10% minder gasverbruik met extra warmtepomp

Uit de rookgassen van een WKK valt nog een aanzienlijke hoeveelheid warmte terug te winnen. Dat bekende gegeven paste paprikateler Leo Hoogweg zo simpel mogelijk in op zijn bedrijf. En Flynth ontwikkelde een rekenmodel om een terugverdientijd te berekenen.

De combinatie van relatief hoge gasprijzen en een lage vergoeding voor teruggeleverde elektriciteit aan het elektriciteitsnet, maakt dat de toepassing van warmtekrachtkoppeling (WKK) in de Nederlandse tuinbouwsector ter discussie staat. De sparkspread is de laatste jaren niet best en het financiële rendement van de WKK blijft op de lange termijn onzeker.

Leo Hoogweg heeft op zijn paprikabedrijf in Luttelgeest samen met Joël van Staalduinen, energieadviseur bij Flynth, een aanzienlijke verhoging van de energieoutput van de WKK behaald, door met een warmtepomp extra warmte uit de rookgassen van de WKK te halen.

In vergelijking met een ketel, wordt bij een WKK een veel grotere luchtovermaat gebruikt. Dit is nodig voor een optimale verbranding van gas, maar dit zorgt er tegelijk voor dat het condensatiepunt van de rookgassen lager wordt. Traditionele rookgascondensors, die bij een conventionele ketel goed werken, zorgen bij een WKK vooral voor een lagere rookgastemperatuur en slechts beperkt voor condensatie. En juist uit de condensatie van de rookgassen wordt de meeste energie gehaald. Door rookgassen verder af te koelen en te laten condenseren, is nog ruim 20 procent extra warmte uit iedere kuub gas te winnen.

Lagere rookgastemperaturen

In de huidige situatie is het rookgas circa 50°C warm als het de schoorsteen verlaat. Met het tussenplaatsen van een warmtepomp wordt bij Leo Hoogweg de temperatuur van het rookgas teruggebracht naar slechts 20°C als de schoorsteen uitgaat. De energie die normaal via de schoorsteen wordt ‘weggegooid’, wordt nu via de warmtepomp nuttig gebruikt om het retourwater uit de kas op te warmen van 40°C naar 50°C.

De bestaande standaard rookgascondensors op de WKK’s bij Hoogweg bleken niet optimaal om de extra uitkoeling te realiseren. De oplossing hiervoor is het plaatsen van een extra rookgascondensor achter de bestaande rookgascondensor. Daarmee is de rendementsverbetering gerealiseerd.

In de paprikakas van Hoogweg is geen groot LT-net aanwezig, dus was het opgewarmde water nog niet warm genoeg om optimaal benut te worden. De oplossing is dichtbij gevonden. Het water van 50°C wordt direct in de WKK gebruikt als opwarming van het motorkoelwater, waarna het met 95°C de WKK weer verlaat. Buiten de toevoeging van een warmtepomp, een tweede rookgascondensor, enkele leidingen, kleppen en een klein buffervat wordt er niets veranderd aan de bestaande verwarmingsinstallatie. Doordat warmtepompen in allerlei vermogens beschikbaar zijn, is het project uitermate interessant voor andere tuinbouwbedrijven met WKK’s.

Besparingsberekening

Door de warmtepomp hoeft de ketel minder aan en kan de WKK uit tijdens onrendabele uren. Het gasverbruik op jaarbasis (wkk-gas én ketelgas) daalt met ruim 10 procent: daar zit vooral de winst. Het elektriciteitsverbruik van de warmtepomp om aan de ene kant de rookgassen af te koelen en aan de andere kant water op te warmen moet natuurlijk meegenomen worden in de berekening. Rekenen aan de COP van een warmtepomp vraagt wel specialistische kennis; daarom zijn 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, met een behoorlijke energiebesparing.

De 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 aan 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.

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, met een lagere belastingafdracht tot gevolg. 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 kan het verminderen van kooldioxide-uitstoot interessant zijn, al is nog niet bekend hoe het sectorsysteem er precies uit gaat zien.