© Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005. Cursus Analyse voor Schone...

© Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Cursus Analyse voor Schone EnergieprojectenCursus Analyse voor Schone Energieprojecten

De Status van Schone De Status van Schone EnergietechnologieënEnergietechnologieën

Huis met passieve Zonne-energie

Fotocredit: McFadden, Pam DOE/NREL

Fotocredit: Nordex Gmbh

Windpark



Opwekking van elektricteit met afvalhout

DoelstellingDoelstelling

• Verhogen van bewustzijn voor duurzame energie-Verhogen van bewustzijn voor duurzame energie-technologieën (RETs) en technologieën (RETs) en energiebesparingsmaatregelenenergiebesparingsmaatregelen Markten

Typische toepassingen

Zonnecellen en ZonneboilerFotocredit: Warren Gretz, NREL PIX Fotocredit: Vadim Belotserkovsky


DefinitiesDefinities

EnergiebesparingEnergiebesparing Minder energiegebruik om dezelfde

energiebehoefte te dekkenDuurzame Energie Duurzame Energie

Gebruik onuitputbare natuurlijke bronnen om de energiebehoefte te dekken

Super geïsoleerd huis met passieve zonne-energie

Photo Credit: Jerry Shaw

Schone Energie-Schone Energie-technologietechnologie


Argumenten voor Schone Argumenten voor Schone Energie- technologieënEnergie- technologieën

• MilieuMilieu Klimaatsverandering

Plaatselijke vervuiling

• EconomieEconomie Levenscycluskosten

Uitputting fossiele

brandstof

• SociaalSociaal Creëren van werkgelegenheid

Minder wegvloeien van plaatselijke $$$

Groei van energiebehoefte (x3 per 2050)

Windenergie: Kosten elektricteitsopwekkings

0

10

20

30

40

1980 1990 2000Jaren

Bron: National Laboratory Directors

for the U.S. Department of Energy (1997)

Ele

ktr

icit

eits

kos

ten

(US

¢/k

Wh

)


Algemene Kenmerken van Algemene Kenmerken van Schone EnergietechnologieënSchone Energietechnologieën

• Vergeleken met conventionele technologie:Vergeleken met conventionele technologie:

Normaal hogere initiële kosten

Gewoonlijk lagere operationele kosten

Milieuvriendelijker

Vaak goedkoper op basis van kosten in hele levenscyclus


Totale kosten van een energie Totale kosten van een energie opwekkend of verbruikend systeemopwekkend of verbruikend systeem

• Totale kostenTotale kosten

• Totale kostenTotale kosten

+ + jaarlijkse kosten voor jaarlijkse kosten voor

brandstof, brandstof, bedrijfsvoering bedrijfsvoering

en onderhouden onderhoud

+ + belangrijkste revisiekostenbelangrijkste revisiekosten

+ + ontmantelingskostenontmantelingskosten

++ financieringskosten financieringskosten

++ etc. etc.

aanschafkostenaanschafkosten

== aanschafkostenaanschafkosten


Technologie voor de Technologie voor de opwekking van duurzame opwekking van duurzame elektricteitelektricteit


WindenergieWindenergieTechnologie en ToepassingenTechnologie en Toepassingen

• Noodzaak voor goede windNoodzaak voor goede wind (>4 m/s op 10 m hoogte) Kustgebieden, afgeplatte bergruggen,

open vlakten

• Toepassingen:Toepassingen:

Geïsoleerd netwerkCentraal netwerkSouthwest Windpower, NREL PIXPhil Owens, Nunavut PowerWarren Gretz, NREL PIX

Niet- net- gekoppeld

Mast

Ashoogte

Nacelle met

Versellingsbak en

Rotorbladen

generatonr


Markt voor windenergie Markt voor windenergie

Wereldwijde jaarlijkse installatie van Windturbines

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

19

83

19

84

19

85

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

MW

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

Wereldwijd geïnstalleerd vermogen (2003): 39.000 MW(~20,6 millioen huizen @ 5.000 kWh/huis/jaar en 30% capaciteitsfactor)

Duitsland: 14.600 MWSpanje: 6.400 MWVS: 6.400 MWDenemarken: 3.100 MW

83.000 MW in 2007 (verwacht)

Bron: Danish Wind Turbine Manufacturers Association, BTM Consult, World Wind Energy Association, Renewable Energy World


