Energiebesparingen voor tuinbouw en gebouwenonderzoek.khk.be/domein_Energiemanagement/...2 9 juni...

1

19 juni 2006 vertrouwelijk – © 2005, VITO NV – alle rechten voorbehoudenvertrouwelijk – © 2006, VITO NV – alle rechten voorbehouden9 juni 2006

Energiebesparingen voor

tuinbouw en gebouwen

KHK, Geel 19 april 2007

Dirk De Keukeleere

[email protected]


Overeenkomst tuinbouw -gebouwen

2


Aanpak

TUINBOUW

• BBT

• WKK

• Energieopslag

GEBOUWEN

• EPBD

• WKK

• Energieopslag


Wat?BBT: Beste Beschikbare Technieken

• Technieken– end-of-pipe + aanpassingen proces

– organisatorische maatregelen

• Beste (voor het milieu in zijn geheel)– geïntegreerd : water, lucht, energie, licht, …

• Beschikbare– bewezen in de praktijk

– geen overmatige kosten• redelijk t.o.v. resultaat• haalbaar voor bedrijven

3


BBT GlastuinbouwEnergie (1)

• Teeltruimte optimaal gebruiken

• Ongewenste ventilatie beperken / vermijden

– altijd BBT

• Optimale vormgeving en oriëntatie serre

• Optimale warmteproductie en –verdeling

– BBT voor alle nieuwe bedrijven



• Teeltomstandigheden verwarmde teelten optimaliseren mbv klimaatcomputer

– BBT voor alle nieuwe bedrijven en alle grote moderne bestaande bedrijven

• Goed geïsoleerde zijwanden

– BBT bij warme niet-lichtgevoelige teelten

4



• Warmtekrachtkoppeling (WKK)

– BBT bij warmtebehoefte én grote energievraag (b.v. assimilatiebelichting)

• Warmteopslagbuffer

– BBT voor bedrijven > 2ha, bij warme CO2-behoeftige teelten, indien voldoende warmteoverschot, én bij aardgas of lamppetroleum



• Rookgascondensor (aardgasverwarmingsketels)

– BBT indien nuttige toepassing voor laagwaardige condensorwarmte

b.v. groeibuis of grondverwarming

5



• Beweegbare energieschermen

– BBT voor alle gespecialiseerde

glasgroentebedrijven met niet-lichtgevoelige warme

teelten, alle kasplantenbedrijven met warme teelten

en alle snijbloemenbedrijven met warme teelten,

mits nieuwe serretypes, én voldoende lange overgangstermijn

• Vaste schermen

– BBT bij warme teelten


www.emis.vito.be

Overzicht BBT

BBT glastuinbouw

6


Energie Adviesprocedure

Onderzoek van 5 delen :

- Gebouwschil

- Verwarmingsinstallatie

- Sanitair Warm Water

- Zomercomfort (optioneel)

- Ventilatie (optioneel)


EPA : gebouwschil

7


EAP-Audits : eerste resultaten• Verdeling van de

labels/evaluaties :Building envelope

0 5 10 15 20

A+

A

B

C

D

E

Installation

0 5 10 15 20

A+

A

B

C

D

E

Sanitary Hot Water

0 10 20 30

A+

A

B

C

D

E


Energie-Audit (verwarming, sanitair warm water)

• Gebouwschil, verwarming, sanitair warm water.

• Test van de EAP-software (CSTC, VITO, UCL-ARCH, ICEDD)

• N=40, geïnteresseerd in (de vermindering van) hun energieverbruik

8


Technische analyse : Mogelijke energiebesparing?

Yearly energy Consumption of all audited houses

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

22

41

26

12

32

25

39 5

21

15

20 1

18

35

13

33

37

17

34 3 4

38

19

29

23

10

40 9 6

11 8

27

24

30 2

36

31

14

16

28 7[House ID]

kWh/year

Total theoretical Consumption [kWh]


Yearly energy Consumption of all audited houses

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

22

41

26

12

32

25

39 5

21

15

20 1

18

35

13

33

37

17

34 3 4

38

19

29

23

10

40 9 6

11 8

27

24

30 2

36

31

14

16

28 7[House ID]

kWh/year

Reduction Sanitary Hot Water [kWh]

Reduction Heating installation [kWh]

Reduction Building envelop [kWh]

Remaining Consumption [kWh]

Tussen 2% en 60% energiebesparing

Technische analyse : Mogelijke energiebesparing?

