Glastuinbouw: plaats voor kleinere WKK’s

WKK is een energie-installatie waarmee het mogelijk is de energiekost op zwaar verwarmde glastuinbouwbedrijven terug te dringen. Maar hierbij mag niets aan het toeval worden overgelaten. Het eigenlijke financiële resultaat wordt in belangrijke mate bepaald door de verhouding tussen de vergoedingsprijs voor elektriciteit en de gasprijs. Maar ook het belang van de investeringskost mag niet worden onderschat. Dank zij de warmtekrachtcertificaten wordt het economisch verantwoord, maar elke individuele situatie dient grondig geanalyseerd.

Warmtekrachtkoppeling is een techniek waarbij zowel warmte als kracht (elektriciteit) wordt gemaakt met een lagere behoefte aan primaire energie. Op deze manier wordt een belangrijke bijdrage geleverd in de emissiereductie van broeikasgassen.

WKK kent in de tuinbouw een bijna ideale toepassing. De grote energiebehoefte van zowel laagwaardige als hoogwaardige warmte maakt een optimale inpassing van de verschillende onderdelen mogelijk. Naast motoroliewarmte en rookgaswarmte (70-90°C) is het mogelijk om in de serre met een aangepast LT-net  de warmte van mengselkoeler (boven 250 kWe)  en rookgascondensor (35-55°C) te benutten in de energievraag van het gewas.

Vóór  de rookgaskoeler kunnen bij grotere installaties (>500kWe) de rookgassen gereinigd worden zodat de rookgassen als belangrijke CO2-bron voor de gewassen kunnen dienen. Niet alleen CO en etheen worden naar veilige niveaus gebracht. Ook de schadelijke broeikasgassen als NOx en methaan worden aanzienlijk gereduceerd zodat fytotoxiciteit wordt vermeden. Alleen in de tuinbouw brengen we de schadelijke componenten tot een niveau waarop ze ongevaarlijk zijn voor de planten. Andere sectoren dienen zicht te houden aan de emissienormen voor stationaire motoren.

In een vrijgemaakte elektriciteitsmarkt is het economisch inpassen van warmtekrachtinstallaties vrij complex; het wordt beïnvloed door technische, economische en wettelijke parameters. Met dit artikel willen we de inpassing van WKK’s op de kleinere tuinbouwbedrijven doornemen en een gevoeligheidsanalyse maken. In de berekening willen we zowel jaarkosten, investering en interesten als subsidies en opbrengsten in rekening brengen. In de een energiecrisis is het belangrijk de energiekost per vierkante meter terug binnen aanvaardbare grenzen te krijgen, logisch dat de berekeningen dit kengetal als vergelijkingspunt nemen.

Investeringen
De motor is goed voor ongeveer 50% van de kostprijs van het project (lees: installatie WKK). Onder de 500 kWe (0,5 MWe) (kWe = energie die per tijdseenheid op het elektriciteitsnet kan worden gezet of lokaal benut) bedraagt de kostprijs van een motor ongeveer 1.000 – 1.250 €/kWe.  Belangrijk onderdeel voor de glastuinbouw is de rookgasreiniger. Vrij duur  (te) voor kleine installaties, maar het niet kunnen benutten van de rookgassen geeft een bijkomende kost aan zuivere CO2/m². De benutting van de CO2 en de rookgassen in de serre worden binnen het WKK-besluit extra ondersteund. De rookgasreiniger uit de investering nemen vermindert de energiekost met ongeveer 1 €/m², maar niet in alle situaties is dit voldoende om de aankoop van zuivere CO2 te compenseren.

Niet alleen de motor is een grote kost, maar ook belangrijke onderdelen als buffer, CO2-net, hydraulische en technische inpassing in de bestaande bedrijfssituatie, hebben in verhouding tot het vermogen vaak een hoog kostenplaatje. Het zijn de eerste paar honderd kuub die een buffertank duur maken. Een ventilator voor de verdeling van de rookgassen voor een WKK van 0,5 MWe is niet veel goedkoper dan eentje voor een WKK van 1,6 MWe. En ook het laswerk in de technische ruimte is bij een kleinere installatie vaak een even grote kost als bij een wat grotere.

Aansluiting op de nutsvoorzieningen gas en elektriciteit is voor velen een onzekere parameter die in het WKK-verhaal zo snel mogelijk moet worden ingevuld. Voor beide is er een tussenkomst van de overheid voor de eerste 1.000 m. Dat wil niet zeggen dat daardoor de aansluiting gratis is.

Wat de elektriciteitsaansluiting betreft hebben de lagere vermogens over het algemeen geen telecontrolekast van € 14.000 nodig en kan het vermogenrecht samen met de aansluiting voor ongeveer € 15.000 gerealiseerd worden. Wel zijn normaal twee meetopstellingen (injectie-meting en VREG-meting) nodig van rond de 1.800 €/stuk. Elke meter leiding die extra moet worden aangelegd kost € 70 en zorgt vaak voor kleinere installaties voor een onoverkomelijke kost.

Wat gas betreft komt een aansluiting met dubbele reduceerstraat met volume herleidinginstrument (VHI) en telemeting  (het op afstand kunnen registreren van het gasverbruik door de distributienetbeheerder) op een kost van € 17.000. Elke meter leiding (middendruk) die hier moet worden aangelegd kost rond de € 75 per lopende meter. Voor kleinere installaties is een dubbele reduceerstraat niet echt nodig.