Kleinschalige WaterkrachtKleinschalige WaterkrachtTechnologie en ToepassingenTechnologie en Toepassingen

• Projecttype:Projecttype:Reservoir Run-of-river

• Toepassingen:Toepassingen:Centraal netDecentraal netEilandbedrijf

Francis Turbine

Componenten van een waterkrachtcentrale

Stuwdam

Generator

Turbine

ReservoirSpilsluis

Kracht-

centrale

Uitlaat

Elektrische

kabels

Drukpijp

Water inlaat


Markt voor kleinschalige Markt voor kleinschalige waterkrachtwaterkracht

• 19% van mondiale elektricteit wordt geproduceerd door groot- en kleinschalige 19% van mondiale elektricteit wordt geproduceerd door groot- en kleinschalige waterkrachtcentraleswaterkrachtcentrales

• Wereldwijd: Wereldwijd: 20.000 MW gerealiseerd (grootte < 10 MW) Vooruitzicht: 50.000 tot 75.000 MW per 2020

• China:China: 43.000 bestaande bedrijven

(grootte < 25 MW) 19.000 MW gerealiseerd verder 100.000 MW economisch haalbaar

• Europe:Europe: 10.000 MW gerealiseerd verder 4.500 MW economisch haalbaar

• Canada: Canada: 2.000 MW gerealiseerd verder 1.600 MW economisch haalbaar

Data bron: ABB, Renewable Energy World, and International Small Hydro AtlasData bron: ABB, Renewable Energy World, and International Small Hydro Atlas

Kleinschalige waterkrachtcentrale


Fotovoltaïsch (PV)Fotovoltaïsch (PV)Technologie en ToepassingenTechnologie en Toepassingen

Fotocredit: Tsuo, Simon DOE/NREL

Fotocredit: Strong, Steven DOE/NREL

PV-systeem voor huishouden

Waterpomp met PVIn gebouw geïntegreerde PV aan net gekoppeld

Accu

Licht

Regelaar

Elektrici-

teitsnet

Gecentraliseerde PV

productie

Levering

via net


Fotovoltaïsche MarktFotovoltaïsche Markt

Jaarlijkse Fotovoltaische Installaties Wereldwijd

0

100

200

300

400

500

600

700

800

19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

MW

p

0

100

200

300

400

500

600

700

800

)Geïnstalleerd vermogen (2003): 2.950 MWp(~1,2 miljoen huishoudens met 5.000 kWh/huis/jaar)

32% toename van export in 2003

Source: PV News


Warmtekrachtkoppeling Warmtekrachtkoppeling (WKK)(WKK)

• Simultane productie van twee of meer types bruikbare Simultane productie van twee of meer types bruikbare energie met één enkele energiebron (ook wel WKK energie met één enkele energiebron (ook wel WKK genoemd)genoemd)

Rendement warmteterugwinning (55/70)= 78,6 %

Totaal rendement ((30+55)/100)=85,0 %

Rookgas 15 eenheden

Warmte 55 eenheden

Kracht 30 eenheden

WTW

Stoomgenerator

Generator

Warmte- last

Elektrische

Belasting

Warmte en Rookgas 70 eenheden

Brandstof

100 eenheden Krachtinstallatie


Toepassingen Gecombineerde Toepassingen Gecombineerde Warmte/ Kracht, Brandstoffen en Warmte/ Kracht, Brandstoffen en ApparatuurApparatuur

Fotocredit: Rolls-Royce plc

Zuigermotor voor krachtopwekking

Verschillende Toepassingen Verschillende Brandstoffen

Verschillende apparatuur

Fotocredit: Gretz, Warren DOE/NREL

Biomassa voor WKK

Fotocredit: Gaz Metropolitan

Buizenstelsel voor opvangen stortgas

Filter

Compressor Koeler

/droger

Stoomproductie

Proces

Elektricteitsproductie

Fakkel

Opvangcyclus Stortgas


Gecombineerde Warmte en Gecombineerde Warmte en Kracht ToepassingenKracht Toepassingen

• Alleenstaande gebouwenAlleenstaande gebouwen

• Commercieel en Commercieel en industrieelindustrieel

• Meerdere gebouwenMeerdere gebouwen

• WarmtedistributiesystemeWarmtedistributiesystemen (bijv. stadsverwarming)n (bijv. stadsverwarming)

• Industriële processenIndustriële processen Fotocredit: Urban Ziegler, NRCan

Fotocredit: Urban Ziegler, NRCan Microturbine in kas Stortgas WKK voor stadsverwarming, Zweden

Fotocredit: Urban Ziegler, NRCan

WWK van Kitchener stadhuis


Gecombineerde Warmte en Gecombineerde Warmte en Kracht Kracht BrandstofsoortenBrandstofsoorten

• Duurzame brandstoffenDuurzame brandstoffen Houtafval Stortgas Biogas Agrarische bijproducten Bagasse Energiegewassen Enz.

