Warmte-kracht koppeling en trigeneratie

Abstract

Naar aanleiding van de stijgende welvaart en klimaatsveranderingen is energie een zeer belangrijke topic geworden in onze maatschappij. Het grootste probleem is dat we te kampen hebben met een eindige voorraad fossiele brandstof waar kwistig mee omgesprongen wordt. Het is dus belangrijk om met de voorraad die we bezitten rationeel om te springen en technologieën te ontwikkelen die dit mogelijk maken. Een ander groot probleem is het ecologische probleem. Met behulp van het Kyoto protocol probeert men de CO2 uitstoot te verminderen. Warmtekrachtkoppeling, het gezamenlijk opwekken van warmte en elektriciteit, neemt deze twee problemen onder handen. De eerste hoofdstukken in mijn thesis handelen dan ook over deze technologie. Vooreerst wordt er ingegaan op het energetisch aspect. Warmtekrachtkoppeling maakt het mogelijk om het verbruik van fossiele brandstof te verminderen en zo onze eindige voorraad te verlengen. WKK zal eveneens de CO2 uitstoot verminderen en zo België helpen de Kyoto-normen te halen. Het is dan ook aan de overheid om een investering in WKK interessant te maken. WKK installaties vallen dan ook binnen een aantal algemene subsidieregelingen, zoals ecologiesteun, verhoogde intrestaftrek en steun voor demo-en pilootprojecten. Naast deze algemene maatregelen is men begonnen met het warmtekrachtcertificatensysteem. Dit systeem kan een betekenisvol effect hebben op de rendabiliteit van WKK projecten. Projecten die voorheen verlies leden kunnen nu wel rendabel worden. Na warmte en elektriciteit begint ook koude, de behoefte aan koeling, een belangrijkere rol te spelen in onze maatschappij. De meerderheid van de mensen vinden het geen overbodige luxe om airco in huis te halen. Vooral voor bedrijven die koeling nodig hebben kan het interessant zijn om dit op een alternatieve en energetisch aantrekkelijke manier te realiseren. De volgende hoofdstukken handelen dan ook over trigeneratie. Bij trigeneratie wordt met behulp van de restwarmte uit de WKK installatie koude opgewekt. Dit gebeurd door een absorptie koelsysteem aan de WKK te koppelen. Absorptiekoelmachines gebruiken warmte om koude op te wekken. Compressorkoelmachines gebruiken elektriciteit om koude op te wekken. Het is dan ook logisch om de restwarmte die een bedrijf heeft nuttig te gebruiken in plaats van ze uit te stoten. Niet alleen is het op deze manier voor een bedrijf mogelijk een brandstofbesparing te realiseren, maar ook de CO2 uitstoot vermindert aanzienlijk. Ook trigeneratie valt binnen de subsidieregelingen en het certificatensysteem als de installatie uiteraard voldoet aan bepaalde eigenschappen. Twee belangrijke begrippen PEB( primaire energiebesparing) en RPE (relatieve primaire energiebesparing) komen aan bod. Om in aanmerking te komen voor bepaalde subsidies en om mee te werken in het warmtekrachtcertificaten systeem is het belangrijk dat beide begrippen een bepaalde waarde hebben. Zo zal de PEB altijd positief moeten zijn en de RPE boven de 5% moeten zijn om mee te werken in het warmtekrachtcertificaten systeem. In dit deel van de thesis maak ik een vergelijking tussen de volgende drie scenario’s: Het opwekken van warmte, elektriciteit en koude; het opwekken van koude en elektriciteit; en het opwekken van warmte en elektriciteit. Bij elk scenario kijk ik of de installatie een primaire energie besparing behaalt en aan de vereiste norm van 5% relatieve primaire energiebesparing voldoet. Het is dus belangrijk om een primaire energie besparing te bekomen. Zo realiseert men een brandstofbesparing ten opzichte van de conventionele gescheiden opwekking. Met de brandstofprijzen die de laatste jaren hoge toppen scheren is dit economisch een zeer goede zaak voor bedrijven. Door het gebruik van trigeneratie worden door de lagere CO2 uitstoot ook externe kosten vermeden. De laatste hoofdstukken zijn gewijd aan de verschillende technieken van koelen: absorptiekoeling, adsorptiekoeling en compressiekoeling, en de vergelijkingen tussen deze technieken. Ook wordt er een schets gegeven over hoe ver we staan met de implementatie van trigeneratie op wereldvlak en in België. In België zijn er twee voorbeelden van trigeneratie, het Berlaymont gebouw te Brussel en het AZ Sint-Jan in Brugge. Als laatste heb ik een situatie bekeken waarbij het mogelijk zou kunnen zijn om over te schakelen op trigeneratietechnologie. Deze situatie vond ik in het Virga Jesse ziekenhuis te Hasselt. Een ziekenhuis heeft gedurende heel het jaar zowel warmte, elektriciteit als koude nodig. Omdat het ziekenhuis al over een WKK installatie beschikt vond ik het voor de hand liggend om voor het Virga Jesse ziekenhuis een voorstel uit te werken