ECN-RX--05-116 MICRO-WARMTEKRACHT: Hoe magisch is de Toverketel? G.J. Ruijg. ECN colloquium 2 mei 2005



Vergelijkbare documenten
OPTIMALE INZET VAN MICRO-WK SPANNINGSVELD TUSSEN ECONOMIE EN ECOLOGIE

WARMTE-KRACHTKOPPELINGEN (WKK) - Stand van zaken. Koos Kerstholt Tobias Platenburg

De HR-ketel die óók elektriciteit opwekt. De persoonlijke energiecentrale voor warmte, warm water én elektriciteit in huis.

All-electric voorbij, op weg naar 0 CO 2

ENATEC micro-cogen cogen B.V.

Grootschalige introductie van micro wkk systemen. Harm Jeeninga ECN Beleidsstudies

RENTABILITEIT VAN MICRO WARMTEKRACHTSYSTEMEN

Notitie Duurzame energie per kern in de gemeente Utrechtse Heuvelrug

All-electric, al achterhaald voordat we begonnen zijn?

Warmtekrachtkoppeling Wat, waarom en wanneer? Tine Stevens COGEN Vlaanderen Studiedag Slimme netten en WKK 29 februari 2012

COGEN Vlaanderen vzw. Doelstelling: actief meewerken aan de ontwikkeling van kwaliteitsvolle WKK Expertisecentrum Expertiseverstrekking naar leden

Biogas is veelzijdig. Vergelijking van de opties Vergelijking opties voor benutting van biogas

Ing. Marco J. Bijkerk, Manager innovative technologies Business development Remeha NWE

Warm tapwater in de toekomst

In het hol van de leeuw?

SOLIDpower. Presentatie ISSO New Business event J.W. Tolkamp 5 november 2015

Brandstofcel in Woning- en Utiliteitsbouw

Kansen hybride luchtwater - warmtepompen bestaande bouw

Viessmann Belgium BVBA. Vitovalor 300-P. Laurent Vercruysse. Viessmann Group. Vitovalor 300-P. Viessmann Group 20/04/2017 2

MWKK met gasturbine. Zwembadverwarming + elektriciteit met MWKK Coiffeusewaswater + elektriciteit met MWKK

25/03/2013. Overzicht

ANRE DEMONSTRATIEPROJECT WKK IN TANKREINIGINGSINSTALLATIE HOYER, ANTWERPEN. Eindrapport. Wim Luyckx en Johan Van Bael

RENTABILITEITSANALYSE VAN MICRO- WARMTEKRACHTSYSTEMEN: INVLOED VAN OPSLAG EN REGELING

De snelste route naar aardgasvrije wijken

Economie van de ombouw van boilers en WKK s. Inhoud. Waarom ombouw bestaande WKK s naar bio-energie? Ir. A. Hoogendoorn Senior Consultant

Duurzame energie Fryslân Quickscan 2020 & 2025

buffer warmte CO 2 Aardgas / hout WK-installatie, gasketel of houtketel brandstof Elektriciteitslevering aan net

Onrendabele top berekeningen voor bestaande WKK J.S. Hers W. Wetzels A.J. Seebregts A.J. van der Welle

DE RYCK Klima. 1 kw primaire energie 2,25 kw warmte. ŋ verlies op motor 10% netto vermogen op WP 34% geeft warmte afvoer verwarmingscircuit

WKK (warmte delen) een praktijkvoorbeeld met cijfers

WARMTEKRACHTKOPPELING (WKK) INFOBROCHURE

Gas als zonnebrandstof. Verkenning rol gas als energiedrager voor hernieuwbare energie na 2030

Overzicht. Inleiding Micro-WKK in woningen Technologieën Aandachtspunten Toekomstperspectieven Conclusies

Hybride warmtepompen Wat, wanneer en hoe?

ANRE-DEMONSTRATIEPROJECT: WKK BIJ ANODISERINGSBEDRIJF ANALU, MACHELEN

Opening Wie is Gijsbers V&K Kostenberekening Subsidie Vragen?