• Fossiele brandstoffenFossiele brandstoffen Aardgas Diesel Etc.

• Geothermische energieGeothermische energie

• WaterkrachtWaterkrachtFotocredit: Joel Renner, DOE/ NREL PIX

Geothermische Geiser


Biomassa voor WKK


Gecombineerde Warmte en Gecombineerde Warmte en Kracht Apparatuur & Kracht Apparatuur & TechnologieTechnologie

• KoelinstallatiesKoelinstallaties Compressoren Absorptiekoelers Vrije koeling

• KrachtopwekkingKrachtopwekking Gasturbine Gasturbine - steg Stoomturbine Zuigermotor Brandstofcel Enz.

• Warmte-installatiesWarmte-installaties Boilers Warmteterugwinning

Fotocredit: Rolls-Royce plc

Gasturbine

Fotocredit: Urban Ziegler, NRCan

Koelmachine


Markt voor Gecombineerde Markt voor Gecombineerde Warmte en KrachtWarmte en Kracht

Verwachte groei van 10 GW per jaarVerwachte groei van 10 GW per jaar247 GW247 GWWereldWereld

Voornamelijk ter vervanging van Voornamelijk ter vervanging van kolengestookte elektricteitcentraleskolengestookte elektricteitcentrales

0,5 GW0,5 GWZuid-AfrikaZuid-Afrika

Meestal op bagasse gestookte WKK voor Meestal op bagasse gestookte WKK voor suikerfabriekensuikerfabrieken

4,1 GW4,1 GWIndiaIndia

Warmtedistributie gecombineerd met niet net-Warmtedistributie gecombineerd met niet net-gekoppelde installatiesgekoppelde installaties

2,8 GW2,8 GWBraziliëBrazilië

Sterke motivering voor duurzame energieSterke motivering voor duurzame energie4,9 GW4,9 GWEngelandEngeland

Groeimarkt voor gemeentelijke WKKGroeimarkt voor gemeentelijke WKK11 GW11 GWDuitslandDuitsland

Ongeveer 30% van elektricteit van WKKOngeveer 30% van elektricteit van WKK65 GW65 GWRuslandRusland

Overwegend kolen gestookte WKKOverwegend kolen gestookte WKK32 GW32 GWChinaChina

Snelgroeiend, beleidssteun voor WKKSnelgroeiend, beleidssteun voor WKK67 GW67 GWVSVS

Meest voor pulp-, papier- and olie-industrieMeest voor pulp-, papier- and olie-industrie12 GW12 GWCanadaCanada

OpmerkingenOpmerkingenCapaciteitCapaciteitRegioRegio

Bron: World Survey of Decentralized Energy 2004, WADE


DuurzameDuurzame energie: energie: Warmte- en KoeltechnologieWarmte- en Koeltechnologie


Warmte met biomassaWarmte met biomassaTechnologie en Toepassingen Technologie en Toepassingen

Hout versnipperen

Ketelhuis

Alleenstaande gebouwen en/of warmtedistributie

Fotocredit: Wiseloger, Art DOE/NREL

Fotocredit: Oujé-Bougoumou Cree Nation

• Gecontroleerd verbranden van Gecontroleerd verbranden van hout, landbouwafval, huisvuil, hout, landbouwafval, huisvuil, enz., om warmte te verkrijgenenz., om warmte te verkrijgen


• Wereldwijd:Wereldwijd: Verbranding van biomassa voorziet in 11% van

de Totale Primaire Energie Voorziening (TPEV) Meer dan 20 GWth verwarminginstallaties met

gecontroleerde verbranding • Ontwikkelingslanden:Ontwikkelingslanden:

