Wkk: De Toekomst Van Energieproductie

 

De brandstof laat de draaien. Naargelang de brandstof kan dit met verschillende technieken: stoomturbine, gasturbine, Stirlingmotor (met externe verbranding), inwendige verbrandingsmotor, brandstofcellen… De motor zet een in beweging, waardoor en een koelvloeistof zorgt ervoor dat de installatie niet oververhit geraakt. Een warmtewisselaar recupereert de warmte uit de koelvloeistof en gebruikt die om .

 

Het grote voordeel van gedecentraliseerde WKK’s ten opzichte van ‘klassieke’ elektriciteitscentrales is duidelijk. De warmte die bij de opwekking van elektriciteit ontstaat, gaat in die centrales steeds als restwarmte verloren. WKK-installaties gebruiken die restwarmte wel en slagen er zo in om een rendement te halen dat soms dubbel zo hoog ligt dan wanneer elektriciteit en warmte afzonderlijk worden geproduceerd.

 

Bij micro-WKK’s worden vooral toestellen op aardgas met een Stirlingmotor aangeboden. Een klein aantal fabrikanten heeft ook al Micro WKK’s die werken op brandstofcellen in zijn gamma. Met een WKK-installatie op aardgas (of vloeibaar gas) verbetert het rendement van de verwarming en vermindert de elektriciteitsrekening (tot 50%) en de afhankelijkheid van externe elektriciteitsleveranciers.

 

Hoe groter het project, hoe groter het voordeel. Voor gewone woningen met een beperkte warmtevraag is dit meestal minder interessant voor het E-peil. WKK is momenteel goed voor ongeveer 20% van de elektriciteitsproductie op de Belgische markt, maar er is nog een aanzienlijk potentieel en breed toepassingsgebied voor bijkomende installaties, zowel op de residentiële markt als voor grotere gebouwen.

 

Wkk: De Samenwerking Tussen Warmte En Kracht

 

Zo blijven ze belangrijke hoekstenen van het systeem tijdens de energietransitie en daarna, want ook bij het toenemend gebruik van brandstoffen van hernieuwbare oorsprong blijft efficiëntie belangrijk.

 

Uiteindelijk verliezen we bij de productie en het vervoer van stroom zo'n 50 procent van de energie. Om energie te besparen, gebruiken veel ziekenhuizen, bejaardencentra en tuinbouwbedrijven zogenaamde 'wkk'-systemen voor de opwekking van hun eigen stroom. Een wkk-systeem (wkk staat voor 'warmte kracht koppeling') is een kleine energiecentrale. De aardgasaansluiting wordt door het wkk-systeem gebruikt om elektriciteit op te wekken.

 

Een wkk-systeem is zuinig, omdat de warmte die vrijkomt bij de verbranding van aardgas nuttig gebruikt wordt (bij energiecentrales is dit vaak niet het geval), en omdat geen lange elektriciteitskabels nodig zijn om de elektriciteit te vervoeren. De wkk-systemen zijn op te delen in twee soorten: grootschalige systemen en systemen op microschaal.

 

Deze systemen maken gebruik van vrijkomende warmte bij industriële processen - zoals bij het opwekken van stroom - om bijvoorbeeld een ruimte te verwarmen. De wkk-systemen op microschaal zijn ontwikkeld voor de woningbouw en kunnen beschouwd worden als de opvolger van de hr-ketel. Dergelijke systemen hebben een zeer hoog rendement in vergelijking met apart inkomende energiestromen, netstroom en gas.

 

Wkk-systemen: Werking En Voordelen

 

Naar verwachting kan de consument dergelijke systemen pas vanaf 2008 overwegen als vervanging voor de huidige ketel. De prijzen ten opzichte van bestaande ketels zijn fors hoger, de verwachte terugverdientijd ligt op vijf jaar. De grote potentie van wkk-systemen is al aangegeven in 1978 door de Algemene Energieraad. In 1987 is een stimuleringsprogramma uitgebracht door het .

 

Dat kwam doordat het systeem de teveel geproduceerde elektriciteit terugvoerde over het elektriciteitsnet. De gewone opwekking ging ook gewoon door zodat het net bijna overbelast werd. Als reactie daarop heeft de overheid de groei van de wkk geremd. In de toekomst dichten ze micro-wkk toch een groot aandeel in de elektriciteitsproductie toe.

 

In plaats van elektriciteit te ontrekken van het net produceren we het zelf. Door met een brandstof een motor aan te drijven die via een generator (een soort dynamo) elektriciteit opwekt komt er warmte vrij. Door de generator te combineren met een soort cv-ketel gebruiken we de vrijgekomen warmte om water te verwarmen.

