Resultaten en bevindingen van project Ontwikkeling Energie Uitwisselingsstation KW Dit rapport is onderdeel van de projectencatalogus energie-innovatie. Tussen 2005 en 2011 kregen ruim 1000 innovatieve onderzoeks- en praktijkprojecten subsidie. Ze delen hun resultaten en bevindingen, ter inspiratie voor nieuwe onderzoeks- en productideeën. De subsidies werden verleend door de energie-innovatieprogramma's Energie Onderzoek Subsidie (EOS) en Innovatie Agenda Energie (IAE). 28 december 2010 Status Definitief Brabant Water e.a. in opdracht van Agentschap NL
Colofon Projectnaam Programma Regeling Projectnummer Contactpersoon Energie Onderzoek Subsidie Unieke Kansen Programma Nieuw Energie Onderzoek Brabant Water Hoewel dit rapport met de grootst mogelijke zorg is samengesteld kan Agentschap NL geen enkele aansprakelijkheid aanvaarden voor eventuele fouten.
Dit project is uitgevoerd met subsidie van het Ministerie van Economische Zaken, de EOS Unieke Kansenregeling. Deze regeling wordt uitgevoerd Agentschap Nl (vh. SenterNovem) Colofon - 28 december 2010 - Auteur Eric van Griensven 101123/ritsr1/ritsr1/187301 Status Definitief Brabant Water, s-hertogenbosch. Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch door fotokopieën, opnamen of op enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van Brabant Water.
Samenvatting In overleg met Essent b.v. heeft Brabant Water een concept voor uitwisseling van energie vanuit de ruwwaterleiding van het nabijgelegen drinkwaterproductiebedrijf Aalsterweg bedacht. Sleutelelement hierin is een zogenaamd Energie-Uitwissel-Station (EUS) waarin de energie vanaf een bestaande ruwwaterleiding wordt overgezet naar een transportleiding richting kantorenpark voor de levering van koude resp. warmte. Brabant Water heeft besloten dat de afgifte van energie vanaf de ruwwaterleiding de temperatuur van het uitgaande drinkwater niet meer dan 0,5 0 C plus/min mag beïnvloeden. VROM-inspectie heeft hiervoor goedkeuring verleend onder de voorwaarde van een monitorings- en beheerplan. De aanleg van het EUS is voorbereid via een schetsontwerp en een bestek. Bij de realisatie is in de beginfase enige vertraging ontstaan door onduidelijkheden over de aanwezige installatie. De verdere realisatie verliep nagenoeg volgens planning. De installatie is overgedragen aan Hydreco BV, een dochteronderneming van Brabant Water. Hydreco verzorgde de inregeling en voert de exploitatie. De werkelijke kosten voor realisatie lagen ca 30 % hoger dan de oorspronkelijke raming. De COP-prestatie van het systeem is uiterst positief, bij koudelevering heeft Hydreco een COP van 40 vastgesteld. Naast lokale perspectieven voor verdere uitbreiding van het systeem kan het concept van het EUS ook op andere locaties bij waterwinningen worden toegepast. Hiermee vormt het concept een aanvulling op bestaande duurzame energie concepten.