WKK een rendabele investering? ATIC 17/6/2015

Hoe verbruikt ú minder gas?

Vermijden van verliezen bij het gebruik van industriële restwarmte

Rol van WKK in een toekomstige Nederlandse energievoorziening:

Betrokken partijen. Potentieelstudie lucht/water warmtepomp in de bestaande bouw. Robert Harmsen. NPW Congres, 12 februari 2009.

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

echt Nul op de meter HRsolar : Robbert van Diemen Techneco : Niels van Alphen

Remeha HRe -ketel. Uw persoonlijke energiecentrale voor warmte, warm water én elektriciteit in huis. Nu standaard met isense.

ANRE-DEMONSTRATIEPROJECT BIJ BEUKELEERS, DUFFEL

Mogelijke oplossingen voor het energieprobleem

Hybride warmtepompen. Wat, wanneer en hoe? Simon Tuitel, Product Manager Warmtepompen, Controls & connectivity

De Warmtewet, gaan we nu echt voor besparing en verduurzaming of hebben we een bureaucratisch monster?

Restwarmtebenutting in de vleesverwerkende industrie. Case. A.(Fons)M.G. Pennartz Ir. Manager team Energie KWA Bedrijfsadviseurs B.V.

Praktijknetwerk Stal vol Energie 23 maart Jan Onne Bosman

Feiten en Cijfers Energie Gemeente Berg en Dal

Duurzame warmte in de SDE+

Hands on energiescan sportverenigingen. Energiek vooruit 18 september 2014

Thema-avond Warmte. 28 februari 2018

Workshop micro-wkk (< 50kWe) Van installatie tot goed gebruik

Effecten energiebelastingschuif op de CO 2 -emissie in de dienstensector Marijke Menkveld, ECN part of TNO 1 juni 2018

Verwarmen en koelen met de zon

13 feb 2013 Dag van de biomassa uit het landschap

Bio-WKK en WKK in de glastuinbouw: meer met minder

Opwekking duurzame energie en terugverdientijden. Niek Tramper

Inleiding Basisbegrippen Energie Materialen Vormgeving Bruikbaarheid Binnenklimaat Kosten

Analyse energieverbruik

Energie- en CO 2 -besparingspotentieel van micro-wkk in Nederland ( ) UPDATE 2008

Praktijkervaringen met WKK Boris Fornoville, Stad Antwerpen

Warmtepompen. Wie, wat, hoe, waar, waarom?

Prioriteiten 2011 / 2012

DE REKENING VOORBIJ ons energieverbruik voor 85 % onzichtbaar

21 mei 2015 warmtenetten bestaande bouw

Edwin Waelput Tempas Bouwmanagement bv Breda DuurSaam cooperatie ua

Duurzaam Sportcomplex De Tukkers Albergen

Warmtekrachtkoppeling. Waarom Vaillant? Om eenvoudigweg dubbel gebruik te maken van energie. ecopower

Integrale energiestrategie UU. Fréderique Houben, Universiteit Utrecht

Condenserende Ketels. Energiezuinig : niet enkel tegen de sterk gestegen energieprijzen... Laurent Vercruysse Viessmann Belgium

Europese primeur! WKK-installatie AGFA

Smart grid Wkk in de glastuinbouw als ondersteuning Slimme netten en Wkk 29/02/2012 Herman Marien

Aantal warmtekrachtcertificaten verkocht aan minimumsteun

De Energie Revolutie. Proof, not promises. Maximale CO2 reductie. Maximaal Rendement

Gelijkwaardigheidsberekening warmtenet Delft

De Visie: Elektriciteit en warmte uit houtpellets

Commissie Benchmarking Vlaanderen

Toelichting 05: WKK-Potentieelstudie en toepasbaarheid warmte- en koudenetten

DE BEREKENING VAN DE GROENESTROOMCERTIFICATEN

Brandstofcel en elektrisch vervoer: een slimme combinatie!

