EnergiekEvent geeft handvatten om energie te besparen

De glastuinbouw heeft er nog een hele zware klus aan om in 2040 klimaatneutraal te zijn. Met daarbij nog de nodige onzekerheid over waar je als teler nu het best in kunt investeren. Het onlangs gehouden EnergiekEvent bood al wel de nodige handvatten om mee aan de slag te gaan.

Voorafgaand aan het zoeken naar duurzame energiebronnen, is minimalisatie van de energievraag de eerste stap richting een klimaatneutrale teelt. Daarbij hoort zeker ook optimalisatie van de energie-, vocht- en assimilatenbalansen voor het gewas. De teeltmethode Het Nieuwe Telen, die inmiddels zijn vijftienjarig bestaan viert, draagt daar aan bij. Nog steeds volgen jaarlijks rond de tweehonderd telers en andere belangstellenden de cursus, geïntroduceerd binnen het innovatieprogramma Kas als Energiebron, zo bleek tijdens het door Glastuinbouw Nederland georganiseerde EnergiekEvent bij Wageningen University & Research in Bleiswijk. In de loop der tijd zijn daarbij de nodige stappen in de goede richting gezet: zoals van bijna niet schermen in bepaalde teelten naar de overweging van een tweede of zelfs derde scherm, en het steeds meer afscheid nemen van de minimumbuis als middel tot warmtecirculatie.

Warmte-koudeopslag kan langere tijdsoverbruggingen maken tussen warmteproductie en -vraag.

Effectiever schermen

Bij energiebesparing speelt het schermgebruik een belangrijke rol. Daarbij valt verdere energiebesparing zowel te halen uit nieuwe schermmaterialen met betere eigenschappen, als uit slimmere en efficiëntere toepassingsstrategieën in de teelt. Ongecontroleerde uitwisseling van voelbare en latente warmte door een schermdoek heen is altijd ongewenst.

Binnen het Energiek-project wordt onder andere gekeken naar nieuwe schermmaterialen en coatings op schermen, om ze nog energie-efficiënter te maken. Bij die optimalisatie speelt een combinatie van eigenschappen een rol, zoals de lichttransmissie, de mate waarin warmtestraling doorgelaten wordt, de luchtdoorlatendheid en het vochttransport door het doek heen. Vooral bij de dagschermen, waar voldoende lichttransmissie een belangrijke voorwaarde is, blijkt het lastig om materialen te vinden die daarnaast ook nog eens gecombineerd zowel weinig vocht doorlaten als een hoge warmtereflectie geven.

Transparant materiaal

Er wordt onder andere experimenteel gekeken naar een heel transparant materiaal dat wel luchtdoorlatend is, maar geen vocht doorlaat. Vergelijkbaar met het principe van ademende maar waterdichte Goretex-kleding. CO₂ blijft aanzienlijk langer in de kas binnen bij gebruik van dit type materiaal. Het is afwachten wanneer er een praktijkrijpe uitontwikkelde versie van op de markt komt. Het materiaal van de eerste testserie bleek nog te makkelijk te scheuren. Een opvolgende versie presteerde al beter op dat vlak.

Het ene doektype kan soms tot tientallen procenten meer energie besparen dan het andere. Al kan een dubbel scherm van zo’n minder isolerend doek dat verschil weer compenseren. Als er twee doeken gebruikt worden met een verschillende mate van doorlating van warmtestraling, dan dient het doek met de slechtste reflectie als onderste doek geïnstalleerd te worden.

Interactie met kasklimaat

Behalve de materiaaleigenschappen op zich, is ook de interactie met het kasklimaat van groot belang voor de energiebesparende werking van schermen. Zo is de mate van besparing bijvoorbeeld afhankelijk van het nat of droog zijn van een doek, en van de hoogte van de kasruimtetemperatuur ten opzichte van de temperatuur boven het scherm. Berekeningen aan de hand van het dynamische kasklimaat- en energiemodel van WUR kunnen helpen om een bewuste keuze te maken of het in een bepaalde teelt nuttig en lonend is om het bestaande doek te vervangen door een recenter type met betere eigenschappen.

Het vochtsetpoint verhogen kan volgens dat model al een aanzienlijke besparing (tot 35% of 40% in de nacht) op energievraag opleveren, als het scherm daardoor langer gesloten kan blijven. Het bij een ietsje hogere instraling pas openen van het scherm heeft een geringer positief effect dan meer vocht tolereren, maar ook daar valt nog iets te halen. Tot 100 watt instraling heeft wegscherming van licht slechts een gering negatief effect op de fotosynthese van het gewas. Zeker in de winterperiode is het extra fotosyntheseverlies erg klein, als er toch al sprake is van teeltomstandigheden met heel weinig zonlicht.

Een warmtepomp kan een interessante duurzame invulling geven aan de warmtebasislast.

