing ten opzichte van een gasgestookte ketel en een koelmachine maximaal. Vaak is deze situatie niet aanwezig, en wordt alleen de (of ) voor 100% benut. Het restproduct bij levering is en bij levering is dat. Deze restproducten worden ofwel ten dele benut, ofwel aangewend om te regenereren teneinde een energiebalans te bereiken. In het laatste geval is er zelfs sprake van een negatieve energiebesparing omdat de beschikbare of dan niet nuttig worden ingezet. Om een aanname te kunnen doen van de hoeveelheid energie die nuttig wordt ingezet, zijn op basis van ervaringen met de inzet van -/opslag per gebruiksdoel en per concept benuttingsfactoren vastgesteld. In tabel 3.2 zijn de ingeschatte benuttingsfactoren voor en weergegeven. Tabel 3.2 Benuttingsfactoren (β) - en levering concept energielevering agrarisch industrie utiliteit woningbouw met pomp levering 0,5-0,8 0,3 levering 1,0-1,0 1,0 zonder pomp levering 1,0 1,0 1,0 - levering 0,5 0,0 0,3 - Opgemerkt dient te worden dat bovenstaande benuttingsfactoren inschattingen zijn. Uit de praktijk blijkt namelijk dat deze factoren kunnen variëren per gebruiksdoel, per project en zelfs per jaar. Om de benuttingsfactoren voor een -/opslagsysteem exact vast te stellen zijn veel metingen nodig met gecompliceerde rekenslagen. Dit is zowel technisch als financieel onhaalbaar. Hieronder staat per gebruiksdoel een onderbouwing omschreven voor het berekenen van de benuttingsfactoren. Agrarisch Er is een grote verscheidenheid aan concepten. Zo wordt in de glastuinbouw gekoeld (fresiateelt, orchideeën, alstroemeria), verwarmd (tomatenteelt) of een combinatie van 3/56280/MaK 30 november

15 beide. In de veeteelt wordt zowel gekoeld als verwarmd (varkenshouderij). In de champignonteelt wordt met name gekoeld. De in deze studie onderzochte projecten zijn bijna allemaal uitgevoerd met een pomp. In deze studie wordt uitgegaan van 50 % benutting van de en 100% benutting van de indien een pomp aanwezig is. Indien er geen pomp aanwezig is wordt uitgegaan van een benutting van 100% van de en een benutting van 50% van de. Industrie In de industrie is veelal sprake van een overschot. Hierdoor is er vrijwel geen vraag. Wel is er behoefte aan proceskoeling. De uit de bodem kan daarom voor 100% nuttig worden ingezet. Projecten met pompen worden niet gerealiseerd (geen benuttingsfactor vastgesteld). Als wordt onttrokken aan de bodem wordt deze veelal ingezet om te regenereren. De benutting is dan dus 0%. Merk op dat de industrie een afwijkende referentie heeft. In de referentie wordt de helft van de vraag geleverd door vrije koeling en de helft wordt geleverd door compressiekoelmachines. Utiliteit Binnen de utiliteit kan de - en benutting sterk variëren. Zo zijn er ziekenhuizen waar alleen koeling voor de operatiekamers door de -/opslag wordt geleverd. Andere ziekenhuizen of kantoorgebouwen daarentegen benutten zowel de als de volledig. Op basis van ervaring wordt ervan uitgegaan dat 80% van de, en 100% van de nuttig wordt ingezet indien een pomp aanwezig. Zonder pomp is dit respectievelijk 100 en 30%. In het laatste geval wordt alleen een beperkt deel nuttig ingezet in de vorm van voorverwarming van de ventilatielucht. Woningbouw In de woningbouw is de vraag leidend. Bij -/opslag is altijd een pomp aanwezig, en hiermee wordt 100% van de nuttig ingezet. In de eerste woningbouwprojecten met -/opslag werd de niet of nauwelijks benut. Tegenwoordig worden woningen vaak wel voorzien van koeling. Omdat de vraag in een woning circa 30% is van de vraag, wordt een benuttingsfactor van 30% aangenomen. Indien een energiebalans in de bodem wordt nagestreefd, wordt de overige onttrokken om te regenereren, en derhalve niet nuttig ingezet. 3/56280/MaK 30 november