Inhoudsopgave 1. Inleiding 5 2. Uitgangssituatie 6 3. Projectkenmerken 7 3.1 Projectgegevens 7 3.2 Doelstelling 7 3.3 Randvoorwaarden 7 4. Projectaanpak 4.1 Projectvoorbereiding 8 4.2 Realisatie 8 4.3 Projectkosten 9 5. Resultaten in perspectief 10 5.1 Resultaten 10 5.2 Perspectief 10 5.3 Geplande kennisoverdracht 10 6. Conclusies 12
Pagina 5/15 1. Inleiding Aan de noordzijde van Waalre ligt kantorenpark. De energievoorziening voor dit park was oorspronkelijk voorzien via een systeem van Koude en Warmte Opslag (KWO). Vanwege het slecht functioneren van het bronnensysteem van de KWO is tussentijds overschakeld op een traditionele energievoorziening middels CV-ketels en koelmachines. Essent b.v. heeft als eigenaar/exploitant van de KWO begin 2006 aan Brabant Water gevraagd een alternatieve energievoorziening voor met name de koeling te organiseren. In overleg met Essent b.v. heeft Brabant Water een concept voor uitwisseling van energie vanuit de ruwwaterleiding van het nabijgelegen drinkwaterproductiebedrijf Aalsterweg bedacht. Sleutelelement hierin is een zogenaamd Energie-Uitwissel-Station (EUS) waarin de koude-warmte energie vanaf een bestaande ruwwaterleiding wordt overgezet naar een transportleiding richting. Om de verdere ontwikkeling en aanleg van het EUS, de koppelleidingen en besturing mogelijk te maken is gebruik gemaakt van energie onderzoek subsidie in het kader van de UKR. Senter Novem heeft per 12 december 2007 hiervoor subsidie tot een maximum van 133.217,- toegekend. Deze rapportage vormt onderdeel van de beoordeling voor de definitieve vaststelling van deze subsidie. leeswijzer In hoofdstuk 2 is een situatiebeschrijving weergegeven. Hoofdstuk 3 bevat de projectkenmerken met de projectgegevens, de projectdoelstelling en randvoorwaarden. De aanpak voor de ontwikkeling en realisatie van het project is beschreven in hoofdstuk 4. De concrete resultaten van het project inclusief een doorkijk naar het perspectief zijn weergegeven in hoofdstuk 5. In hoofdstuk 6 is een reflectie gegeven op de unieke kans van dit project en de bijdrage aan verduurzaming van de energievoorziening. Hoofdstuk 7 bevat een opsomming van de opbrengst-indicatoren alsmede de eindconclusies.
Pagina 6/15 2. Uitgangssituatie In Waalre is circa 15 jaar geleden het kantorenpark gerealiseerd. Dit kantorenpark ligt direct ten zuiden van de zuidelijke rondweg A-2, nabij de afslag Waalre. Op ca 400 m ten noorden van de rondweg ligt drinkwaterproductiebedrijf Aalsterweg, een van de waterproductiebedrijven van waterleidingbedrijf Brabant Water. Het grondgebied ten noorden van de rondweg behoort tot de gemeente Eindhoven. Het kantorenpark is oorspronkelijk ontworpen met een installatie voor ondergrondse energieopslag (warmte koude opslag, WKO). Energiebedrijf Essent heeft bij de start van het project opdracht gekregen voor de realisatie en beheer van de WKO installatie. Door problemen ten tijde van de opstart bleek het bronnensysteem van de KWO niet bruikbaar te zijn. Als tijdelijke maatregel is destijds een koelmachine in de vorm van een dry-cooler geplaatst welke in de zomer in staat is de kantoren van voldoende koude te voorzien. De warmtevoorziening werd uitsluitend ingevuld door de ketelinstallaties in de gebouwen. Door deze situatie voldeden de gebouwen niet meer aan de oorspronkelijke EPC norm. Gemeente Waalre heeft de gebouweigenaren verzocht de oorspronkelijke EPC-norm alsnog te halen. Brabant Water werd vanuit haar expertise met drinkwaterbronnen en de aanleg/exploitatie van KWOsystemen door Essent b.v. benaderd om te zoeken naar een passende oplossing voor de energievoorziening. In onderling overleg hebben Essent b.v. en Brabant Water de eigenaren van de kantoren een alternatief aangeboden door te verkennen of koude en warmte uit een verderop gelegen ruwwater transportleiding van Brabant Water kon worden ingezet. Dit innovatieve idee om ruwwater als koel- of verwarmingsmedium in te zetten is voorgelegd aan de directie van Brabant Water en VROM. Dit met het oog op randvoorwaarden die worden gesteld voor het waarborgen van de veiligheid van de drinkwatervoorziening. Besloten is onder absoluut veilige condities het project te gaan realiseren. Uitwerken van de condities vormt onderdeel van het totale project. Voor de realisatie van de installatie is subsidie onder de UKR aangevraagd.
