Innovatie geeft 9 procent rendementsverbetering WKK

Adviesorganisatie Flynth en paprikakweker Leo Hoogweg hebben een innovatie ontwikkeld die een aanzienlijke verhoging van de energieoutput van de WKK-installatie oplevert.

Hoge gasprijzen en een lage vergoeding voor teruggeleverde elektriciteit aan het elektriciteitsnet. Deze combinatie maakt dat het financiële rendement van warmtekrachtkoppeling (WKK) technologie in de tuinbouw op de lange termijn onzeker. De oplossing: een warmtepomp, die extra warmte uit de rookgassen van de WKK haalt.

Het idee achter deze innovatie is dat uit de rookgassen van bestaande WKK’s nog veel warmte terug te winnen is. In vergelijking met een conventionele ketel, wordt bij een WKK een veel grotere luchtovermaat gebruikt. Dit is weliswaar nodig voor een optimale verbranding van gas, maar het zorgt er tegelijk voor dat het condensatiepunt van de rookgassen lager wordt. Door rookgassen verder terug te koelen en te laten condenseren, is nog ruim 20 procent extra warmte uit iedere m³ gas te winnen. 

Lagere rookgastemperaturen

Bij bestaande WKK-installaties is het rookgas circa 50°C als het de schoorsteen verlaat. Met het tussenplaatsen van een warmtepomp in een proef bij Leo Hoogweg is de temperatuur van het rookgas teruggebracht naar nog maar 20°C als de schoorsteen uitgaat. De energie die anders verloren gaat, wordt nu via een warmtepomp nuttig gebruikt om het retourwater uit de kas op te warmen van 40°C naar 50°C. Het opgewarmde water van 50°C wordt direct in de WKK gebruikt als opwarming van het motorkoelwater, waarna het met 95°C de WKK weer verlaat.

Simpele installatie, forse rendementswinst

De bestaande rookgascondensors bleken bij de proef echter niet optimaal te werken. De oplossing hiervoor is gevonden in het plaatsen van een extra rookgascondensor achter de bestaande rookgascondensor. Met een simpele aanpassing is een rendementsverbetering van 9 procent behaald. Buiten de toevoeging van een warmtepomp, een tweede rookgascondensor, enkele leidingen, kleppen en een klein buffervat is er niets veranderd aan de bestaande verwarmingsinstallatie. Doordat warmtepompen in allerlei vermogens beschikbaar zijn, is het project uitermate interessant voor de meeste tuinbouwbedrijven met WKK’s.

Het gasverbruik op jaarbasis daalt met ruim 10 procent: daar zit vooral de financiële winst. Dankzij de warmtepomp hoeft de tuinder minder te stoken met de verwarmingsketel en kan  de WKK uitgeschakeld worden tijdens onrendabele uren. De warmtepomp gebruikt elektriciteit om aan de ene kant de rookgassen af te koelen en aan de andere kant water op te warmen. Dit elektriciteitsverbruik moet natuurlijk meegenomen worden in de berekening.

Besparingsberekening

Rekenen aan de COP van een warmtepomp vraagt wel specialistische kennis; daarom zijn bij de proef warmtepomp-leverancier Carrier en specialist tuinbouwprojecten Certhon ingeschakeld om het idee in details uit te werken. Ook WKK-leverancier Jenbacher heeft de benodigde technische gegevens aangeleverd. Op basis van deze technische input bleek het project technisch uitvoerbaar.

De volgende vraag was of de investering in de warmtepomp en de extra rookgascondensator op redelijke termijn worden terugverdiend. Hierbij moet men rekening houden met het gestegen stroomverbruik. Elektriciteit is momenteel niet duur, in tegenstelling tot aardgas. De eerste globale berekening door Flynth maken bij Hoogweg de potentie van dit plan duidelijk. Energetisch zorgt het voor een verlaging van aardgasverbruik en ook economisch blijkt het plan interessant. In de tussentijd is door Flynth een uitgebreid rekenmodel opgesteld, waarin alle voor- en nadelen worden doorgerekend met een terugverdientijd als resultaat.

Natuurlijk kan de sparkspread in de toekomst gunstiger worden. Dat zou voor iedere WKK-exploitant goed zijn. Hoewel de rentabiliteit van de warmtepomp in dat geval lager wordt, is de verwachting dat gedurende de levensduur van de WKK-installatie de warmtepomp dubbel en dwars terug te verdienen is. In periodes dat de prijs van elektriciteit stijgt en de stroom beter duur verkocht kan worden, kan de warmtepomp gewoon uit.

Milieuwinst: verlaging CO2-uitstoot

De investering in een warmtepomp komt in aanmerking voor Energie Investeringsaftrek (EIA). Hierbij mag de ondernemer 41,5% van de kosten in mindering brengen van de fiscale winst, wat leidt tot een lagere belastingafdracht. Flynth is in overleg met het ministerie van Economische Zaken om voor deze specifieke investering een subsidiebudget toe te wijzen, vanwege de bijdrage die deze toepassing levert aan de reductie van CO2-uitstoot.

Het verminderde gasverbruik leidt niet alleen tot minder gasinkoop, maar ook direct tot een lagere CO2-emissie. Voor tuinders die onder het EU-ETS systeem vallen, kan de lagere CO2-emissie de komende jaren een groot voordeel opleveren. Ook voor tuinders in het CO2-sectorsysteem is het verminderen van kooldioxide-uitstoot interessant. Hoe het CO2-sectorsysteem er precies uit gaat zien is nog niet bekend, maar de verwachting is dat ook in dit systeem het verlagen van de CO2-uitstoot voordelen biedt.

In elk geval geldt dat een warmtepomp voor iedere tuinbouwonderneming met één of meer WKK’s een interessante oplossing kan zijn. Flynth en Certhon kunnen dit voordeel per situatie in beeld te brengen.

De werking van de warmtepomp

Voor meer informatie kunt u mailen of direct contact opnemen met Joël van Staalduinen, energieadviseur tuinbouw bij Flynth adviseurs en accountants in Naaldwijk: (0174) 637 100