Rendabiliteit van een WKK: Tips en Tricks

WKK-Stoomdag Energik & Cogen Vlaanderen

21 november 2012

Het Pand - Gent

Valérie de Groote

ZELF ELEKTRICITEIT MAKEN

Brandstof vs elektriciteit: waarom WKK?

Primaire driver: lage elektriciteitskost met WKK

Kostprijs ELI vs. GAS

De verhouding kostprijs ELI tov kostprijs GAS: belangrijke

impact op rendement WKK

Totale kost ELI industrie: 65-120 €/MWh

Aandeel ELI in totaalkost: 40-60 €/MWh

Particuliere afnemer: 220 €/MWh

Aardgasprijs industrie: 25-40 €/MWh

Spark spread (algemeen)

Spark spread is het verschil tussen:

– De waarde (ELI) gecreëerd door een elektriciteitscentrale / WKK, …

– De kost van de brandstof om die waarde te genereren

Spark spread elektriciteitscentrale (STEG):

– Prijs ELI – Prijs GAS/rendement

NB: spark spread houdt geen rekening met andere

kosten/opbrengsten

Spark spread voor WKK

Spark spread WKK =

– Prijs ELI grid + Prijs warmte huidige boiler - Gas prijs WKK

NB: spark spread houdt geen rekening met andere

kosten/opbrengsten

Spark spread voor een WKK

Vermogen WKK 5,000 MWe

Aardgas 100.000,00 MWh LHV 40% Elektriciteit 40.000,0 MWhe

0,903 110.741,97 MWh HHV Kost ELI grid 85,00 €/MWhe

30,00 €/MWh HHV CHP Totale ELI-kost 3.400.000 €

Draaiuren 8.000 h/a

55% Stoom/SWW 55.000,00 MWh

90% Rendement huidige boiler 67.675,65 MWh

Kost stoom/SWW 2.030.269 €

Prijs aardgas 3.322.259 € Spark Spread

52,7 €/MWh Waarde totale output 5.430.269 €

Prijs elektriciteit

32,3 €/MWh

Please import data into green boxes

CHP spark spread calculation

WKK binnen ETS: Dark spark spread

0

10

20

30

40

50

60

2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022

Pri

ce (

EU

R/M

Wh

)

Price Natural Gaz Price CO2

0

10

20

30

40

50

60

2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022

Pri

ce (

EU

R/M

Wh

)

Price Coal Price CO2

CO2: 8 30 EUR/ton

Natural Gas + coal: +3%/year

8

WKK binnen ETS

ETS voorzien gratis emissierechten via heat-, fuel- of productbenchmark

(allen productie-gerelateerd)

Geen emissierechten voor elektriciteit, geen extra emissierechten voor

WKK emissierechten bijkopen voor WKK

RPE ≈ relatieve vermindering CO2-emissies, tenzij met nucleair & HE

7 TIPS VOOR EEN RENDABEL

WKK-PROJECT

7 _

Het juiste project op

de juiste plaats

Dimensionering van de WKK

WKK = maatwerk!

Eerst energieplan

– Rekening houden met toekomstige energiebesparingen

– Rekening houden met geplande uitbreiding/aanpassing proces

Elk project is anders

– Geen copy – paste

– Best passende turbine/motor ≠ Beste turbine/motor

6 _

Woestijntechnologie,

ook in Vlaanderen

Woestijntechnologie voor gasturbines

Afname opbrengst elektriciteit bij hogere buitentemperatuur

Woestijntechnologie voor gasturbines

Adiabatische koeling van

aanzuiglucht

5 _

Aandacht voor water

Waterbehandeling

Omgekeerde Osmose voor minimale spui

Waterbehandeling

Thermische vs Chemische ontgassing

4 _

Een mysterieuze

warmtewisselaar

Een mysterieuze warmtewisselaar

Rookgastemperatuur daalt hoger rendement

Minder stoom naar ontgasser

3 _

Buffers in alle maten

en kleuren

Probleemstelling

Praktijk: dikwijls onregelmatige warmtebehoefte (wisselend

debiet) en gespreid in de tijd.