Pagina 7/15 3. Projectkenmerken 3.1 Projectgegevens Projectnummer: UKR06016 Projecttitel: Project energie uitwisselingsstation KW voor kantorenpark Penvoerder: Brabant Water Medeaanvragers: Essent b.v. Projectleider: Hans Vromans (Brabant Water/Hydreco) Projectteam: Brabant Water: Peter van Oorschot, Ruud Fiers, Bjorn le Granse, Wil Oerlemans, Ad van de Weijenberg, Peter van Dinther, Fred Coppens, Frank Stevenaar, Mari Oerlemans, Mike Schraven en Henk Brouwer Essent Antoine Stultjens, Martien van Doorn Betrokken partijen: Facilitering: Senter Novem, VROM inspectie, WS de Dommel, Gemeenten Waalre en Eindhoven Ontwerp: Royal Haskoning, Brabant Water Realisatie: Hydreco, Van den Heuvel, Hurkmans Periode van uitvoering: 2007 tot en met mei 2010 Totale kosten: 791.000,- 3.2 Doelstelling Het doel van het project is een installatie te ontwerpen en te bouwen voor de levering van koude en warmte ten behoeve van het kantorenpark. Als koel- of verwarmingsmiddel wordt het ruwwater gebruikt uit het wingebied van waterproductie bedrijf Eindhoven binnen de randvoorden zoals gesteld door Brabant Water en VROM. Ontwerp, eigendom, beheer, onderhoud en exploitatie van de installatie komt onder de verantwoordelijkheid van Hydreco, dochteronderneming van Brabant Water. Hiermee wordt kennis en ervaring opgedaan om dit concept van duurzame energielevering eventueel op andere plaatsen toe te passen. 3.3 Randvoorwaarden De directie van Brabant Water heeft besloten dat de maximale temperatuursverhoging cq. verlaging van het uitgaande rein water af pompstation niet meer mag bedragen dan + 0,5 oc of minimaal 0,5 oc ten opzichte van de normale drinkwater temperatuursvariaties gelegen tussen de 12 oc en 13 oc. Aansluitend aan dit Brabant Water standpunt heeft VROM-inspectie haar goedkeuring verleend aan dit innovatieve project. Voor het gebruik van het ruwwater als koel- of verwarmingsmiddel heeft zij toestemming verleend onder de voorwaarde dat een monitorings- en beheerplan ter goedkeuring zou worden overlegd.
Pagina 8/15 4. Projectaanpak 4.1 Projectvoorbereiding Voor de voorbereiding van het project zijn 3 fasen onderscheiden - Het opzetten van een monitoringsplan. - Het opzetten van een beheerplan. - De voorbereiding/aanbesteding van de installatie Monitoringsplan: Om de uitgangssituatie voor de watertemperaturen van ruw- en reinwater vast te stellen zijn een jaar lang de temperaturen van het ruwwater en reinwater gevolgd. Zo is in de vorm van een nulmeting zonder onttrekking van koude en warmte een referentie temperatuurlijn voor beide waterstromen vastgesteld. Het monitoringsplan is als bijlage 1 toegevoegd. Conform het monitoringsplan zijn de temperaturen een jaar lang intensief gevolgd. Hoewel de temperatuur van het reinwater van oudsher wordt gemonitoord betekende de monitoring voor dit project een intensivering van de metingen en data-analyse. Gebleken is dat met name de temperatuurschommeling op de betreffende deelstroom van het ruwwater een grotere fluctuatie vertoonde dan verwacht. Nader onderzoek leerde dat dit met name wordt veroorzaakt door de verschillende dieptestelling van pompputten die op de betreffende deelstroom zijn aangesloten. Hierop is de monitoring doorgezet en is een bandbreedte gedefinieerd waarbinnen de nulsitiatie fluctueert. Deze bandbreedte is als verder uitgangspunt voor de beïnvloeding van + en 0,5 0C gehanteerd. Het opzetten van een beheerplan. Om de kwaliteit van het drinkwater te kunnen blijven garanderen is een beheerplan opgezet waarin