9


1776511896519Ketelvervanging

942530495735Zonneboiler

31113854995Dakisolatie

58721002283Buitenmuurisolatie

215621562156Isolatie van reservoir

65041081990Regelingssysteem (Thermostaat)

27444391421Spaardouchekop

22012451239Vloerisolatie

49231011136Isolatie van verwarmingsleidingen

39921111001Binnenmuurisolatie

84480950Deuren en Vensters

15130467Controle ketel

141070Reflecterende folie achterradiatoren

MaximumMinimumGemiddeld

Besparing in primaire energie[kWh/jaar]Aanbeveling


Hogere tomatenopbrengst door CO2-bemesting

• CO2 geproduceerd door gasketels

– problemen bij zonnige dagen

→→→→ hoge CO2-vraag

→→→→ lage warmtevraag

→→→→ beperking capaciteit warmteopslag

• CO2 geproduceerd door WKK

++++ minder problemen bij zonnige dagen

→→→→ WKK levert warmte EN elektriciteit

→→→→ lagere thermische efficiëntie t.o.v. gasketel

→→→→ hogere ratio CO2-productie/warmteproductie

→→→→ hogere groei en opbrengst

WKK Scheers Kontich

10


WKK Scheers Kontich

• Scheers te Kontich

- Tuinbouwbedrijf

- Tomatenkweek op substraat

- Verwarmde oppervlakte: 16.500 m²

• Eerste WKK project in Vlaanderen met rookgascondensor

en rookgasreiniging

• Subsidies via de Vlaamse Overheid

(programma van de energiedemonstratieprojecten (VEA))

• Opgevolgd en geëvalueerd door VITO


WKK Scheers Kontich

475 kW

247 kW

117 kW

315 kW

55 kW

34 kW

651 kW

117 kWC

C

± 36°C

± 95°C

warm water

elektriciteitE

Generator

G

Gasmotor

aardgas

Rookgassencondensor

Rookgassenkoeler

Katalysator

oliekoeler

interkoeler

motorwaterkoeler

rookgassen serre

11


Resultaten• Meetperiode = 1 jaar

• WKK

- 6.550 h/jaar

- aardgasverbruik : 1.024.976 m³/jaar

- elektriciteitspoductie : 3.111 MWh/jaar

- warmteproductie : 19.700 GJ/jaar

- hoge temperatuur : 17.921 GJ/jaar(91%)

- lage temperatuur : 1.779 GJ/jaar(9%)

- rendementen

- elektrisch : 33%

- thermisch : 59%

- totaal : 92%

• Gasketel

- warmteproductie : 10.810 GJ/jaar

= 35% of van de warmteproductie bij Scheers


Resultaten

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

okt-

97

no

v-9

7

de

c-9

7

jan-9

8

feb-9

8

mrt

-98

ap

r-9

8

me

i-9

8

jun-9

8

jul-

98

au

g-9

8

se

p-9

8

wa

rmte

vra

ag

(G

J)

hoogw. warmte WKK laagw. warmte WKK gasketel

17.921 GJ/jaar + 1.779 GJ/jaar + 10.810 GJ/jaar

12


Primair energieverbruik

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

WKK referentie

Pri

ma

ir e

ne

rgie

ve

rbru

ik (

GJ

/ja

ar)

WKK elektriciteit warmte

Reductie = 15.016 GJ/jaar of 31%

33.615

48.631

25.455


CO2-emissies

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

WKK referentie

CO

2-e

mis

sie

(to

n/j

aa

r)

WKK elektriciteit warmte

Reductie = 1.367 GJ/jaar of 43%

1.849

3.216

1.941

13


Economische evaluatieWKK referentie

kost/opbrengst kost/opbrengst

[*1000 €] [*1000 €]

Energiekost (kost per jaar)

> hogetemperatuurwarmte WKK 52

> aardgasverbruik ketel (hoge- en lagetemperatuur) 82

Energiebesparing (kost per jaar) 30

Exploitatiekost (kost per jaar)

> ureum, water en onderhoud 5

Netto opbrengst

> energiebesparing - exploitatiekost 25

Investering

> rookgascondensor en rookgasreiniging 136

Terugverdientijd jaar

> zonder subsdie 5,4

> met subsidie 3,5


sociale woningbouw met 12 woningenInstallatie

verwarmingsketels

Condenserende ketel: 100 kW

WKK: 12,5 kWth en 5,5 kWe

zonneboiler

18,5 m² vlakke plaat

500 liter

kringen

verwarmingskring radiatoren woningen

verwarmingskring piekboiler

14


sociale woningbouw met 12 woningen

C

C

C

C4

M

T6 T7

M

T4 T5

C1

M

M

T3 T1

T2

C2

T9

G

E

E1

C3

KW

C5

D DD

T8

G2G1



15



0

1

2

3

4

5

6

7A

ard

gasv

erb

ru

ik (

m³/

h)

