© Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Cursus Projectanalyse Schone EnergieCursus Projectanalyse Schone Energie

Fotocredut: Bioenerginovator

Warmte uit Biomassa Warmte uit Biomassa ProjectanalyseProjectanalyse

Biomassa-installatie voor stadsverwarming, Zweden

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

DoelstellingenDoelstellingen

• Herhalen basiskennis over Herhalen basiskennis over Biomassa Warmte-installatieBiomassa Warmte-installatie

• Behandelen hoofdpunten voor Behandelen hoofdpunten voor Projectanalyse “Warmte uit Biomassa”Projectanalyse “Warmte uit Biomassa”

• Introductie van RETScreenIntroductie van RETScreen®® Projectmodel Projectmodel Warmte uit BiomassaWarmte uit Biomassa

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

• Warmte voorWarmte voor Gebouwen

Nederzettingen

Industriële processen

…maar ook…

Creëren van werkgelegenheid

Gebruik van afvalmaterialen

Een kans om stadsverwarming en restwarmte terugwinning te gebruiken

Waarin voorzien Waarin voorzien Biomassawarmte-installaties?Biomassawarmte-installaties?

Fotocredit: Centrales Agrar-Rohstoff-Marketing- und Entwicklungs-Netzwork

Centrale Stadsverwarming, Warmte uit Koolzaad, Duitsland

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Beschrijving Biomassa Beschrijving Biomassa Warmte-installatieWarmte-installatie

• VerwarmingsinstallatieVerwarmingsinstallatie Systeem voor restwarmteterugwinning

Biomassaverbrandingsinstallatie voor basislast

Warmte-installatie voor pieklast

Noodvoorziening optioneel

• WarmtedistributiesysteemWarmtedistributiesysteem Heet water aanvoer, koud water retour

Voor één gebouw of stadsverwarming

• BrandstofvoorbewerkingBrandstofvoorbewerking Ontvangst brandstof, opslag en transportfaciliteiten

Normaal automatisch brandstoftransport van dagvoorraad naar verbranding

Fotocredit: Bioenergia Suomessa

Houtafval met kleine diameter verpakt in balen, Finland

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Biomassawarmte-installatie Biomassawarmte-installatie (2)(2)

Overzicht Gids voor kopers van Kleinschalige Commerciële Biomassaverbrandingsinstallaties, NRCan

Biomassa (brandstof)

terugwinning

Biomassa (brandstof) opslag

Ontvangst Biomassa(brandstof) Heet

watertoevoer

Rookgassysteem en schoorsteen

As-afvoer en opslag

Boiler voorPieklast &Noodvoorziening

Transport

Verbrandingskamer

Warmtewisselaar

Stofopvang

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Systemen voor piek- versus Systemen voor piek- versus basislastbasislast

De biomassa-installatie kan ontworpen worden De biomassa-installatie kan ontworpen worden voor:voor:

• PiekbelastingPiekbelasting Gebruik biobrandstof gemaximaliseerd en gebruik

fossiele brandstof geminimaliseerd

Groter en duurder systeem

Draaien op deellast verlaagd rendement bij variabele belasting

• BasisbelastingBasisbelasting Draait dichtbij ontwerpcapaciteit, dus rendement is

hoog

Kapitaallasten veel lager

Conventioneel systeem nodig voor piekbelasting

Grafiek van het systeemontwerpWTW Biomaas

aPiek

Grafiek van het systeemontwerpWTW

WTW

Biomaasa

Piek

Belasting

(Vermogen)

Vraag

(Energie)

Belasting

(Vermogen)

Vraag

(Energie))

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

WarmtedistributiesysteemWarmtedistributiesysteem

• Warmte van een centraal systeem kan worden Warmte van een centraal systeem kan worden gedistribueerd naar meerdere dichtbij gelegen gedistribueerd naar meerdere dichtbij gelegen gebouwen voor verwarming en heet tapwatergebouwen voor verwarming en heet tapwater Geïsoleerde staalpijpen worden 0,6 m tot 0,8 m onder het oppervlak

gelegd

• Voordelen boven ieder gebouw zijn eigen systeem:Voordelen boven ieder gebouw zijn eigen systeem: Hoger rendement Lagere emissies Veiligheid Comfort Bedieningsgemak

• Initiële kosten hoogInitiële kosten hoog

• Vergt meer aandacht dan Vergt meer aandacht dan systeem op fossiele systeem op fossiele brandstofbrandstof

Fotocredit: SweHeatFotocredit: SweHeat

Centrale StadsverwarmingHeetwaterleiding Stadsverwarming

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

• Tot Biomassa brandstoffen behoren:Tot Biomassa brandstoffen behoren:

