Haalbaarheid geothermie Parkwijk Turnhout

Click here to load reader

Embed Size (px)

description

DE ARK heeft begin 2012 een onderzoek opgestart naar de haalbaarheid van geothermie in de Parkwijk samen met VITO en SPK.

Transcript of Haalbaarheid geothermie Parkwijk Turnhout

  • 1. 08/11/2012Evaluatie van ondiepe en diepegeothermie voor de Parkwijk in TurnhoutGeert Schoofs (DE ARK) en Ben Laenen (VITO)

2. Situering 3. Eigendom 245 won + 205 app 4. Bouwjaren Parkwijk1 24 2483 1969 1971 1972 197332 1976 19772351997 272009 24 5. Vlaams Urgentieprogramma energie 20201.DAKISOLATIE2.HOOGRENDEMENTS GLAS3.CONDENSATIE CV-KETELS 6. RENOVATIE PLANNING+/- 100 miljoen voor patrimonium DE ARK14 miljoen voor Parkwijk283 van de 450 CV-ketels zijn OKNatte kruipkeldersGeen isolatie, vele koudebruggenKenmerkende architectuur erfgoedVerscheidene grootschalige projecten op til 7. GEOTHERMIE ALS OPLOSSING? Welke technologie? Schaalgrootte? Betaalbaarheid? kosten/baten 8. Jaarlijkseincl renovatieBestaandeenergieexcl sanitair toestandbehoefte warm water(EPC)Woningen2.605 MWh10.901 MWhAppartementen 1.316 MWh 3.482 MWhTOTAAL3.921 MWh14.384 MWh Op basis van EPCs woningen 530 kWh/m2 app 240 kWh/m2 9. EnergiebehoefteTypeAantal m2/unit traditioneel (133 kWh/m2) laag energieverbruik (85 kWh/m2)WoningenkWh per woningTotaal MWh kWh per woning Totaal MWhPAA24 110 14.630 3519.350 224PAC 123 110 14.630 3369.350 215262 145 19.285 1.196 12.325 764PAE 110 110 14.630 1469.35094222 140 18.620 410 11.900 262PAF2765 8.6452335.525 149PAI 1 3 110 14.630449.35028220 150 19.950 399 12.750 255PAJ 110 110 14.630 1469.35094220 145 19.285 386 12.325 247AppartementenPAK 12367 8.9112055.695 13126085 11.305 6787.225 434322 105 13.965 3078.925 196PAL 12267 8.9111965.695 12525785 11.305 6447.225 412321 105 13.965 2938.925 187PAN2478 10.374 2496.630 159Totaal 7.0203.976 08/11/201211 2012, VITO NV 10. Energiebehoefte 3000 Warmtevraag 2500 2000Verwarmingsvermogen [kW] 1500 100050000 1000 2000 3000 4000 5000 60007000 8000 Uren van het jaar [h]08/11/2012 12 2012, VITO NV 11. EnergievoorzieningRef. BETS + ATES Intermed.Diepe ATESGeothermie geothermiediepteNvt1201501000 2200Organisatie Decentraal decentraal semi-Centraal centraalcentraalVerwarmingGasketel Warmte-Warmte-Direct Direct pomp pomp T 40 3040 3035 2595 65 (30)Koeling Koelma-Direct + Direct + NvtAdsorptie-chine, warmte-warmte- koelingwaterpomp pomp T 15 1915 19Nvt12 16 08/11/201213 2012, VITO NV 12. Koude-warmte opslag in aquifers (ATES)08/11/2012 14 2012, VITO NV 13. Koude-warmte opslag in aquifers (ATES) Watervoerende laag niet dieper dan 150 m Voldoende hoge waterdoorlatendheid 8 m/d of hoger Gerelateerd aan de dikte Voldoende dikte van de watervoerende laag Minimaal 10 m Gerelateerd aan de doorlatendheid Grondwaterstroming niet groter dan 25 m/j Geen interferentie met bestaande toepassingen Buiten beschermingszones voor grondwaterwinningen08/11/201215 2012, VITO NV 14. Toepassingsgebied van ATES 08/11/201216 2012, VITO NV 15. Mogelijkheden ATES in de ParkwijkDiepte (m t.a.w.) Diepte (m)Litholgie Formatie21 17 04 Zand met kleilage Quartair17 -154 36Fijn zand Formatie vanPoederlee-15 -26 36 47 Fijn kleiig groen Formatie vanzandKasterlee-26 -13247 153Groen zandFormatie van Diest-132 -151 153 172 Zwartgroen zand Formatie vanBerchem 08/11/201217 2012, VITO NV 16. Mogelijkheden KWO in de ParkwijkParameter WaardeOntwerpvermogen KWO verwarming Doublet 1487 kWOntwerpvermogen KWO verwarming Doublet 2540 kWOntwerp warmteproductie Doublet 1 773 MWhOntwerp warmteproductie Doublet 2 856 MWhInjectietemperatuur bron6 18CGemiddelde onttrekkingstemperatuur bron 12CMaximaal grondwaterdebiet Doublet 1 70 m3/uMaximaal grondwaterdebiet Doublet 2 80 m3/uTotaal verpompt volume Doublet 1110.600 m3/jTotaal verpompt volume Doublet 2122.400 m3/j08/11/2012 18 2012, VITO NV 17. Boorgatenergieopslag (BTES)08/11/201219 2012, VITO NV 18. Boorgatenergieopslag (BTES) Verticale lus in een 20 tot 150 m diep boorgat Vermogen en capaciteit via meerdere boringen Tussenafstand 2 tot 10 m Hoge temperatuuropslag mogelijk (tot 90C) In principe