Koken,verwarming Niet altijd duurzaam Afrika: 50% van TPEV India: 39% van TPEV China: 19% van TPEV

• Geïndustrialiseerde landen:Geïndustrialiseerde landen: Warmte, kracht, houtkachels Finland: 19% van TPEV Zweden: 16% van TPEV Oostenrijk: 9% van TPEV Denemarken: 8% van TPEV Canada: 4% of TPEV USA: 68% van alle duurzame energie

Markt voor verwarming met Markt voor verwarming met biomassabiomassa

Bron: Ingwald Obernberger, Kamer van Land- en Bosbouw, Oostenrijk

Foto: Ken Sheinkopf/ Solstice CREST

Verbrandingskamer

01.0002.0003.0004.0005.0006.0007.0008.000

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

01.0002.0003.0004.0005.0006.0007.0008.000

New Installations of Small Scale (<100 kW) Biomass Heating Systems in Austria

Bron: IEA Statistics– Renewables Information 2003, Renewable Energy World 02/2003

Nieuwe kleinschalige (<100

kW) warmte-installaties in

Oostenrijk


Verwarming Lucht Verwarming Lucht metmet ZonnewarmteZonnewarmteTechnologie & ToepassingenTechnologie & Toepassingen

• Niet met glas afgedekte Niet met glas afgedekte collector voor collector voor voorverwarming luchtvoorverwarming lucht

• Koude lucht wordt Koude lucht wordt verwarmd als het door verwarmd als het door kleine gaatjes in de kleine gaatjes in de metalen absorber metalen absorber stroomt (Solarwallstroomt (SolarwallTMTM) )

• Een ventilator circuleert de Een ventilator circuleert de verwarmde lucht door het verwarmde lucht door het gebouwgebouw

Verse

lucht

Geperforeerd

zonnepaneelVentilator

Inlaat-rooster


• Voorverwarming van Voorverwarming van ventilatielucht van ventilatielucht van gebouwen met grote gebouwen met grote behoefte aan verse lucht behoefte aan verse lucht

• Ook voor drogen van Ook voor drogen van oogstoogst

• Concurrerend bij nieuwe Concurrerend bij nieuwe gebouwen of bij grote gebouwen of bij grote renovaties renovaties

Industriële gebouwen

Fotocredit: Conserval Engineering

Drogen oogst met zonnewarmte Fotocredit: Conserval Engineering

Markt voor Luchtverwarming Markt voor Luchtverwarming met Zonnewarmtemet Zonnewarmte


Verwarming water met Verwarming water met zonnewarmte zonnewarmte Technologie en ToepassingenTechnologie en Toepassingen

• Beglaasde en niet-beglaasde collectorenBeglaasde en niet-beglaasde collectoren

• Wateropslag (tank of bassin)Wateropslag (tank of bassin)

Commerciële gebouwen, instituten en zwembaden Aquacultuur - Zalmkwekerij


Markt voor zonnecolletorenMarkt voor zonnecolletoren

• Meer dan 30 miljoen mMeer dan 30 miljoen m22 collectoren wereldwijdcollectoren wereldwijd

• Europa:Europa: 10 miljoen m2 collectoren geïnstalleerd

Jaarlijkse groei van 12%

Duitsland, Griekenland en Oostenrijk

Doel voor 2010: 100 miljoen m2

• Grote wereldmarkt voor Grote wereldmarkt voor zwembad-verwarmingzwembad-verwarming

• Barbados heeft 35.000 systemenBarbados heeft 35.000 systemen

Fotocredit: Chromagen

Woonhuizen

Woonhuizen en zwembaden

Bron: Renewable Energy World, Oak Ridge National Laboratory


Passieve ZonnewarmtePassieve ZonnewarmteTechnologie & ToepassingenTechnologie & Toepassingen

• Toevoer van 20 tot 50% Toevoer van 20 tot 50% van vereiste warmte in van vereiste warmte in het stookseizoenhet stookseizoen

• Betere benutting van Betere benutting van zon door zon door geoptimaliseerde geoptimaliseerde vensters op evenaar te vensters op evenaar te richten richten

• Warmteopslag binnen Warmteopslag binnen gebouwgebouw

• Gebruik schaduw om Gebruik schaduw om toevoer warmte in toevoer warmte in zomer te beperkenzomer te beperken

Winter

Zomer

Foto: Fraunhofer ISE (from Siemens Research and Innovation Website)