Hout & houtresten (korte stukjes, zaagsel pellets, spanen)

Landbouwresidu’s (stro, loof, schillen, dierlijk afval en mest)

Energiegewassen (hybride populieren, switchgras, wilgen)

Gemeentelijke vaste afvalstoffen

• Belangrijke aandachtspunten Belangrijke aandachtspunten brandstofbrandstof

Verbrandingswaarde en vochtpercentage

Betrouwbaarheid, veiligheid en prijsstabiliteit

van toevoer

Transport en opslagfaciliteiten

BiomassabrandstoffenBiomassabrandstoffen

Fotocredit: Warren Gretz/ NREL Pix

Fotocredit: ECOMatters Inc

Hout voor verbranding Biomassa

Schillen walnoot voor verbranding Biomassa

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

• Indien geoogst op duurzame manier: Indien geoogst op duurzame manier:

Is netto productie van broeikasgassen nul

• Laag zwavelgehalte vermindert zure Laag zwavelgehalte vermindert zure regenregen

• Emissie van locale luchtverontreinigersEmissie van locale luchtverontreinigers

Deeltjes (roet)

Gasvormige verontreiniging

Sporen van carcinogenen

Valt misschien onder regelgeving

Milieu-effecten van Milieu-effecten van BiomassabrandstoffenBiomassabrandstoffen

Fotocredit: Warren Gretz/NREL Pix

Fotocredit: Bioenerginovator

Bagasse

Houtspaanders

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeelden van kosten van Voorbeelden van kosten van biomassawarmte-installatiebiomassawarmte-installatie

• Van een 150 kW Van een 150 kW installatie om een installatie om een gebouw van 800 mgebouw van 800 m22 te te verwarmenverwarmen $ 1.700$ 1.700$ 18.000$ 18.000Jaarlijkse Jaarlijkse

brandstofbrandstof

$ 8.000$ 8.000$ 1.000$ 1.000Jaarlijkse O&OJaarlijkse O&O

$ 80.000$ 80.000$ 21.000$ 21.000Initiële kostenInitiële kosten

HoutspaandersOlie

6,706,70$ 40/ton$ 40/tonBoomsnippersBoomsnippers

1,701,70$ 10/ton$ 10/tonAfval timmerfabriekAfval timmerfabriek

5,805,80$ 0,20/m$ 0,20/m33GasGas

8,508,50$ 0,30/L$ 0,30/LStookolieStookolie

15,6015,60$ 0,40/L$ 0,40/LPropaanPropaan

22,5022,50$ 0,08/kWh$ 0,08/kWhElektriciteitElektriciteit

Kosten warmte($/GJ)

Prijs

• Hoge initiële Hoge initiële kosten, potentieel kosten, potentieel lage lage brandstofkostenbrandstofkosten

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Aandachtspunten bij Aandachtspunten bij BiomassawarmteprojectenBiomassawarmteprojecten

• Beschikbaarheid, kwaliteit en prijs van Beschikbaarheid, kwaliteit en prijs van biomassabrandstof versus fossiele brandstofbiomassabrandstof versus fossiele brandstof

Toekomstige niet-energie toepassingen van biomassa (b.v. pulp)

Langdurige contracten

• Ruimte beschikbaar voor afgifte brandstof, opslag en Ruimte beschikbaar voor afgifte brandstof, opslag en grote boilergrote boiler

• Toegewijde en betrouwbare operators nodigToegewijde en betrouwbare operators nodig

Inkoop brandstof en verwijdering as

• Milieuwetgeving over luchtkwaliteit en asverwerkingMilieuwetgeving over luchtkwaliteit en asverwerking

• Verzekering en veiligheidVerzekering en veiligheid

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeelden: Oostenrijk, Duitsland en SloveniëVoorbeelden: Oostenrijk, Duitsland en Slovenië

StadsverwarmingStadsverwarming

• Groepen gebouwen inclusief Groepen gebouwen inclusief scholen, ziekenhuizen en scholen, ziekenhuizen en clusters met woningenclusters met woningen

Fotocredit: Ken Sheinkopf/ Solstice CRESTFotocredit: Centrales Agrar-Rohstoff-Marketing-und Entwicklungs-Netzwerk

Automatisch overslagsysteem

Houtgestookte BoilerStadsverwarming, omgebouwd van fossieleBrandstof naar Biomassa, Slovenië

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeeld: CanadaVoorbeeld: Canada

Institutionele en commerciële Institutionele en commerciële utiliteitsbouwutiliteitsbouw

• Individuele gebouwen kunnen door biomassa van Individuele gebouwen kunnen door biomassa van warmte worden voorzienwarmte worden voorzien Institutioneel: scholen, ziekenhuizen, gemeentelijke

gebouwen

Commercieel: magazijnen, garages, etc.