 

De kracht van het systeem zit hem in het decentrale karakter. Door de benodigde energie per huis op te wekken heeft het geheel een hoog rendement. Daarnaast besparen we transportverliezen, waarmee elektriciteitstransport via hoogspanningskabels mee gepaard gaat. De ideeën voor het gebruik van de warmte-energie die vrijkomt bij processen is eigenlijk heel logische gedachte.

 

Wkk-technologie: Een Diepgaande Blik

 

Het systeem is het meest zuinig met energie als het warmte gestuurd is. Als men dan wel elektriciteit nodig is maar geen warmte komt de elektriciteit van het net. Andersom zal het systeem het teveel aan elektriciteit terug leveren aan het net. Zo levert de één het tekort van de ander en andersom.

 

Bijkomend is ook het verminderen van CO2 een belangrijk onderwerp bij de overheid. De warmte/kracht koppeling techniek komt tegemoet aan al deze beleidonderdelen. Het systeem is eigenlijk op te vatten als de opvolger van de hr-ketel met als bijkomend effect dat het ook elektriciteit kan opwekken. Omdat het rendement veel hoger ligt als het apart opwekken van elektriciteit zal de consument minder geld kwijt zijn aan energie.

 

Wel is het systeem nog in de ontwikkelingsfase en wacht het op acceptatie door de markt. Als de micro-wkk op grote schaal is ingeburgerd zal het een groot aandeel hebben in de elektriciteitsproductie. De (Energieonderzoek Centrum Nederland) heeft op basis van langetermijnstudies berekend dat de micro-wkk tezamen in 2020 wel 55 procent van de energie op kunnen gaan wekken die Nederland verbruikt.

 

Ongeveer 450. 000 micro-wkk systemen leveren evenveel energie als de Eemscentrale. Dit zijn het aantal ketels dat per jaar vervangen worden, per jaar kan men door het installeren van wkk-systemen in plaats van de huidige hr-ketels de bouw van een zeer grote elektriciteitscentrale besparen. Voorlopig is de brandstof voor het systeem nog aardgas, maar in de toekomst met de komst van biogas en uiteindelijk waterstofgas zal het systeem steeds duurzamer worden.

 

Wkk En Hernieuwbare Energiebronnen

 

Vergeleken met de hr-ketel zal de micro-wkk ongeveer twee keer meer gaan kosten, wat terugverdiend moet worden met de besparing op onttrekking van elektriciteit van het net. De ontwikkelaars verwachten een terugverdientijd van ongeveer vijf jaar. Grote bedrijven bekijken de mogelijkheden om het systeem op afstand te controleren, zodat een alle wkk-systemen in een gebied als één grote energiecentrale gezien kan worden.

 

Warmte-krachtkoppelingsystemen zijn essentieel voor flexibiliteit op het gebied van energie. Het is belangrijk om ze in goede conditie te houden, daarom is een goede strategie voor preventieve controle en onderhoud gedurende de volledige levensduur onmisbaar. Dit is een investering die zich uitbetaalt in termen van: Optimale efficiëntie Maximale beschikbaarheid en output Maximale belasting van WKK-systeem Langere levensduur Preventie van storingen en downtime Lage emissies Snelle reactie op operationele problemen Meer flexibiliteit op het gebied van energie Gemoedsrust in de wetenschap dat uw systeem optimaal functioneert Inplannen van groot onderhoud voor operationeel gemak en optimale productiviteit Voortdurende monitoring vormt de kern van elke onderhoudsstrategie en is tegen lage kosten op afstand mogelijk.

 

Het is belangrijk om de onderhoudskosten over de volledige levensduur mee te rekenen bij het berekenen van de economische haalbaarheid van WKK voor een nauwkeurige inschatting van het rendement. Sommige leveranciers bieden ook onderhoudsovereenkomsten als vaste kostenpost of via gespreide financiering: zij bieden volledige zorg vanaf het eerste ontwerp tot het einde van de levensduur.

 

000 uur of 4000 start-stopcyclussen wat vergelijkbaar zou zijn met 10-jarig gebruik. De voordelen boven de stirling-WKK zijn geen bewegende delen, onderhoudsarm en een stillere werking. Het overschot aan elektriciteit kan teruggeleverd worden aan het elektriciteitsnet. De stirlingmotor warmtekrachtkoppeling werd in 1816 geïntroduceerd ter vervanging van de stoommachine. Dit type motor staat op het moment in de belangstelling voor gebruik in microwarmte-krachtkoppelingsinstallaties waarin het efficiënter en veiliger is dan een installatie met een vergelijkbare stoommachine.