Passieve Zonneverwarming Appartementen


Markt voor passieve Markt voor passieve zonneverwarmingzonneverwarming

• Gebruik van efficiënt glas Gebruik van efficiënt glas is op dit ogenblik is op dit ogenblik standaard voor passieve standaard voor passieve zonnewarmtezonnewarmte

• Voor nieuwbouw – geen of Voor nieuwbouw – geen of geringe toename kostengeringe toename kosten Ramen met hoger rendement Oriëntatie van gebouw Juiste schaduw

• Concurrerend voor nieuw- Concurrerend voor nieuwbouw en renovatiesbouw en renovaties

Zakelijke gebouwen

DOE/NREL fotocredit: Gretz, Warren

Woonhuizen

Fotocredit: DOE/NREL


Aardwarmtepomp Aardwarmtepomp Technologie & ToepassingenTechnologie & Toepassingen

• Ruimte/water verwarming Ruimte/water verwarming en koelingen koeling

• Elektricteit werkt op Elektricteit werkt op damp compressie cyclusdamp compressie cyclus

• Warmte onttrokken aan Warmte onttrokken aan de bodem in winter en de bodem in winter en terugge-voerd in de terugge-voerd in de zomerzomerHorizontaal circuit

Verticaal bodemcircuit


Markt voor aardwarmtepompenMarkt voor aardwarmtepompen

Commerciële, institutionele en industriële gebouwen

Fotocredit: Geothermal Heat Pump Consortium (GHPC) DOE/NREL

Aardwarmtepomp in huizen

• Wereldwijd:Wereldwijd: 800.000 stuks geïnstalleerd Totale capaciteit 9.500 MWth

Jaarlijkse toename van 10%

• VS: 50.000 installaties per VS: 50.000 installaties per jaar jaar

• Zweden, Duitsland, Zweden, Duitsland, Zwitserland belangrijkste Zwitserland belangrijkste Europese marktenEuropese markten

• Canada:Canada: Meer dan 30.000 stuks in

woonhuizen Meer dan 3.000 industriële

en commerciële units 435 MWth geïnstalleerd


Andere Commerciële Andere Commerciële Schone EnergietechnologieënSchone Energietechnologieën

• Brandstoffen: ethanol en bio-dieselBrandstoffen: ethanol en bio-diesel

• Efficiënte koelsystemenEfficiënte koelsystemen

• Motoren met variabele snelheidMotoren met variabele snelheid

• Gebruik van daglicht en efficiënte Gebruik van daglicht en efficiënte verlichtingssystemenverlichtingssystemen

• Warmteterugwinning uit ventilatieWarmteterugwinning uit ventilatie• AndereAndere Fotocredit: David and Associates DOE/NREL

Fotocredit: Robb Williamson/ NREL Pix

Daglichtgebruik en efficiënte verlichting

Afvalprodtukten landbouw als brandstof

Efficiënte koeling bij kunstijsbaan


Opkomende schone Opkomende schone energietechnologieënenergietechnologieën

• Kracht uit zonnewarmteKracht uit zonnewarmte

• Kracht uit oceaanwarmteKracht uit oceaanwarmte

• GetijdenenergieGetijdenenergie

• Energie uit zeestromingenEnergie uit zeestromingen

• GolfenergieGolfenergie

• Enz.Enz.


Fotocredit: Sandia National Laboratories DOE/NREL

Zonnekrachtcentrale d.m.v parabolen

Centrale ontvanger van zonnekrachtcentrale


• Concurrerende Concurrerende mogelijkheden bestaanmogelijkheden bestaan

• Veel succesverhalenVeel succesverhalen

• Groeiende marktenGroeiende markten

• Duurzame energiebronnen Duurzame energiebronnen en gelegenheden tot en gelegenheden tot energie-besparing zijn energie-besparing zijn aanwezigaanwezig

Fotocredit: Michael Ross Renewable Energy Research

Fotocredit: Price, Chuck

Parks Canada, Hybride PV-Wind Systeem (Poolgebied op 81°N)

PV TelefoonFotocredit: Nordex Gmbh

600 kW Windturbine

ConclusiesConclusies


Vragen?Vragen?

© Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005. Cursus Analyse voor Schone...

Documents

Transcript of © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005. Cursus Analyse voor Schone...