16 4 Berekeningsresultaten Van elk project zijn de gemeten waarden in de kental-formules van bijlage 2 gevoerd. Vervolgens zijn per gebruiksdoel (paragraaf 4.1) en per systeemconcept (paragraaf 4.2) de totale CO 2 -emissiereducties en verplaatste waterhoeveelheden voor zowel de als de opgeteld. 4.1 Kentallen per gebruiksdoel Er geldt voor het CO 2 -emmissiereductiekental ε (voorbeeld utiliteit met 320 meetjaren): netto, utiliteit 320 ε netto, levering 1 = levering netto, levering ε [kg/m³] V ε V levering Dit kental is berekend per m³ verplaatst grondwater. De CO 2 -emissie voor de andere gebruiksdoelen, de besparing op primaire energie, de specifieke -onttrekking en de specifieke -onttrekking worden op dezelfde wijze berekend. De levering door de pomp is buiten beschouwing gelaten omdat deze in het protocol wordt toegerekend aan het onderdeel pompen. In tabel 4.1 zijn de berekeningsresultaten weergegeven. Bij de bepaling van de specifieke -onttrekking en het bijbehorende temperatuurverschil zijn alle projecten meegenomen. Bij de bepaling van de specifieke -onttrekking en het bijbehorende temperatuurverschil zijn alleen projecten zonder pomp meegenomen. Merk op dat bij levering in de woningbouw geen specifieke -onttrekking en temperatuurverschil zijn berekend. Alle woningbouwprojecten maken gebruik van pompen. 3/56280/MaK 30 november

17 Tabel 4.1 Kentallen en temperatuursverschillen over het systeem per gebruiksdoel 7 kental agrarisch industrie utiliteit woningbouw Alle doelen CO 2-emissiereductie [kg/m³] 0,51 0,11 0,51 0,12 0,44 primaire energiebesparing [MJ/m³] 8,0 1,6 8,1 1,8 6,9 Koude Specifieke -onttrekking [MJ/m³] 34,8 13,4 17,0 16,1 17,1 Temperatuurverschil [ C] 8,3 3,2 4,1 3,9 4,1 Warmte Specifieke -onttrekking [MJ/m³] 12,1 5,1 23,7-19,6 Temperatuurverschil [ C] 2,9 1,2 5,7-4,7 Uit tabel 4.1 blijkt dat er grote verschillen bestaan per gebruiksdoel. Deze verschillen worden vooral veroorzaakt door verschillen in het temperatuurverschil over het energieopslagsysteem. Een beter ingeregeld systeem geeft een hoger temperatuursverschil, een lagere waterverplaatsing en daarmee een hoger kental. De verschillen worden ook veroorzaakt door het verschil in benuttingsfactoren. In de industrie wordt alleen gekoeld, terwijl in de agrarische sector ook wordt verwarmd. Daarom liggen de waarden voor de agrarische sector hoger. Bij woningen is de vraag veel kleiner dan bij utiliteit (en daarmee ook de benuttingsfactor voor ). Hierdoor liggen de waarden voor woningbouw lager dan de waarden voor utiliteit. De waarden voor woningbouw tenslotte liggen lager dan de waarden voor industrie omdat er industrie vooral gekoeld wordt. De besparingen bij koelen zijn groter dan de besparingen bij verwarmen vanwege de zeer hoge COP van vrije koeling (ca 45). Per gebruiksdoel is tussen de 10 en 14% van alle gerealiseerde projecten in Nederland meegenomen. Derhalve mogen de kentallen van deze gebruiksdoelen als representatief worden beschouwd. Gezien de grote verschillen per gebruiksdoel wordt aanbevolen om in het protocol 2009 wel een uitsplitsing te maken van kentallen per gebruiksdoel. 4.2 Kentallen per systeemconcept De kentallen per systeemconcept worden op dezelfde wijze berekend als de kentallen per gebruiksdoel. Ook hier is de levering door de pomp buiten beschouwing gelaten omdat deze in het protocol wordt toegerekend aan het onderdeel pompen. Dit betekent dat het kental voor de systemen met pompen alleen betrekking heeft op het verplaatste grondwater ten behoeve van koeling. In tabel 4.2 zijn de resultaten weergegeven. Tabel 4.2 Kentallen per systeemconcept 8 kental afkorting zonder pomp met warmtpomp alle concepten CO 2-emissiereductie [kg/m³] ε kental 0,44 0,40 0,44 primaire energiebesparing [MJ/m³] E kental 7,0 6,1 6,9 7 8 Exclusief de CO 2-emissiereductie en primaire energiebesparing ten gevolge van de levering door pompen. Deze reductie en besparing is in het protocol bij het onderdeel pompen ondergebracht. Exclusief de CO 2-emissiereductie en primaire energiebesparing ten gevolge van de levering door pompen. Deze reductie en besparing is in het protocol bij het onderdeel pompen ondergebracht. 3/56280/MaK 30 november