Gasverbruik WKK Gasverbruik ketel

februari 2002


sociale woningbouw met 12 woningenVaststellingen

1) condenserende ketel condenseert weinig

2) WKK draait quasi niet

3) lusverliezen werden effectief opgemeten en zijn vrij hoog

16


sociale woningbouw met 12 woningenAdvies

1) verlaging van de stooklijn conform de dimensionerings-berekeningen

2) verlaging van de stooklijnafstand zodat retourdebietverhoogt

3) hydraulische aanpassing waarbij WKK warmte pas na decondensor van de condensatieketel geïnjecteerd wordt

4) bijplaatsen van een buffer voor de WKK

5) omlooppomp voor het sanitair warm water ’s nachtsuitschakelen


sociale woningbouw met 12 woningenResultaat

1) WKK draait ongeveer 3.700 h/jaar i.p.v. 890 h/jaar.

2) condenserende ketel condenseert ongeveer 90% van debrandtijd

3) circulatieverlies sanitair warm water gedaald met3.100 kWh/jaar of 30%.

17


IWT – Gesloten kas (Geskas)

De projectpartners :

• Vlaamse instelling voor technologisch onderzoek – Mol • onderzoek naar innovatieve decentrale energiesystemen

• Proefbedrijf der Noorderkempen - Meerle• onderzoek naar teelt van aardbei, tomaat en paprika

• Proefstation voor de Groenteteelt – St-Katelijne-Waver• onderzoek naar alle gangbare groenteteelten

• Katholieke Universiteit Leuven• onderzoeksgroep kwaliteitsbeheersing

• laboratorium agrarische bouwkunde



Wetenschappelijke doelstelling :

Onderzoek naar duurzame klimaatbeheersingssystemen in de glastuinbouw,gebruikmakend van innovatieve, geïntegreerde en energiebesparende technologieën met als doel de kwaliteit en kwantiteit van het geoogste product per geïnvesteerde eenheid energie te maximaliseren en tegelijkertijd de milieu-impact te minimaliseren

door het sluiten van de kas.

18



Cruciale onderzoeksvragen :• Welke technische installatie is voor welke teelt het meest

aangewezen om een gesloten kas te realiseren ?

• Welke productmeerwaarde kan er gerealiseerd worden ?

• Hoeveel energiebesparing kan gerealiseerd worden voor

welke teelt en hoe duurzaam is een gesloten kas ?

• Wat is het kostenplaatje en de rendabiliteit ?


Gewone ‘open’ kas

Ketel (WKK)

KT buffer

CO2

Afgifte : buis-systeem


19


‘gesloten’ kas

Luchtgroep

Energiesysteem

Klimatisatie

LT-bufferKT-buffer

Warmte, koude, CO2 Warmte, koude, CO2 Warmte, koude, (CO2)

Warmte, koude, CO2




20


De ‘bronnen’ van de warmtepomp

Verdamper

Condensor

WARMTEBRONWARMTEBRON

WARMTEPOMPWARMTEPOMP

WARMTEVRAGERWARMTEVRAGER

De WARMTEBRON kunnen zorgen voor de hernieuwbare

energietoevoer

COP = 2..3,5..6

ηηηηprim = 75..140…250 %

� Van elke kWh fossiele energie maakt de

warmtepomp 0,75..1,4..3kWh bruikbare warmte

� Hernieuwbaar als

ηηηηprim > 100 %


Commerciële Systemen⌦ ATES (KWO of Koude-WarmteOpslag)

⌦ BTES (BEO of Boorgat-EnergieOpslag)

⌦ CTES (REO of Restruimte-EnergieOpslag)

BTESCTES

Systemen voor ondergrondse energie-opslag

ATES

21


ATES – Aquifer Thermal Energy Storage

(KWO of koude-warmteopslag)


⌦ Nieuw hospitaal, 400 bedden

⌦ KWO met omkeerbare warmtepomp

⌦ Koeling/verwarming ventilatielucht

⌦ In bedrijf sinds aug 2000

⌦ Monitoring ANRE-demoproject

Klina hospitaal

ATES

KWO-bronnensysteem

⌦ 1 bronnenpaar / 100 m3/h

⌦ Brondiepte = 65 m

⌦ Brondiameter = 80 cm

⌦ Bronafstand = 100 m

22


Klina hospitaal

ATES

Zomerperiode


Koelvraag gebouw

Koude

grondwatersysteem

Verdamperkoude

koelmachine(s)