overal toepasbaar Thermische geleidbaarheid van de bodem Warmtecapaciteit van de boden Grondwaterstroming08/11/201220 2012, VITO NV 19. Geschiktheid ondergrond voor BTES 08/11/2012 21 2012, VITO NV 20. Mogelijkheden in de Parkwijk (ATES BTES) Appartementen via ATES ParameterWaarde Ontwerpvermogen KWO verwarming 320 kW Ontwerp warmteproductie509 MWh Injectietemperatuur bron 6 18C Gemiddelde onttrekkingstemperatuur bron12C Maximaal grondwaterdebiet45 m3/u Totaal verpompt volume 72.900 m3/j08/11/201222 2012, VITO NV 21. Mogelijkheden in de Parkwijk (ATES BTES) Woningen via BTES (ontwerp per woning) Parameter Waarde Configuratie opslagveld In line Aantal verticale warmtewisselaars 3 Diepte verticale warmtewisselaars 120 m Type warmtewisselaarDubbele-U-lus Onderling boorgatafstand16 m Boorgatdiameter 16 cm FludiumWater/glycol Maximum vloeistoftemperatuurstraject14 18C Minimum vloeistoftemperatuurstraject-3 1C 08/11/201223 2012, VITO NV 22. Geothermie 08/11/201224 2012, VITO NV 23. Geothermie Wth = Q x x cw x (Tp Ti) Wth: thermische vermogen (W) Q: debiet (m3/s) : densiteit van water (kg/m3) cw: specifieke warmte van water (J/kg.K) Tp: productietemperatuur (C) Ti: injectietemperatuur (C) 08/11/201225 2012, VITO NV 24. Energiebalans in de ondergrondModel: poro: 15%; h: 100 m; k: 230 mDarcy; Q: 10,4 kg/s; 6,7 MW th; oneindig reservoir 08/11/201226 2012, VITO NV 25. Toepassingen van geothermie > 120C elektriciteitsproductie150Cproductie van aluminium via Bayer procd140Cdrogen en inblikken van landbouwproducten110Cdrogen en afharden van prefab betonelementen100Cdrogen van organische stoffen zoals groenten en gras80C traditionele ruimteverwarming70C onderste grens adsorptiekoeling60C verwarming van stallen (veeteelt)55C onderste grens serreverwarming50C balneologie, teelt paddenstoelen40C onderste grens ruimteverwarming30C verwarming zwembaden25C visteelt< 25C warmtepompen08/11/201227 2012, VITO NV 26. Het potentieel in Vlaanderen08/11/201228 2012, VITO NV 27. Geothermische reservoirs Noorderkempentemperature (C) porosity (m3/m3) 0 2040 6080 100 0 0,1 0,2 0,30,4 0,5 0,6 0,7 0 0 500 50010001000Krijtdepth (m)depth (m)15001500Westfaliaan20002000Kolenkalk25002500modelled measuredaverage minimalmaximalGeothermie in 23/02/2009Vlaanderen 08/11/201229 2012, VITO NV29 28. Mogelijkheden geothermie in de ParkwijkKrijt Onder-CarboonToeleveringstemperatuur 35C95CInjectietemperatuur 22C60 (30)CProductiedebiet 75 m3/u 125 m3/uVermogen1.125 5.100 (9.450) kWWarmtelevering4.000 MWh 7.050 MWhPompvermogen90 kW 190 kWTotaal verpompt volume263.700 m3/j172.700 m3/j08/11/2012 30 2012, VITO NV 29. Evaluatie energieprestatieeenheid referentie Decentraal ATES Krijt Boven- CarboonElektriciteit MWh/j 16 110 277 320 260Aardgas MWh/j 4.7002.500 2.350 0 0Som Primaire MWh/j4.7162.610 2.627 320 260energieBesparing %45449394CO2 uitstootton/j 8864340102 84Besparing %8991 08/11/201231 2012, VITO NV 30. Economische evaluatieeenheid referentie Decentraal ATESKrijt Boven-CarboonInvestering Euro540.0001.810.0002.218.000 3.045.000 8.503.000VerschilEuro 1.270.0001.678.000 2.505.007.963.00Werking Euro/j215.000113.000142.000 75.000111.000VerschilEuro/j 102.00073.000140.000 104.000Eenvoudig J 88612,5 2317,976,5e payback08/11/2012 32 2012, VITO NV 31. Besluiten De warmtevraag kan ingevuld worden met ondiepe en diepe geothermie Het decentrale systeem, ATES en de geothermische bron in het Boven-Carboon kunnen koeling leveren Systemen met warmtepompen leveren een primaire energiebesparingvan ca. 45% en verminderen de CO2 uitstoot met ca. 40% Rechtstreekse toepassingen leveren een primaire energiebesparing vanmet meer dan 90% en verminderen de CO2 uitstoot met ca. 90% Het vermogen van de twee geothermische bronnen wordt onderbenut,wat resulteert in langere terugverdientermijnen Indien koeling kan gevaloriseerd worden stijgt de rendabiliteit van hetdecentrale systeem, ATES en de geothermische bron in het Boven-Carboon De geothermische bron in het Boven-Carboon kan hoge temperatuurwarmte leveren en stelt minder eisen aan de isolatie van de woningen 08/11/201233 2012, VITO NV