Indien behoefte aan warmte → WKK draait;

Indien geen warmtebehoefte → WKK uit.

Gevolg bij directe koppeling:

veelvuldig starten / stoppen van de WKK

Warmwaterbuffer

Warmte geproduceerd door de WKK opslaan in een

warmtebuffer wanneer er geen of verminderde warmtevraag

is.

Warmtebuffer moet gelaagd uitgevoerd zijn!

Warmtevraag versus warmteproductie

Voorbeeld schema

Principeschema installatie gesloten buffer

Schouw

Toepassing 1

35 °C 20 °C 1.088 kW 65 °C

Condensor 76 kW 11,74 m³/h 14,40 m³/h

46 kW 201 kW 12 °C koud water

120 °C T 20 °C

32 °C 3

Backup ketel 7 3,29 m³/h HT Toepassing 2

6 80 °C

gelaagde 0,59 m³/h 0,58 m³/h

Str & conv kW buffer 15 °C

2 4,5% 17,28 T

LT 20 °C

85 °C 4

65 °C

Aardgas 384 kW 5 Toepassing 3

1 WKK 207 kW 80 °C

2,40 m³/h 2,25 m³/h

85 °C T koud water 12 °C

Meters Alle meters met signaaluitgang voor logging! Elektriciteit 20 °C

1 Gasmeter WKK netto 131 kW

2 Gasmeter backupketel 8 bruto 133 kW

3 kWh-watermeter warmtewisselaar Toepassing 1 Eigen verbr 2,7 kW

4 kWh-watermeter Toepassing 2

5 kWh-watermeter Toepassing 3

6 kWh-watermeter WKK - buffer (controle op Σ3-5)

7 kWh-watermeter backup ketel

8 Elektrciteitsmeter na WKK (Eandis zorgt voor goedkeuring en verklaring “vermoeden van niet-injectie”)

3,29 m³/h

325 kW

Ook voor stoom!

Waterinhoud in drukvat als opslagvat 15 m³

Maximale druk 20 bar

Gebruiksdruk voor de batch-processen 7 bar

Stoomvoorraad 1.459 kg

Minimaal verdampingsoppervlak in de stoomketel als opslagvat (droge stoom) 1,1 m²

Maximaal debiet van droge stoom 4620 kg/h*m²

Geschatte piek in stoomverbruik 5000 kg/h

Duur van geschatte piek in stoomverbruik 14 minuten

Stoomvoorraad beschikbaar in het opslagvat 1.167 kg

Stoom peakshaving

Gebruik van drukvat als opslagvat voor stoom

Resultaat buffer

Grotere elektriciteitsproductie

Optimalisatie afschrijving

Grotere opbrengst van de investering

Mogelijk grotere pieken in de warmtebehoefte dekken dan de

capaciteit van de WKK

Mogelijk grotere dimensionering WKK

Mogelijk elektriciteitsproductie tijdens piekuren (duurder)

Grotere investering (kan aanzienlijk zijn)

2 _

Rendementen >100%

Het rendement van een WKK

0

200.000

400.000

600.000

800.000

1.000.000

1.200.000

RPE= 32% RPE=22%

EU

R

Inkomsten in functie van RPE

WKK-certificaten

Productie warm water (90-70)

Productie stoom

Productie elektriciteit

Rendement van 100% en meer

Lagetemperatuur-

toepassingen

Rookgascondensor

Extra: demi-water productie

1 _

Meten = Weten

Opvolging cruciaal voor max. rendement !

0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Gerealiseerd Streefwaarde op basis van aardgasinput Bij maximale benutting

Defect meter elektriciteit

Hulpbronnen

Berekening spark spread voor WKK

www.indea.be

Cursus “real-world economics of CHP” voor cursus WKK

Cogen Vlaanderen

www.indea.be

WKK-wegwijzer Cogen Vlaanderen

http://www.cogenvlaanderen.be/beheer/uploads/wkk_wegwijzer_2012.pdf

Vragen?

Vragenronde

Contacteer ons via:

– Valérie de Groote – 0479 / 239 009

– valerie.degroote@indea.be

– www.indea.be

DANK VOOR UW AANDACHT !

36