Onderhoud
Onderhoud houdt niet alleen het geplande onderhoud (olieverversing, filters, bougie…) maar ook de interventie in geval van schade. Meestal wordt hier een vaste prijs per draaiuur voor opgegeven. Ook in deze onderhoudskost weegt de rookgasreiniger door. Voor de kleinere installaties lijkt ons onderhoudskost naargelang prestatie meer aangewezen.

Jaarlijkse brandstofkost
De jaarlijkse brandstofkost is een zeer belangrijke kost en zeer bepalend voor het economisch resultaat van de installatie. In ons rekenvoorbeeld hebben we deze op 22 €/MWh genomen. Daar we een energiekost per vierkante meter bepalen wordt de geproduceerde hoeveelheid thermische energie niet meegenomen, tenzij deze te koop wordt aangeboden aan een naburige organisatie. Tevens is het niet nodig om de investeringskosten van de oorspronkelijke verwarmingsinstallatie mee te nemen op een bestaand bedrijf. Deze blijft echter noodzakelijk als back-up-installatie.

Elektriciteit 
De elektriciteit geproduceerd door de WKK-installatie kan lokaal (assimilatiebelichting – lokaal verbruik) worden verbruikt of op het distributienet worden geplaatst. De VREG-meter registreert de nettoproductie van de installatie; de injectiemeter (indien van toepassing) meet de uitwisseling met het openbaarnet. De vergoedingsprijs voor de elektriciteit op het openbaar net wordt bepaald door wat een energieleverancier ervoor betaalt. Het vermarkten van de elektriciteit kan rechtstreeks aan de energieleverancier (afzonderlijk contract) of op basis van de termijnmarkt (Endex) of via de dagmarkt (Belpex). In ieders geval is een overeenkomst met een ARP (Acces Responsible Party) noodzakelijk. Grotere installaties bieden de mogelijkheid om deel te nemen aan de flexibiliteitsmarkt. Voor kleinere installaties wordt de opvolging en technische aanpassing onvoldoende gecompenseerd.

Technisch
Warmtekrachtinstallaties met een kleiner vermogen hebben eigenschappen die mee aan de basis liggen van het minder economisch resultaat ten opzichte van grotere vermogens. Zowel het elektrische als het totale rendement van de installatie is lager. Grotere diameters van zuigers geven minder wrijving en resulteren in een hoger elektrisch rendement. In verhouding hebben de kleinere motoren ook een groter stralingsverlies.

Gevoeligheidsanalyse
Voor de gevoeligheidsanalyse van een WKK op kleinere bedrijven hebben we in Tabel 1 een motor van 250 kWe uitgewerkt op 1 ha zonder CO2 dosering en warmtevraag van 200 kWh/m².

Uit Figuur 1 blijkt dat zowel de gasprijs als de vergoedingsprijs voor elektriciteit en het elektrisch rendement een sterke invloed hebben op het resultaat per vierkante meter. In de praktijk is het dus belangrijk een grote verhouding te realiseren tussen de elektriciteitsprijs (E) en de gasprijs (G). In Figuur 1 komen we tot een resultaat van rond de 3 € energiekost/m² als de verhouding E/G groter is dan 2.5. Bij een verhouding kleiner dan 1.5 komt de energiekost per vierkante meter boven de 5.5 € uit. Dit maakt de WKK-toepassing gevoelig voor de verhouding elektriciteitsprijs/gasprijs. Wat de invloed is van het elektrisch en het totaal rendement is ook duidelijk uit de figuur af te leiden. Een hoger elektrisch rendement zorgt niet alleen voor een grotere elektriciteitsproductie maar tevens voor meer warmtekrachtbesparing en dus certificaten. Ook het thermisch rendement is belangrijk daar hiermee vooral meer warmtekrachtcertificaten kunnen worden bekomen door stijging van het totaal rendement.

Figuur 1 toont dat een procentuele wijziging van zowel de totale investeringskost als de onderhoudskost een zelfde effect veroorzaken op de energiekost per vierkante meter.

Besluit
De toepassing voor een warmtekrachtinstallatie op een zwaar verwarmd glastuinbouwbedrijf is logisch.  WKK is een energie-installatie waarmee het mogelijk is de energiekost tot aanvaardbare waarden te brengen. Voor kleinere installaties blijkt uit de gevoeligheidsanalyse dat niets aan het toeval mag worden overgelaten. Zowel het totaal rendement als het elektrisch rendement bepalen het resultaat van het aantal warmtekrachtcertificaten en MWh die verkocht kunnen worden. Het eigenlijke financiële resultaat is in belangrijke mate ingegeven door de verhouding elektriciteitsprijs/gasprijs. Deze zou best groter dan 2,4 zijn in ons rekenvoorbeeld. De gegarandeerde prijs van € 31  is voor veel projecten onvoldoende om ze uit te voeren. Verder stellen we vast dat de meerkost in investering en onderhoud voor kleinere WKK-installatie een negatief effect heeft op een gunstig economisch resultaat. Is de aansluitingkost op de nutsvoorziening aanvaardbaar en kan er worden bespaard in installatiekost, dan maakt dat het project beter haalbaar.

Herman Marien
Michiel Van Erdeweghe
Thomas More, Kenniscentrum Energie