18 Uit tabel 4.2 blijkt dat de kentallen van de systemen zonder pomp hoger zijn dan de kentallen van de systemen met pomp. Dit komt omdat de levering van dominant is in de systeemconcepten zonder pomp. Op dit type levering kunnen de grootste besparingen worden behaald. 4.3 Kentallen Richtlijn Hernieuwbare Energie In het kader van Richtlijn Hernieuwbare Energie wijzigen een aantal uitgangspunten en de weer te geven kentallen. De belangrijkste punten zijn: - Er is alleen een kental besparing van primaire energie - De besparing van primaire energie moet worden uitgesplitst in en - Koeling wordt in woningen niet meegenomen - Er wordt geen onderscheid meer gemaakt tussen systeemconcepten en gebruiksdoelen. In overleg met SenterNovem zijn de verschillende toepassingen opgesteld. - De benuttingsfactor wordt niet meegenomen in het kental, maar wordt meegnomen in de formule waarmee de uiteindelijke primaire energiebesparing wordt uitgerekend. De aangepaste tabel is weergegeven in tabel 4.3. Energiebesparing bij levering wordt in de systematiek meegenomen bij het onderdeel pompen. Zodoende zijn de benutting (β) en het kental voor primaire energiebesparing (E kental ) nul. Tabel 4.3 Kentallen in het kader van Richrlijn Hernieuwbare Energie Toepassing Warmte Koude Opmerking T β E kental T β E kental ( C) (-) (MJ/m³) ( C) (-) (MJ/m³) Agrarisch met WP 7,4 0,0 0,0 8,8 0,0 0,0 Zonder koeling Agrarisch met WP 7,4 0,0 0,0 8,8 0,5 19,8 Met koeling Industrie zonder WP 1,2 0,0 0,0 3,2 1,0 3,5 Alleen koeling Utiliteit zonder WP 5,7 0,3 23,0 4,1 1,0 9,3 Utiliteit met WP 4,4 0,0 0,0 3,8 0,8 8,4 Woningbouw met WP 3,6 0,0 0,0 3,9 0,0 0,0 Altijd WP Toelichting bij tabel 4.3: - T = Temperatuurverschil grondwaterzijdig - β = Benuttingsfactor - E kental = Kental primaire energiebesparing De primaire energiebesparing wordt berekend met behulp van de volgende formules: E = Ekental V tot θ β E = Ekental V tot θ β Hierin is V tot het totaal verplaatste grondwatervolume per jaar, θ het percentage van het totaal verplaatste grondwatervolume dat gebruikt wordt voor levering en θ het percentage van het totaal verplaatste grondwatervolume dat gebruikt wordt voor 3/56280/MaK 30 november

19 levering. In deze studie is de verplaatste hoeveelheid grondwater ten behoeve van koeling is gelijk aan die van verwarming (θ = θ = 0,5). 4.4 Vergelijking kentallen 2006 met kentallen 2009 De kentallen zijn gewijzigd ten opzichte van de rapportage Besparingskentallen /opslag, Herziening factsheet -/opslag De oude kentallen en nieuwe kentallen voor CO 2 -emissiereductie en energiebesparing per sector zijn weergegeven in tabel 4.4. De gemiddelde temperatuurverschillen zijn ook weergegeven. Merk op dat voor levering alle projecten zijn meegenomen en voor levering alleen projecten zonder een pomp. Tabel 4.4 Vergelijking kentallen 2006 met kentallen 2009 kental agrarisch industrie utiliteit woningbouw alle doelen CO 2-emissiereductie [kg/m³] 0,52 0,51 0,27 0,11 0,51 0,51 0,25* 0,12 0,46 0,44 energiebesparing [MJ/m³] 8,3 8,0 3,9 1,6 7,7 8,1 3,6* 1,8 6,9 6,9 Temp. verschil [ C] 6,2 8,3 3,3 3,2 3,9 4,1 6,1 3,9 3,8 4,1 Temp. verschil [ C] 3,0 2,9 1,0 1,2 5,1 5, ,3 4,7 * In de rapportage van 2006 zijn verkeerde waarden vermeld bij woningbouw. De opgenomen waarden in de tabel zijn juist. Algemeen geldt dat een hoger temperatuurverschil hogere kentallen geeft. De reden hiervoor is dat met een toenemend temperatuurverschil het benodigd debiet afneemt. Voor agrarische toepassingen is een lichte daling in de kentallen te zien terwijl het temperatuurverschil voor is toegenomen. Dit is te verklaren doordat de benuttingsfactor voor is bijgesteld van 1,0 naar 0,5. Bij de industrie is een forse daling te zien. Dit is een gevolg van de gewijzigde referentie. Nu wordt in de referentie de helft van de vraag geleverd door een compressiekoelmachine. In 2006 werd in de referentie alle koeling geleverd door een compressiekoelmachine. Bij de utiliteit is een lichte stijging te zien als gevolg van een toename in temperatuurverschil. Bij woningbouw is een daling in kentallen te zien als gevolg van een kleiner temperatuurverschil. Overall zijn de gemiddelde temperatuurverschillen toegenomen. Dit zou moeten leiden tot hogere kentallen. Dit is echter niet het geval door de gewijzigde uitgangspunten in de agrarische sector en industrie. Mogelijke redenen voor de toegenomen temperatuurverschillen zijn: - meer aandacht voor het juist inregelen van de installatie en zodoende een optimalisatie van het energetisch rendement; - Meer aandacht bij de vergunningverlenende instanties voor energiebeheer, dat zich vertaalt in handhaving op energetisch balans en rendement; - Klimaatinvloeden (strenge winter, hete zomer) 3/56280/MaK 30 november