controle, bewaking, opvolging en ingrijpen in de processturing van het drinkwater centraal staan. Dit beheerplan is als bijlage 2 toegevoegd. Projectvoorbereiding / aanbesteding In opdracht van het projectteam is door Royal Haskoning het schetsontwerp van het EUS verder uitgewerkt tot en met een functionele werkomschrijving in het bestek. Het bestek is verder uitgewerkt door het projectteam. Het projectteam heeft er voor gekozen om de benodigde leidingmaterialen via Brabant Water zelf in te kopen en als directielevering toe te leveren aan het werk. Het bestek betrof de dienstverlening voor de aanleg van leidingen. Deze twee bestekken zijn in de vorm van onderhandse aanbesteding op de markt gezet. Voor het EUS is er voor gekozen om met één hoofdaannemer te werken welke alle disciplines kon vertegenwoordigen met uitzondering van Infra. Een 10-tal aannemers is gevraagd om in te schrijven op het project. Van de 4 inschrijvingen voldeed een aannemer niet aan de inschrijving vereisten. Het werk is gegund aan aannemer van den Heuvel uit Heesch. Voor Infra zijn 4 aannemers gevraagd welke ook allen ingeschreven hebben. Aannemer Hurkmans uit Someren heeft het leidingwerk uitgevoerd. 4.2 Realisatie Aannemer van den Heuvel was hoofdaannemer en tevens de V&G-coördinator op het werk. Zij heeft alle discipline onderdelen conform bestek uitgevoerd. Voor de uitwerking van de procesbesturing en automatisering is in onderling overleg een aantal aanpassingen doorgevoerd alvorens over te gaan tot detailengineering. Met name onduidelijkheid over de reeds aanwezige installatie vroeg om bijstelling van het detailontwerp. Hierdoor ontstond enige vertraging ten opzichte van de planning maar de daadwerkelijke realisatie van het project verliep binnen de gestelde tijdsplanning.
Pagina 9/15 Aannemer Hurkmans heeft voor de aanleg van leidingen te kampen gehad met een zeer lange en natte winterperiode van circa 8 weken waardoor de einddatum van het werk 4 weken is doorgeschoven. Bij de in bedrijfstelling van het EUS deden er zich problemen voor bij het inregelen en instellen van de technische installaties aan de zijde van de kantooreigenaren. Deze werkzaamheden vielen weliswaar buiten de scoop van het project maar zorgden wel voor een latere oplevering voor het kunnen testen van de functionaliteit van het EUS. Na realisatie en oplevering van de EUS is deze overgedragen van aannemer naar Hydreco. Deze dochteronderneming van Brabant Water heeft haar activiteiten op gebied van KWO en warmtekoudelevering. Hydreco begeleidde de inbedrijfstelling en de verdere inregeling voor exploitatie. Voor wat betreft de Coëfficiënt of Performance van de installatie hebben is een goed resultaat behaald. De installatie heeft in de afgelopen zomerperiode een COP-waarde behaald van 40, gebruikelijk in die periode is een waarde van 20 tot 25. 4.3 Projectkosten De totale kosten van de gehele installatie waren geraamd op 598.000,-. De werkelijke kosten bedragen 791.000,-. Dit is ruim 30 % meer dan aanvankelijk gebudgetteerd ten tijden van het schetsontwerp. De overschrijding is vooral een gevolg van toename personele kosten en inhuur derden vanwege complexiteit vaststellen range nultemperaturen, het onvolledig voorhanden zijn van technische informatie over de bestaande installatiedelen, tijdsbestek benodigd voor contractvorming en overschrijding in doorlooptijd van met name de voorbereidingsfase. Voor wat betreft de installatieonderdelen zit de overschrijding met name in de aanschaf van de transformator.