Fotocredit: ECOMatters Inc.

Kleine commerciële biomassa-installatie, CanadaFotocredit: Grove Wood Heat

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeelden: Brazilië en VSVoorbeelden: Brazilië en VS

ProceswarmteProceswarmte

• Vaak gebruikt waar biomassa geproduceerd wordt en Vaak gebruikt waar biomassa geproduceerd wordt en proceswarmte nodig isproceswarmte nodig is Houtzagerij, suiker- en alcoholfabriek, meubelfabrieken,

drogerijen voor landbouwproducten

Fotocredit: Ken Sheinkopf/ Solstice CRESTFotocredit: Ralph Overend/ NREL PixFotocredit: Warren Gretz/ NREL Pix

Binnenkant van eenverbrandingskamer

Bagasse voor proceswarmteIn suikerfabriek, Brazilië

Suikerriet voor proceswarmteHawaï

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

RETScreenRETScreen®® Projectmodel Projectmodel Warmte uit BiomassaWarmte uit Biomassa

• Wereldwijde analyse van energieproductie, kosten over Wereldwijde analyse van energieproductie, kosten over de levensduur en afname van de levensduur en afname van emissie van broeikasgassen emissie van broeikasgassen

Individuele gebouwen tot grote clusters met stadsverwarming

Biomassa, piek, noodvoorziening en warmte-terugwinning

Ontwerp en kostprijsberekening van warmtedistributienetwerk

• Nu nog niet meegenomen:Nu nog niet meegenomen:

Grootschalige stadsverwarming (> 2.5 MW) Gebruik hiervoor WKK-model

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

RETScreenRETScreen®®

EnergieberekeningEnergieberekening

BiomassawarmteBiomassawarmte Bereken equivalent aantal graaddagen voor verwarming heet tapwater

Bereken belasting en energie-

tijdsduurkrommes & equivalent aantal

vollasturen

Bereken totale energiebehoefte

Bereken brandstofbehoefte

Bepaal energiemix

Bereken piekbelasting

warmte

Bepaal dimensies leidingnetwerk

Zie Elektronisch Handboek

Analyse Schone Energieprojecten:RETScreen® Engineering en Cases

Hoofdstuk met Projectanalyse

Biomassawarmte

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeeldvalidatie van het Voorbeeldvalidatie van het RETScreenRETScreen®® Projectmodel “Warmte uit Projectmodel “Warmte uit Biomassa”Biomassa”

• Berekening van Berekening van belasting-belasting-tijdsduurkrommetijdsduurkromme Vergeleken met

Zweeds DD-IL model voor 4 steden in Europa en Noord-Amerika

• Dimensioneren Dimensioneren leidingstelsel leidingstelsel stadsverwarmingstadsverwarming Vergeleken met ABB

R22 software - goede resultaten

• Verbrandingswaarde van houtVerbrandingswaarde van hout

Vergeleken met 87 monsters boomschors uit oost Canada RETScreen’s® schatting voor houtafval binnen 5% van monsterwaarden

Belasting-tijdsduurkromme Uppsala, Zweden

0

20

40

60

80

100

0 2.000 4.000 6.000 8.000Aantal uren

Perc

en

tag

e v

an

pie

kb

ela

sti

ng

RETScreenDD-IL

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

ConclusiesConclusies

• Stookkosten bij biomassa kunnen veel lager zijn Stookkosten bij biomassa kunnen veel lager zijn dan conventionele stookkosten, zelfs wanneer hoge dan conventionele stookkosten, zelfs wanneer hoge initiële kapitaalkosten voor biomassasystemen initiële kapitaalkosten voor biomassasystemen meegenomen wordenmeegenomen worden

• RETScreenRETScreen®® berekent belasting-tijdsduurkrommes, berekent belasting-tijdsduurkrommes, benodigde biomassa en piekcapaciteit installatie en benodigde biomassa en piekcapaciteit installatie en dimensies van het leidingstelsel voor dimensies van het leidingstelsel voor stadsverwarming met gebruik van minimale inputstadsverwarming met gebruik van minimale input

• RETScreenRETScreen®® levert aanzienlijke besparingen voor levert aanzienlijke besparingen voor pré-haalbaarheidsstudiespré-haalbaarheidsstudies

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Vragen?Vragen?

Module Projectanalyse Warmte uit Biomassa

RETScreen® Internationale cursus voor Analyse Schone Energieprojecten

www.retscreen.netwww.retscreen.netVoor meer informatie bezoek de RETScreen Website op