20 4.5 Voorstel factsheet - en opslag 2009 In tabel 4.5 is een voorstel gemaakt van het nieuwe factsheet. Hierin is tevens een voorbeeldberekeningen opgenomen. Tabel 4.5 Voorstel factsheet - en opslag 2009 Kentallen Toepassing Warmte Koude Opmerking T ( C) β (-) E kental (MJ/m³) T ( C) β (-) E kental (MJ/m³) Agrarisch met WP 7,4 0,0 0,0 8,8 0,0 0,0 Zonder koeling Agrarisch met WP 7,4 0,0 0,0 8,8 0,5 19,8 Met koeling Industrie zonder WP 1,2 0,0 0,0 3,2 1,0 3,5 Alleen koeling Utiliteit zonder WP 5,7 0,3 23,0 4,1 1,0 9,3 Utiliteit met WP 4,4 0,0 0,0 3,8 0,8 8,4 Woningbouw met WP 3,6 0,0 0,0 3,9 0,0 0,0 Altijd WP Formules Warmtelevering Duurzame energiebijdrage : E = E kental- * V tot * θ * β [MJ] Koudelevering Duurzame energiebijdrage : E = E kental- * V tot * θ * β [MJ] Voorbeeld: Utiliteit zonder een pomp Verplaatst grondwater V tot m³ Aandeel verplaats grondwater θ 0,5 t.b.v. verwarmen Aandeel verplaats grondwater θ 0,5 t.b.v. koeling Duurzame energiebijdrage E = 23 * * 0,5 * 0,3 345 GJ Duurzame energiebijdrage E = 9,3 * * 0,5 * 1,0 465 GJ Toelichting op het voorgestelde factsheet - en opslag Om de kentallen te bepalen zijn meetgegevens van 74 representatieve projecten verwerkt die gezamenlijk 395 meetjaren tellen. Dit komt overeen met circa 11% van het totaal aantal gerealiseerde projecten. Het betreft meetgegevens uit de jaren 1994 tot en met E kental is de besparing in primaire energie per m 3 waterverplaatsing, volgens de substitutiemethode. - Voor systemen met een pomp wordt de besparing berekend bij de pomp en telt die daarbij mee. Daarom is β = 0 in de tabel. - Bij de agrarische sector wordt soms ook gekoeld. Dit is een klein aandeel (fresiateelt en champignonkweek). De referentie is een compressiekoelmachine. Er is hiervoor een apart kengetal opgenomen. - Bij industrie zal gedeeltelijk een compressiekoelmachine vervangen worden, maar een deel van de tijd andere koeling (lucht of oppervlaktewater). Er is aangenomen dat de helft van de tijd een koelmachine wordt vervangen en dat bij de andere gebruik wordt gemaakt van vrije koeling. - Voor de woningbouw is een compressiekoelmachine nog niet standaard. Voor koeling is daarom niets opgenomen. 3/56280/MaK 30 november

21 - De verhouding in volumedebiet (θ) tussen koeling en verwarming ligt op Dus voor koeling telt het halve debiet zoals gerapporteerd bij de vergunning. θ is gelijk aan θ. 3/56280/MaK 30 november