Duurzame Warmte voor Iedereen

met lage temperatuur warmtebron Kennisgroep lage temperatuur warmtenetten

Stand van zaken Stadswarmte in Utrecht

Workshop 11, dagdeel 1 De energiepuzzel: doel, producten en risico s

Samen maken we Nederland aardgasvrij

ENERGIE MET RESPECT VOOR DE TOEKOMST

Energiebesparing systeemgrenzen en referentie systeem ir. Martin F.G. van der Jagt dec 2013 Apeldoorn. Inleiding

Energievoorziening & Rekenen

Net voor de toekomst. Frans Rooijers directeur CE Delft

Energiebesparende warm tapwater conceptenin. collectieve installaties. Erwin Janssen Product Manager Nathan

ROL VAN INSTALLATIETECHNIEKEN EN IMPACT OP UW ONTWERP. Dirk Saelens. Afdeling Bouwfysica, Departement Burgerlijke Bouwkunde, K.U.

Toros Vision. Kennismaken. De nieuwe generatie combi-warmtepomp. Oktober 2015 Energie Den Bosch

Notitie Betreft Power2Nijmegen Inleiding figuur 1: overzicht ecodorp Vraagstelling

Naar een hoogefficiënte en duurzame toekomstige energie-voorziening

ANRE-DEMONSTRATIEPROJECT ROOKGASWASSING UITLAATGASSEN WKK BIJ TUINBOUWBEDRIJF SCHEERS, KONTICH

Geniet van de DHP-AQ, de stilste en energiezuinigste lucht/water-warmtepomp ooit

WKK in Het Nieuwe Telen. Een analyse van de rentabiliteit

Transcriptie:

ECN-RX--05-116 MICRO-WARMTEKRACHT: Hoe magisch is de Toverketel? G.J. Ruijg ECN colloquium 2 mei 2005 MEI 2005

Micro-Warmtekracht: Hoe magisch is de Toverketel? ECN colloquium 2 mei 2005 Gerrit Jan Ruijg Colloquium micro-warmtekracht Wat is micro-wk? Waarom micro-wk? Welke typen micro-wk zijn er? Hoeveel energie bespaart micro-wk? Hoe zit het met de economie? 2

Wat is micro-warmtekracht? Gecombineerde opwekking van warmte en elektriciteit Op de schaal van 1 huishouden Elektrisch vermogen tot 5 kwe Waarom micro-warmtekracht? Energiebesparing: doordat warmte die vrijkomt bij elektriciteitsopwekking benut wordt. 3 Huidige situatie: gescheiden opwekking Omgeving Elektriciteits net Energiesysteem Energievraag Elektriciteit Aardgas net (HR)-ketel Tapwater CV 4

Situatie Micro-WK: gecombineerde opwekking Omgeving Energiesysteem Energievraag Elektriciteits net Teruglevering/ Inkoop E Dekking eigen gebruik Elektriciteit Aardgas net Micro-WK W Tapwater CV 5 Typen Micro-WK systemen η el η th η tot W/K ratio Stirling 10-15% 80-95% 95-107% 9 Gasmotoren 20-25% 65-75% 90-100% 3 PEMFC ~30% ~60% ~90% 2 SOFC ~40% ~45% ~85% 1 6

Stirling Status: Enatec: Microgen (British Gas) Whispertech (NZ): 1.0 kw e vrije zuiger. Veldtesten 1.1 kw e vrije zuiger. lab tests 1.2 kw e kinematisch. Gasunie veldtest : 50 eenheden 7 Gasmotor 8 Status: Senertec: 5.5 kw e 12.5 kw th 100 in NL Ecopower: 4.7 kw e 12.5 kw th modulerend. Honda: 1 kw e beperkt beschikbaar in Japan

Polymere brandstofcel: PEMFC Status: Vaillant (+Plugpower, Ballard): 4.7 kw e Toshiba, Mitsubishi: 31 veldtesten, o.a. Gasunie 100 tal veldtesten in Japan 9 Vast oxide brandstofcel: SOFC Status: Sulzer-Hexis: 1 kw e 25/85% ± 100 veldtesten, o.a. ECN/Remu 10

