Robbe Salenbien Domeinverantwoordelijke thermische energiesystemen EnergyVille
Energienetten
Inhoudstafel 1. Context De actuele energieproblematiek Een veranderend energienetwerk 2. Het belang van warmte(netten) Thermische netwerken Optimale topologie voor netwerken 3. Koppeling tussen energienetwerken Conversie Opslag van energie
De actuele energieproblematiek 1. Ecologische aspecten Klimaatprobleem: Temperatuurstijging van 2 C tegen 2100 Slechte luchtkwaliteit in steden 2. Geografische aspecten Bevoorradingszekerheid: energieafhankelijkheid België = 74% (cf. Denemarken) 3. Economische aspecten Energiedeficit van 4,5% van het BBP 17 miljard euro per jaar!!
De actuele energieproblematiek Richtlijnen en doelstellingen - Europese Unie 2020 (beslist 2007) 2030 (beslist 2014-2015) 2050 Broeikasgasreductie Hernieuwbare energie -20% (bindend) -40% (bindend maar nog niet verdeeld) +20% (bindend) +27% (bindend maar nog niet verdeeld) -80% à -95% (streefcijfer)? Energie-efficiëntie +20% (bindend) +27% (vrijblijvend)? Richtlijnen en doelstellingen - België (inspanningen 2020): 13% van de energie uit hernieuwbare energiebronnen halen (2013 7,4%) 15% minder uitstoot van broeikasgassen (t.o.v. 1990)
Een veranderend energielandschap Productie - Consument Centraal Prosumenten Verspreid
Een veranderend energielandschap Een geïntegreerde aanpak van het volledige systeem is noodzakelijk Elektrisch netwerk Thermisch netwerk
Een veranderend energielandschap Een geïntegreerde aanpak van het volledige systeem is noodzakelijk Energie conversie
Een veranderend energielandschap Een geïntegreerde aanpak van het volledige systeem is noodzakelijk Energie conversie Elektrische opslag Thermische opslag
Het belang van warmte
Het belang van warmte 3.500 kwh elektriciteit = 1,4 ton CO 2 23.260 kwh gas = 5,5 ton CO 2 Bovendien kost 1 ton CO 2 besparing via warmte 6 tot 14x minder dan via elektriciteit! (bron: ODE)
Thermische netten 3 elementen: Warmtebron Warmtedistributie Warmteafnemer
Thermische netten Warmtebronnen: Afvalverbrandingsinstallaties Warmtekrachtkoppelingen (vnl. glastuinbouw)
Thermische netten Warmtebronnen: Biomassavergisters Rioolwaterzuiveringsinstallaties
Thermische netten Warmtebronnen: diepe geothermie (Kempen) Balmatt-site (VITO)
Thermische netten Warmteafnemers
Thermische netten Warmteafnemers
Thermische netten Het distributiesysteem: Ecologisch: Energie- en CO 2 -besparing, luchtkwaliteit, hernieuwbare bronnen, Veiligheid Geo-politiek: Lokaal, energieonafhankelijkheid, Sociaal-economisch: Werkgelegenheid, economics of scale
Thermische netten Eén van de grote nadelen: hoge investeringskosten Een intelligente, geïntegreerde aanpak is noodzakelijk - optimale topologie - koppeling met andere energiedragers - flexibiliteit d.m.v. energieopslag en -conversie
Richting een optimale topologie 1. Geografie en stadsstructuur
Richting een optimale topologie Geografie en stadsstructuur
Richting een optimale topologie Clustering en node-beperking
80 100 125 150 200 250 300 350 Costs [ /m] Het optimale energienetwerk Optimaal? Economisch, ecologisch, 1.500 1.000 500 0 Company 1 Company 2 Literature Diameter [mm] Layout Aanvoer temperatuur Retour temperatuur
Illustratie: route en dimensionering
Een optimaal energienetwerk
Een optimaal energienetwerk: praktijkvoorbeeld Geïnstalleerd netwerk Geoptimaliseerd netwerk Tot 30% reductie op kapitale kosten!
Koppeling tussen energienetwerken Illustratie 1: conversie + Producent (WKK) x Consument (Elektriciteit en warmte)
Koppeling tussen energienetwerken Illustratie 1: conversie met hoge kost + Producent (WKK) x Consument (Elektriciteit en warmte) ------ Elektriciteits netwerk ------ Thermisch netwerk ------ Conversie toestel (elektriciteit naar warmte)
Koppeling tussen energienetwerken Illustratie 1: conversie zeer goedkoop + Producent (WKK) x Consument (Elektriciteit en warmte) ------ Elektriciteits netwerk ------ Thermisch netwerk ------ Conversie toestel (elektriciteit naar warmte)
Koppeling tussen energienetwerken Illustratie 1: conversie met gemiddelde kost + Producent (WKK) x Consument (Elektriciteit en warmte) ------ Elektriciteits netwerk ------ Thermisch netwerk ------ Conversie toestel (elektriciteit naar warmte)
Koppeling tussen energienetwerken Toegepast op een grootschalig thermisch netwerk ------ Primair netwerk (high pressure, high temperature) ------ Secundair netwerk (low pressure, low temperature) ------ Substations
Koppeling tussen energienetwerken Illustratie 2: energie opslag + Producent x Consument S Opslag eenheid
Koppeling tussen energienetwerken llustratie 2: conversie en opslag mogelijkheden Consumptie prosumers Productie prosumers Prosumer 1 Prosumer 2
Koppeling tussen energienetwerken llustratie 2: conversie en opslag mogelijkheden Opslag 1 Opslag 2 Consumptie prosumers Productie prosumers Opslag 1 Opslag 2
Koppeling tussen energienetwerken 1. llustratie 2: conversie en opslag mogelijkheden Consumptie prosumers Productie prosumers Productie centrale Productie Opslag 1 Opslag 2
Conclusie 1. Het belang van een goede topologie Impact op kosten Situatie-afhankelijk 2. Het belang van een geïntegreerde aanpak Interactie via conversie Flexibiliteit via opslag Effecten op de topologie Impact op de kosten
Vragen? www.energyville.be Dr. Robbe Salenbien Researcher Energy Technology EnergyVille Thor Park, Poort Genk 8310, 3600 VITO NV Boeretang 200 2400 Mol Tel. +32 14 33 58 16 robbe.salenbien@energyville.be EFRO Project 936 (onder voorbehoud van goedkeuring)