Condensorwarmte

koelmachine(s)

koude

balans

03-04-05

456

MWh

1789 MWh

395

MWh

1850 MWh

MWh

Klina hospitaal

ATES

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

ATES-warm to cold well ATES-cold to warm well Heat pump - cold deliverance Heat pump - heat deliverance

En

erg

y a

mo

un

ts 2

003

+ 2

004

+ 2

005

[M

Wh

]

energy deliverance (indirect)

energy deliverance (direct)

condensor heat stored

in warm well

evaporator cold

stored in cold well

Koelvraag gebouw

Koude

grondwatersysteem

Verdamperkoude

koelmachine(s)

Condensorwarmte

koelmachine(s)

koude

balans

03-04-05

456

MWh

1789 MWh

395

MWh

1850 MWh

MWh

23


Klina hospitaal

ATES

Evaluatie 2003 – 2004 – 2005 (Luchtgroepen)

• totale koudevraag = 1789 MWh

• KWO-koeling (direct) = 1394 MWh (78 %)

• Warmtepomp-koeling = 395 MWh (22 %)

• Energiebesparing op koeling = 76 %

• totale warmtevraag = 2841 MWh

• KWO-verwarming (direct) = 534 MWh (19%)

• Warmtepomp-verwarming = 2307 MWh (81 %)

• Energiebesparing op verwarming = 69 %


Klina hospitaal

ATES

Evaluatie 2003 – 2004 – 2005 (Luchtgroepen)

• reductie primair energieverbruik : 3930 GJ/jaar

• primaire energiebesparing : 85 %

• CO2 emissiereductie : 207 ton/jaar

• CO2 emissiereductie met 63 %

• globale SPF verwarming : 5,5

• globale SPF koeling : 14,8

• financiele cijfers :

• investering KWO : 750 k€

• meerinvestering tov klassieke toepassing : 300 k€

• jaarlijkse besparing : 35 k€

• eenvoudige TVT : 8,5 j (met subsidie 2 j)

24


BTES – Borehole Thermal Energy Storage(BEO – Boorgat-energieopslag)


⌦ Nieuw rustoord

⌦ Zeer energiezuinig gebouw

⌦ BEO met warmtepomp

⌦ Energiezuinige verwarming én ‘top’koeling

⌦ Uitvoering 2007 - 2008

BEO – RVT ‘De Notelaer’ Beveren

25



Elektrische Compressiewarmtepomp

GasgestookteHR+ ketels

Koeltoren BEO-veld Elektrische Compressiekoelmachines

EN

ER

GIE

-VR

AA

GE

NE

RG

IE-A

AN

BO

D

Warmte hoge temperatuur

(radiatoren)

Warmte lage temperatuur

(vloerverwarming)

Koude hoge temperatuur

(ventilo)

Condensor

Verdamper

Rusthuis: WINTER en TUSSENSEIZOEN

Verdamper

Condensor

Koude lage temperatuur (vloerkoeling)

Elektrische Compressiewarmtepomp

GasgestookteHR+ ketels

Koeltoren BEO-veld Elektrische Compressiekoelmachines

EN

ER

GIE

-VR

AA

GE

NE

RG

IE-A

AN

BO

D

Warmte hoge temperatuur

(radiatoren)

Warmte lage

temperatuur (vloerverwarming)

Koude hoge temperatuur

(ventilo)

Condensor

Verdamper

Rusthuis : ZOMERSEIZOEN

Verdamper

Condensor

Koude lage temperatuur (vloerkoeling)



⌦ BEO-WP zorgt voor energiezuinige verwarming én koeling

⌦ 55% van de totale verwarming

⌦ Op dit gedeelte 35% besparing

⌦ 75% van de totale koeling

⌦ Op dit gedeelte 75% besparing

⌦ Gasfactuur daalt drastisch, elektriciteitsfactuur stijgt licht(globaal 20.000 €/jaar besparing op exploitatiekost)

⌦ Meerinvestering bedraagt 80% op energie-opwekking

⌦ Terugbetaald op 8,5 jaar - zonder subsidiesteun

⌦ 70 ton minder CO2-emissie, zijnde ongeveer 30%

Energiebesparingen voor tuinbouw en gebouwenonderzoek.khk.be/domein_Energiemanagement/...2 9 juni...

Documents

Transcript of Energiebesparingen voor tuinbouw en gebouwenonderzoek.khk.be/domein_Energiemanagement/...2 9 juni...