Energiebesparingspotentieel voorbeeld PEMFC 25 MWh 15 MWh η e = 30% η th = 60% η th = 100% 7500 kwh e 15000 kwh th 15000 kwh th = 1700 m 3 18 MWh η e = 42% 7500 kwh e 11 Besparing 25 = 1 = 24% 18 + 15 Energiebesparingspotentieel elektrisch rendement (%) 100 80 60 referentierendement 40 20 besparing 40 % 30% 20% 10% 0% ontsparing Theoretisch maximum SOFC PEMFC Gasmotor Stirling CV-ketel 12 0 0 20 40 60 80 100 warmte rendement (%)

Energiebesparingspotentieel, hoger referentierendement 25 MWh η e = 30% η th = 60% 7500 kwh e 15000 kwh th 15 MWh η th = 100% 15000 kwh th = 1700 m 3 14 MWh η e = 54% 7500 kwh e 13 Besparing 25 = 1 = 13% 14 + 15 Energiebesparingspotentieel, hoger referentierendement elektrisch rendement (%) 100 80 besparing 40 % 30% theoretisch maximum Nieuwe centrale parkrendement 60 40 20% 10% 0% SOFC PEMFC Gasmotor 20 ontsparing Stirling CV-ketel 14 0 0 20 40 60 80 100 warmte rendement (%)

Energiebesparingspotentiëlen Besparing Besparing Referentierendement 42% 54% Stirling 12% 8% Gasmotor 22% 13% PEMFC 24% 13% SOFC 29% 16% 15 Dimensionering micro-wk systeem Rijwoning, 1800 m3/j, 3200 kwh/j Thermisch vermogen [kw th ] 18 16 14 12 10 8 6 4 2 16 kw th, geen warmtebuffer 10 kw th, 100 à 200 l warmtebuffer 5 kw th, warmtebuffer > 2000 l 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Uren/jaar 16

Elektriciteit vraag en productie 70 Rijwoning, 1800 m3/j, 3200 kwh/j 10 kwh th systeem met 100-200 ltr. buffer 60 50 5kW e PEMFC [kwh/dag] 40 30 20 10 0 17 Elektriciteitsvraag 1kW e Stirling j f m a m j j a s o n d [maand] Effect toenemende elektriciteitvraag 70 Rijwoning, 1800 m3/j, 3200 kwh/j 10 kwh th systeem met 100-200 ltr. buffer 60 50 5kW e PEMFC [kwh/dag] 40 30 20 10 0 18 Elektriciteitsvraag 1kW e Stirling j f m a m j j a s o n d [maand]

Effect afnemende warmtevraag 70 Rijwoning, 1800 m3/j, 3200 kwh/j 10 kwh th systeem met 100-200 ltr. buffer 60 50 5kW e PEMFC [kwh/dag] 40 30 20 10 0 19 Elektriciteitsvraag 1kW e Stirling j f m a m j j a s o n d [maand] Dimensionering 10 kw th systemen met 100 à 200 liter water als warmtebuffer kunnen de volledige warmtevraag dekken 10 kw th Stirling systemen hoeven niet veel terug te leveren 10 kw th systemen met hoog elektrisch rendement zullen veel aan het net moeten terugleveren 20

Economie Uitgaande van particuliere exploitatie Hoeveel kost een kwh elektriciteit uit micro- Warmtekracht? Wat is die kwh waard (vermeden inkoop en teruggeleverd)? Hoeveel bespaar je per jaar op je energierekening? Welke investering kan ik daarmee financieren? Hoe hoog moet de terugleverprijs zijn? 21 Marginale kostprijs elektriciteit Gasprijs 51 ct/m 3 = 5.8 ct/kwh NG. 3.3 kwh NG = 19.4 ct/kwh e 2 kwh NG = 11.6 ct/kwh e Kostprijs elektriciteit PEMFC: 19.4-11.6 = 7.7 ct/kwh e η e = 30% η th = 60% η th = 100% 1kWh e 2kWh th 2kWh th 22