22 5 Gevoeligheidsanalyse Van de invoerparameters uit tabel 3.1 zijn de benuttingsfactor β en de COP van de compressie-koelmachine het minst betrouwbaar. De benuttingsfactoren zijn immers inschattingen op basis van praktijkervaringen, en van de COP van de koelmachine zijn nauwelijks praktijkmetingen voorhanden. Voor de benuttingsfactoren worden alleen de factoren van de utiliteitsbouw geanalyseerd omdat dit gebruiksdoel bijna 80% van het verplaatst grondwater voor zijn rekening neemt. De invoerparameters beïnvloeden wel de kentallen voor CO 2 -emissiereductie en energiebesparing maar niet de specifieke onttrekking en specifieke -onttrekking. De variatie die wordt toegepast is 25% ten opzichte van de waarde die gebruikt is voor de berekeningen. Als referentie wordt een CO 2 -emissiereductie gehanteerd van 0,44 kg/m³ en een energiebesparing van 6,9 MJ/m³. Hierbij dient vermeld te worden dat een variatie van 25% niet altijd reëel is. Zo zal de afwijking van de benuttingsfactor voor levering zonder pomp (in dit onderzoek op 1,0 gesteld) minder zijn dan 25%. Afwijkingen van de kentallen worden als volgt gekwalificeerd: 0% afwijking = geen invloed 1-5% afwijking = beperkte invloed 5-10% afwijking = significante invloed 10-25% afwijking = grote invloed >25% afwijking = zeer grote invloed In tabel 5.1 zijn de resultaten van de gevoeligheidsanalyse weergegeven. Uit tabel 5.1 blijkt dat de benuttingsfactoren van de pompsystemen een beperkte invloed hebben. De benuttingsfactoren van systemen zonder pomp hebben daarentegen een significante tot grote invloed. De COP van de koelmachine tenslotte heeft de grootste invloed op de CO 2 -emissiereductie en energiebesparing. Bij gebrek aan betrouwbare praktijkgegevens wordt tot op heden uitgegaan van NEN 2916 (COP koelmachine = 4,0), welke binnenkort vervangen zal worden door NEN 7120 (COP koelmachine = 3,0). Indien met een COP van 3,0 gerekend zou worden, volgt uit de gevoeligheidsanalyse dat de kentallen voor CO 2 -emissiereductie en energiebesparing met ruim 25% toenemen. Daarom wordt aanbevolen om de kentallen in de toekomst te bepalen of basis van een zo nauwkeurig mogelijke COP van de koelmachine, die gebaseerd is op werkelijke meetgegevens. Hierin kan SenterNovem een rol spelen. 3/56280/MaK 30 november

23 Tabel 5.1 parameter Resultaten gevoeligheidsanalyse variatie kental CO 2 parameter [kg/m³] β (, met wp) -25% +25% 0,42 0,45 kental energiebesparing [MJ/m³] 6,6 7,2 invloed β (, met wp) -25% +25% 0,44-6,9 - β (, zonder wp) -25% +25% 0,36-5,7 - β (, zonder wp) -25% +25% 0,41 0,47 6,4 7,4 COP koelmachine -25% +25% 0,56 0,36 8,8 5,7 3/56280/MaK 30 november

24 6 Conclusies Kental CO 2 -emissiereductie = 0,44 kg/m³ De gemiddelde CO 2 -emissiereductie bedraagt 0,44 kg per m³ verplaatst grondwater. Per gebruiksdoel zijn de volgende waarden gevonden voor de gemiddelde CO 2 -emmissiereductie: - Agrarisch: 0,51 kg/m³ - Industrie: 0,11 kg/m³ - Utiliteit: 0,51 kg/m³ - Woningbouw: 0,12 kg/m³ Kental energiebesparing = 6,9 MJ/m³ De gemiddelde besparing van primaire energie bedraagt 6,9 MJ per m³ verplaatst grondwater. Per gebruiksdoel zijn de volgende waarden gevonden voor de energiebesparing: - Agrarisch: 8,0 MJ/m³ - Industrie: 1,6 MJ/m³ - Utiliteit: 8,1 MJ/m³ - Woningbouw: 1,8 MJ/m³ Kental specifieke -onttrekking = 17,1 MJ/m³ De gemiddelde specifieke -onttrekking bedraagt 17,1 MJ per m³ verplaatst grondwater. Per gebruiksdoel zijn de volgende waarden gevonden voor de specifieke onttrekking: - Agrarisch: 34,8 MJ/m³ - Industrie: 13,4 MJ/m³ - Utiliteit: 17,0 MJ/m³ - Woningbouw: 16,1 MJ/m³ Kental specifieke -onttrekking = 19,6 MJ/m³ De gemiddelde specifieke -onttrekking bedraagt 19,6 MJ per m³ verplaatst grondwater. Per gebruiksdoel zijn de volgende waarden gevonden voor de specifieke onttrekking: - Agrarisch: 12,1 MJ/m³ - Industrie: 5,1 MJ/m³ - Utiliteit: 23,7 MJ/m³ Temperatuursverschil over het systeem Ten opzichte van de rapportage uit 2006 is het gemiddelde temperatuurverschil voor levering over alle systemen gestegen van 4,3 C naar 4,7 C. Ten opzichte van de 3/56280/MaK 30 november