Pagina 10/15 5. Resultaten in perspectief 5.1 Resultaat Het project heeft de volgende opbrengsten gegenereerd: - Nadere kennis omtrent temperatuurverloop en monitoring van nulsituatie. - Basiservaring voor opstellen beheerplan voor zowel Brabant Water als VROM-inspectie. Bijkomend effect is dat door het intensief contact over dit vernieuwende project de samenwerking met inspectie verder is verbeterd. - Een EUS dat een zeer goede COP heeft ten aanzien van de koudelevering. - Gebouwen die voldoen aan de opgelegde EPC-norm. - Een verbeterde samenwerking met Essent die geresulteerd heeft in gezamenlijke verkenning van onder andere twee geothermieprojecten. - Een perspectiefvol product voor Hydreco (een 100% dochter van Brabant Water) (zie bijlage 3 Projectflyer en www.hydreco.nl) en andere waterleidingbedrijven. 5.2 Perspectief Op deze locatie is het perspectief dat er kansen liggen op verdere uitbreiding van het EUS door aansluiting van toekomstig gebouw 11 en uitbreiding met levering aan Fontys sporthogeschool. Ook een koppeling met een waterstroom vanuit een beheersmaatregel bodemverontreiniging wordt onderzocht. Vanuit Brabant Water lopen inmiddels verkenningen voor kansen bij andere waterproductielocaties in stedelijke omgeving. In concreto wordt voor Veghel en Oosterhout onderzocht wat de kansen zijn voor levering van energie aan woningbouw. Binnen de watersector zijn meerdere initiatieven op gang gekomen voor de inzet van warmte en/of koude vanuit (afval-)waterleidingen. Door ervaringen als met dit project opgedaan zullen in toenemende mate de mogelijkheden voor energiewinning uit water worden ontwikkeld. In financiële zin kan worden geconcludeerd dat, zeker met de opgedane ervaringen, in de toekomst met dergelijke systemen een kostprijs per GJ kan worden bereikt die zeker concurrerend kan worden genoemd, namelijk circa 14 18 per GJ koude of laagcalorische warmte. 5.3 Geplande kennisoverdracht Op 27 april 2010 is de openingsbijeenkomst gehouden waar naast eigenaren/gebruikers van kantorenpark, de aannemers en betrokken vergunningverleners ook medewerkers van gemeente en provincie op gebied van energievoorziening waren genodigd. Het technische concept is uitgebreid gepresenteerd en zijn verschillende projectonderdelen bezocht. Met name de online besturing en technische installatie leverden veel waardering op.
Pagina 11/15 Via het versturen van een persbericht is persaandacht gegenereerd wat leidde tot verschillende vermeldingen op E-news en in het lokale dagblad. Binnen de drinkwatersector is met verschillende waterleidingbedrijven gesproken over het concept en onze ervaringen. Deze ervaringen zijn ook uitgewisseld binnen de sector op bijeenkomst door georganiseerd door KWR in september 2010. Er lopen contacten over het plaatsen van een artikel in het vakblad H2O.
Pagina 12/15 6. Conclusies Op basis van de huidige stand van zaken kan het volgende worden geconcludeeerd: - De voorbereidingsfase vergde meer tijd en middelen dan gedacht - De uitvoeringfase is succesvol verlopen - De milieuresultaten in de vorm van een COP voor koude is buitengewoon goed te noemen - Energielevering middels een EUS kan uiteindelijk tegen een concurrerende kostprijs per GJ - Bestaande waterinfrastructuur vormt zo een toevoeging voor de transitie naar duurzame energie
Pagina 13/15 1. Monitoringsplan temperaturen ruw en rein water
Pagina 14/15 2. Beheerplan drinkwaterinstallatie
Pagina 15/15 3. Projectflyer Energie Uitwissel Station