Marginale kostprijzen elektriciteit uit micro-warmtekracht Aardgaskosten Waarde warmte MKP ct/kwh e ct/kwh e ct/kwh e Stirling 58.1 52.3 5.8 Gasmotoren 29.0 21.8 7.3 PEMFC 19.4 11.6 7.7 SOFC 14.5 6.5 8.0 MKP = marginale kostprijs elektriciteit 23 Waarde geproduceerde elektriciteit Bij vermeden inkoop Vermeden inkoop: 18.3 ct/kwh e Prijs elektriciteit - MKP = 10.3-12.5 ct/kwh e 24

Waarde geproduceerde elektriciteit Bij teruglevering Terugleververgoeding MKP = 0- -5 ct/kwh 25 /MWh Basislast Plateau Dal Alle jaren 37.84 47.15 19.24 1999 26.69 31.06 17.97 2000 48.31 59.69 25.53 2001 33.46 41.50 17.39 2002 29.99 38.53 12.91 2003 46.47 60.68 18.05 2004 31.58 37.55 19.63 www.apx.nl Termijnmarkt 26 Fri, 29 Apr 2005 17:09 /MWh Base Load Peak Load Product Price Price jun-05 42.99 52.71 jul-05 42.72 54.46 aug-05 42.88 54.19 sep-05 48.81 60.70 Oct-05 48.52 63.08 nov-05 50.03 64.35 Gemiddeld 45.99 58.25 Q3-05 44.82 56.90 Q4-05 48.55 63.96 Q1-06 49.36 65.40 Q2-06 42.38 57.13 Q3-06 43.09 58.08 Q4-06 47.41 65.09 Gemiddeld 45.94 61.09 Cal-06 45.38 61.75 Cal-07 43.04 57.58 Cal-08 42.37 56.03 Gemiddeld 43.60 58.45 BOM sep-04 35.09 48.12 www.endex.nl

Spotmarktprijzen versus Marginale kostprijzen Spot en termijnmarkten: 3 tot 6 ct/kwh Marginale kostprijs: 6 tot 8 ct/kwh Vermijden teruglevering pleit voor kleinere systemen (1 kwe), uitsluitend voor eigen elektriciteitsgebruik Energiebesparing en CO 2 reductie halveren. 27 Energiebesparingspotentieel bij gedeeltelijke warmtedekking m-wk elektrisch rendement (%) 100 80 besparing 40 % 30% theoretisch maximum Nieuwe centrale 60 referentierendement 40 20% 10% 0% PEMFC 20 ontsparing CV-ketel 0 0 20 40 60 80 100 warmte rendement (%) 28

Besparing energierekening Bovengrens opbrengst: eigen verbruik 3500 kwhe * 10.6 ct/kwhe = 370 /jr Praktijk: 50-80% van bovengrens 180 tot 300 /jaar Terugverdientijd 5 jaar Investeringsruimte 900 tot 1500. 29 Onrendabele top Minimaal nodig bij teruglevering: MKP (6 tot 8 ct/kwh) Toeslag om meerinvestering tov 1 kwe mogelijk te maken Investering exponent 0.6 Hulpketel vervalt: 1200 goedkoper Benodigde terugleverprijs: 13 ct/kwh Onrendabele top: 7 tot 10 ct/kwh. 30

Economie Marginale kostprijs 5.8 (Stirling) tot 8.0 ct/kwh e (SOFC) Marge op vermeden inkoop 10.3 tot 12.5 ct/kwh Terugleveren: opbrengst negatief Economie leidt tot kleine systemen (ca.1kw e ) Besparing energierekening 180-300 /j Investeringsruimte kleine systemen bij 5 jaar terugverdientijd 900-1500 Onrendabele top grotere systemen (netto terugleverend) 7 10 ct/kwh 31 Conclusies 1. Micro-Warmtekracht is een optie voor energiebesparing 2. Maximale besparing vraagt grote terugleverende systemen 3. Onrendabele top is hoog 4. 1 kwe creëert voldoende investeringsruimte voor marktconforme systemen 5. Bij 1 kwe energiebesparing 5-10% 6. Toverketel: alle beetjes helpen, maar verwacht er geen wonderen van. 32