25 rapportage uit 2006 is het gemiddelde temperatuurverschil voor levering over alle systemen gestegen van 3,8 C naar 4,1 C. Door het grotere gemiddelde temperatuurverschil neemt de benodigde totale grondwaterverplaatsing af en stijgen de kentallen voor CO 2 -reductie en energiebesparing. De systemen werken dus efficiënter. Benodigde inputgegevens De inputgegevens die nodig zijn om de kentallen te bepalen zijn: - verplaatste waterhoeveelheid (- en levering); - verplaatste energiehoeveelheid (- en levering); - systeemconcept (wel of geen pomp aanwezig); - gebruiksdoel (utiliteit, woningbouw, agrarisch en industrie). Gevoeligheidsanalyse De COP van de compressie-koelmachine heeft een zeer grote invloed op de omvang van de besparing. Gerekend is met een COP van 4,0 uit NEN In de toekomstige norm (NEN 7120) zal de COP veranderen naar 3,0. Indien hiermee gerekend wordt, stijgen het kental voor CO 2 -emissiereductie en het kental voor energiebesparing met ruim 25%. 3/56280/MaK 30 november

26 7 Aanbevelingen Verfijn de inputparameters Net als in de voorgaande herziening van de kentallen dienen de kentallen van de referentievariant nauwkeuriger vastgesteld te worden. Met name de COP van de compressiekoelmachine zorgt voor veel onzekerheid in de te behalen besparingen. Deze parameter behoort - net als de inputgegevens van de -/opslag - berekend te worden op basis van praktijkgegevens. Dan is een correcte vergelijking mogelijk. Tot op heden zijn hiervoor nog geen goede gegevens beschikbaar. In de huidige norm (NEN 2916) wordt een COP van 4 aangehouden, welke aan de hoge kant lijkt. In de toekomstige norm (NEN 7120, mei 2009) wordt een COP van 3 aangehouden. In beide gevallen is echter onduidelijk hoe deze waarde tot stand is gekomen. SenterNovem zou een rol kunnen spelen in het bepalen van een COP die gebaseerd is op praktijksituaties. Onderverdeling utiliteit Gezien de grote hoeveelheid aan data in de utiliteit en de verschillen in systeemconcepten die worden toegepast, is het aan te bevelen deze in toekomstige updates verder onder te verdelen. Een onderverdeling die gemaakt kan worden is bijvoorbeeld kantoren, gezondheidszorg, onderwijs en overig. Onderzoek energie-efficiënte De praktijkresultaten blijven achter ten opzichte van de theoretisch haalbare resultaten. Door hier verder onderzoek naar uit te voeren kunnen systemen beter op de praktijk worden afgestemd waardoor de energie-efficiëntie verbeterd. Evalueer de kentallen regelmatig De markt van -/opslag is steeds in beweging. Er vindt er een grote groei plaats van -/opslag in de glastuinbouw en in de woningbouw. Technieken veranderen en beheerstrategieën worden steeds verder geoptimaliseerd. Hierdoor veranderen ook de kentallen. Evalueer daarom regelmatig de kentallen, bij voorkeur jaarlijks. 3/56280/MaK 30 november

27 Bijlage 1 Factsheet - en opslag (2006) 3/56280/MaK 30 november 2009

28 Factsheet - en opslag van het Protocol Monitoring Duurzame Energie (2006) 3/56280/MaK 30 november 2009

29 Bijlage 2 Berekeningsmethodiek 0. Algemene kentalformules 1. Referentie: levering (concept met wp) 2. Referentie: levering (concept met en zonder wp) 3. Referentie: levering (concept zonder wp) 4. Koude-/opslag: levering (concept met wp) 5. Koude-/opslag: levering (concept met en zonder wp) 6. Koude-/opslag: levering (concept zonder wp) 3/56280/MaK 30 november 2009

30 0. Algemene kentalformules Er geldt: E ε prim netto E E ref = [MJ/m³] (0.1) ε V ε ref = [kg CO 2 /m³] (0.2) V Waarin: E prim = besparing op primaire energie per m³ grondwater [MJ/m³] E ref = energieverbruik in de referentiesituatie [MJ] E = energieverbruik van de -/opslag [MJ] V = verplaatst grondwater [m³] ε netto = vermeden CO 2 -emissie per m³ grondwater [kg CO 2 /m³] ε ref = CO 2 -emissie in de referentiesituatie [kg CO 2 ] ε = CO 2 -emissie van de -/opslag [kg CO 2 ] Hiernavolgend wordt in detail de berekeningswijze van de - en levering weergegeven. Onderstaand figuur is bij iedere berekening toegevoegd. concept met pomp (ketel) (+wp) (ckm) (direct) referentie concept zonder pomp (ketel) (-wp) (ckm) (direct) referentie In bovenstaand voorbeeld wordt de levering in de referentiesituatie voor het concept met pomp uitgewerkt. 3/56280/MaK 30 november 2009