Warmtepomp

Groene stroom maakte in 2022 ongeveer 41% uit van de totale elektriciteitsproductie. Vorig jaar was dat al gestegen naar 50%. Er komt dus meer duurzame elektriciteit beschikbaar. Daarbij maken steeds verder oplopende energiebelastingen de wkk naar de toekomst onaantrekkelijker als energiebron. Een op groene stroom draaiende warmtepomp kan dus een zinvolle optie zijn om te verduurzamen. Rekenvoorbeelden tijdens een workshop van Blueterra geven aan dat vooral de inkoopprijs van die elektriciteit van heel grote invloed is op de terugverdientijd van zo’n warmtepomp (WP). Daarom is het nuttig om zo’n WP vooral te laten draaien als basislast tijdens uren dat de inkoop van elektriciteit goedkoop is.

Een onbelicht glastuinbouwbedrijf met een ketel en een laag gasgebruik heeft relatief veel piekuren warmtevraag, en zal dus een beperkt aantal draaiuren basislast kennen. Met vooral warmtevraag in de winter, als elektriciteitsprijzen hoog zijn, zal een WP dan niet snel interessant zijn. En bij temperaturen onder het vriespunt wordt aanzuigen van te koude buitenlucht daarnaast een probleem voor toepassing van een lucht-waterwarmtepomp.

Voorbeeldberekening

In een voorbeeldberekening begint een terugverdientijd (TVT) van minder dan 5 jaar pas met de gasprijzen van 2035 in beeld te komen, als gevolgen van de verder oplopende energiebelasting toenemen. In alle berekeningen is daarbij al uitgegaan van het gebruik kunnen maken van SDE++-subsidie, al kan het moeite kosten om aan de voorwaarden daarvan te voldoen, met het oog op bijbehorende eisen aan koudemiddelen. En extra kosten voor extern in te kopen CO₂ zijn er nog niet in meegenomen.

Een onbelicht paprika- of komkommerbedrijf van 5 hectare doet het in voorbeeldberekeningen een stuk beter. Daar zijn al tegen de 2.000 vollast-draaiuren met de WP te maken. Daarmee lijkt een investering in die techniek komend jaar al interessant te kunnen zijn, met een TVT van vier jaar ten opzichte van de referentiesituatie met een gas-wkk. Na het stijgen van de gaskosten zou in 2030 zelfs een verdergaande investering, in een warmtepomp in combinatie met aquathermie en een warmte-koudeopslagbron, mogelijk al rendabel kunnen worden.

Voor een belicht tomatenbedrijf van 5 hectare gaan de warmtekosten in de komende jaren nog sneller en sterker stijgen dan in de voorgaande voorbeelden, door de effecten van energiebelastingen. Er zijn meer vollasturen met de WP te maken, ondanks dat de wkk tussendoor vaker verplicht moet blijven draaien vanwege de belichting.

Nu al zou de TVT op slechts drie jaar uit kunnen komen. Ook de combi met aquathermie en wamte-koudeopslag kan al binnen vijf jaar terug te verdienen zijn. In 2030 komt zelfs integratie met ontvochtiging in beeld als economisch haalbare optie.

Combinatie met laagwaardige warmte

Een warmtepomp werkt het meest effectief met kleine temperatuurverschillen in het opwarmen. Daarom is een combinatie met laagwaardige warmte gunstig. Dit vraagt vaak meer verwarmend oppervlak. Een verdubbeling van het aantal 51’ers verwarmingsbuizen kan nodig zijn. Vanwege het kleinere temperatuurverschil tussen aanvoer en retour moeten daarnaast de aanvoerbuizen onder de grond een hogere flow aankunnen.

In regio’s met netcongestie is het gunstig om bij de netbeheerder aan te bieden om de WP niet aan te zetten op momenten met grote elektriciteitsvraag. Die flexibiliteit vergroot de kans dat er een aansluiting of netverzwaring is te verkrijgen.

Bij investering in een warmtepomp dient ook rekening gehouden te worden met geluidoverlast van het apparaat. Bij een woonwijk die op 80 meter of minder afstand is gelegen, zou in de avond of nacht overschrijding van het maximaal aantal toegestane decibels aan de orde kunnen komen.

Innovatieve technieken

Niet voor ieder teeltbedrijf zijn er mogelijkheden om aan te haken op een warmtenetwerk, of om grote investeringen te doen in bijvoorbeeld geothermie. Maar ook op individueel en kleinschaliger bedrijfsniveau komen er innovatieve oplossingen om fossielvrij te verwarmen. Zo worden bij Koppert Cress diverse technieken beproefd door Division Q, waarbij het gebruik van laagwaardige warmte en een warmtepomp centraal staan. Zo blijkt luchtbehandeling, met actieve ontvochtiging en bevochtiging, een sleutel om het klimaat bij lage vermogens egaal te houden. Er kan ook snel mee gereageerd worden. Een 25 centimeter spouwwand met luchtbellen ertussen biedt mogelijkheden om schakelbaar meer of minder te isoleren. En Thermeleon warmtebatterijen in de kas kunnen dag-nachttijdsoverbruggingen maken, waarbij ze overdag warmte adsorberen en vasthouden, en weer afgeven als de temperatuur zakt onder net iets boven de kastemperatuur. Dit kan tot 20% energie besparen. Voor langduriger warmteopslag zijn koude-warmteopslag bronnen geschikt, waarbij ook gunstige koppelingen zijn te maken met aquathermie en een nieuwe generatie heel effectieve zonthermiecollectoren.