31 1. Referentie: levering (concept met wp) concept met pomp (ketel) (+wp) (ckm) (direct) referentie concept zonder pomp (ketel) (-wp) (ckm) (direct) referentie In het protocol wordt voor pompsystemen alleen de besparing van de levering meegeteld. De besparing door de levering wordt bij het onderdeel pompen gerekend. Derhalve is de CO 2 -emissiereductie en primaire energiebesparing in de referentiesituatie gelijk aan nul. 3/56280/MaK 30 november 2009

32 2. Referentie: levering (concept met en zonder wp) concept met pomp (ketel) (+wp) (ckm) (direct) referentie concept zonder pomp (ketel) (-wp) (ckm) (direct) referentie CO 2 -emissie De CO 2 -emissie van de levering in de referentiesituatie wordt als volgt berekend: E e = ckm elekco2 ε ref [ton] (2.1) Waarin: E ckm = electriciteitsverbruik van de compressiekoelmachine [kwh e ] e elekco2 = emissiefactor CO 2 bij electriciteitsopwekking [kg/kwh e ] Het electricteitsverbruik van de compressiekoelmachine bedraagt: E ckm Q = β [kwh e ] (2.2) COP ckm Waarin: β = benuttingsfactor voor de [-] Q = onttrokken hoeveelheid uit de bodem [MWh t ] COP ckm = COP van de compressiekoelmachine [-] Substitutie van (2.2) in (2.1) levert: ref = β Q eelekco2 ε [ton] (2.3) COP ckm Energieverbruik Het primaire energieverbruik van de levering in de referentiesituatie wordt als volgt berekend: E ref aardgas ovw = [GJ] (2.4) 3/56280/MaK 30 november 2009

33 Waarin: aardgas = verbruik aardgasequivalenten [m³] ovw = onderste verbrandingswaarde aardgas [MJ/m³] Het verbruik van aardgasequivalenten bedraagt: Eckm 3, 6 aardgas= ovw η [m³] (2.5) Waarin: E ckm = electriciteitsverbruik van de compressiekoelmachine [kwh e ] η = rendement electriciteitscentrale [-] Het electricteitsverbruik van de compressiekoelmachine bedraagt: E ckm Q = β [kwh e ] (2.6) COP ckm Waarin: β = benuttingsfactor voor de [-] Q = onttrokken hoeveelheid uit de bodem [MWh t ] COP ckm = COP van de compressiekoelmachine [-] Substitutie van (2.6) en (2.5) in (2.4) levert: E ref β Q 3, 6 = η COP ckm [GJ] (2.7) 3/56280/MaK 30 november 2009

34 3. Referentie: levering (concept zonder wp) concept met pomp (ketel) (+wp) (ckm) (direct) referentie concept zonder pomp (ketel) (-wp) (ckm) (direct) referentie CO 2 -emissie De CO 2 -emissie van de levering in de referentiesituatie voor het concept zonder pomp wordt als volgt berekend: ref aardgas e = aardgco2 ε [ton] (3.1) Waarin: aardgas = verbruik aardgasequivalenten e aardgco2 = emissiefactor CO 2 verbranden van aardgas [m³] [kg/m³] Het verbruik van aardgasequivalenten bedraagt: aardgas= β Q ovw η k [m³] (3.2) Waarin: β = benuttingsfactor voor de [-] Q = onttrokken hoeveelheid uit de bodem [MWh t ] ovw = onderste verbrandingswaarde aardgas [MJ/m³] η k = rendement van de ketel [-] Substitutie van (3.2) in (3.1) levert: ε ref β Q eaardgco2 3,6 = ovw η k [ton] (3.3) Energieverbruik Het primaire energieverbruik van de levering in de referentiesituatie voor het concept zonder pomp wordt als volgt berekend: E ref aardgas ovw = [GJ] (3.4) 3/56280/MaK 30 november 2009

35 Waarin: aardgas = verbruik aardgasequivalenten [m³] ovw = onderste verbrandingswaarde aardgas [MJ/m³] Het verbruik van aardgasequivalenten bedraagt: aardgas= β Q ovw η k [m³] (3.5) Waarin: β = benuttingsfactor voor de [-] Q = onttrokken hoeveelheid uit de bodem [MWh t ] ovw = onderste verbrandingswaarde aardgas [MJ/m³] η k = rendement van de ketel [-] Substitutie van (3.5) in (3.4) levert: E ref β Q 3, 6 η = [GJ] (3.6) k 3/56280/MaK 30 november 2009

36 4. Koude-/opslag: levering (concept met wp) concept met pomp (ketel) (ckm) (+wp) (direct) referentie concept zonder pomp (ketel) (ckm) (-wp) (direct) referentie In het protocol wordt voor pompsystemen alleen de besparing van de levering meegeteld. De besparing door de levering wordt bij het onderdeel pompen gerekend. Derhalve is de CO 2 -emissiereductie en primaire energiebesparing gelijk aan nul. 3/56280/MaK 30 november 2009

37 5. Koude-/opslag: levering (concept met en zonder wp) concept met pomp (ketel) (ckm) (+wp) (direct) referentie concept zonder pomp (ketel) (ckm) (-wp) (direct) referentie CO 2 -emissie De CO 2 -emissie van de levering van de -/opslag wordt als volgt berekend: E = e elek, elekco2 ε [ton] (5.1) Waarin: E elek, = electriciteitsverbruik van de [kwh e ] e elekco2 = emissiefactor CO 2 bij electriciteitsopwekking [kg/kwh e ] Het electricteitsverbruik van de -/opslag bedraagt: E elek h V α = η, [kwh e ] (5.2) p Waarin: h = gemiddelde opvoerhoogte bij maximaal debiet [kpa] V = verplaatste waterhoeveelheid [m³] α = deellastfactor [-] η p = totaal pomprendement [-] Substitutie van (5.2) in (5.1) levert: ε = h V α e elekco η p [kg] (5.3) Energieverbruik Het primaire energieverbruik van de levering van de -/opslag wordt als volgt berekend: E, aardgas ovw = [GJ] (5.4) 3/56280/MaK 30 november 2009

38 Waarin: aardgas= verbruik aardgasequivalenten [m³] ovw = onderste verbrandingswaarde aardgas [MJ/m³] Het verbruik van aardgasequivalenten bedraagt: aardgas= Eelek, 3, 6 ovw η [m³] (5.5) Waarin: E elek, = electriciteitsverbruik van de -/opslag [kwh e ] η = rendement electriciteitscentrale [-] Het electricteitsverbruik van de -/opslag bedraagt: E elek h V α = η, [kwh e ] (5.6) p Waarin: h = gemiddelde opvoerhoogte bij maximaal debiet [kpa] V = verplaatste waterhoeveelheid [m³] α = deellastfactor [-] η p = totaal pomprendement [-] Substitutie van (5.6) en (5.5) in (5.4) geeft het volgende resultaat: E h V α = η η p [GJ] (5.7) 3/56280/MaK 30 november 2009

39 6. Koude-/opslag: levering (concept zonder wp) concept met pomp (ketel) (ckm) (+wp) (direct) referentie concept zonder pomp (ketel) (ckm) (-wp) (direct) referentie CO 2 -emissie De CO 2 -emissie van de levering van de -/opslag voor het concept zonder pomp wordt als volgt berekend: E = e elek, elekco2 ε [ton] (6.1) Waarin: E elek, = electriciteitsverbruik van de [kwh e ] e elekco2 = emissiefactor CO 2 bij electriciteitsopwekking [kg/kwh e ] Het electricteitsverbruik van de -/opslag bedraagt: E elek h V α = η, [kwh e ] (6.2) p Waarin: h = gemiddelde opvoerhoogte bij maximaal debiet [kpa] V = verplaatste waterhoeveelheid tijdens levering [m³] α = deellastfactor [-] η p = totaal pomprendement [-] Substitutie van (6.2) in (6.1) levert: ε = h V α e elekco η p [ton] (6.3) Energieverbruik Het primaire energieverbruik van de levering van de -/opslag voor het concept zonder pomp wordt als volgt berekend: E, aardgas ovw = [GJ] (6.4) 3/56280/MaK 30 november 2009

40 Waarin: aardgas= verbruik aardgasequivalenten [m³] ovw = onderste verbrandingswaarde aardgas [MJ/m³] Het verbruik van aardgasequivalenten bedraagt: aardgas= Eelek, 3, 6 ovw η [m³] (6.5) Waarin: E elek, = electriciteitsverbruik van de -/opslag [kwh e ] η = rendement electriciteitscentrale [-] Het electricteitsverbruik van de -/opslag bedraagt: E elek h V α = η, [kwh e ] (6.6) p Waarin: h = gemiddelde opvoerhoogte bij maximaal debiet [kpa] V = verplaatste waterhoeveelheid tijdens levering [m³] α = deellastfactor [-] η p = totaal pomprendement [-] Substitutie van (6.6) en (6.5) in (6.4) geeft het volgende resultaat: E h V α = η η p [GJ] (6.7) 3/56280/MaK 30 november 2009