EVENEMENTEN
Install Magazine 960 – mei 2019
WKK en warmtenetten, de perfecte combinatie?
Studiedag van Cogen en Warmtenetwerk Vlaanderen
De warmtebuffer van 4.500 m3 in de Luminus-centrale De Ham in Gent maakt het mogelijk op piekvraag van warmte in het warmtenet op te vangen.
De nieuwste toevoeging aan de centrale De Ham is een Jenbacher WKK-motor van 4,5 MW elektrisch en 5 MW thermisch vermogen.
WKK is een efficiënte manier om energie op te wekken, op voorwaarde dat zowel de warmte als de elektriciteit ook nuttig gebruikt kunnen worden. Aansluiting op een warmtenet kan daarbij helpen. In tegenstelling tot elektriciteit kan warmte namelijk relatief eenvoudig worden opgeslagen. Zo kan men dan de WKK-installatie optimaliseren in functie van de elektriciteitsvraag, terwijl de warmte wordt gebufferd om de behoeftes van het warmtenet te dekken. Dat verhoogt niet alleen het rendement van de WKK-installatie, het biedt ook de mogelijkheid om de warmteproductie te vergroenen. Hoe dat alles concreet kon verlopen, werd besproken in een studiedag van Cogen rond WKK en warmtenetten.
Een concreet voorbeeld
De studiedag vond plaats op een bijzonder toepasselijke locatie, namelijk De Centrale in Gent. Dat cultureel centrum is gevestigd in gebouwen die vroeger toebehoorden aan de elektriciteitscentrale De Ham, waarvan nog onder meer de turbinezaal te zien is. Bovendien bevindt de moderne elektriciteitscentrale van Luminus zich op de aanpalende site. Van daaruit wordt al sinds 1958 het warmtenet van de stad Gent bevoorraad. Uiteraard werd de installatie sindsdien al diverse malen gemoderniseerd. De meest recente toevoeging werd pas in gebruik genomen, met een Jenbacher WKK-gasmotor van 5 MW thermisch vermogen (4,5 MW elektrisch). Die is aangesloten op een thermisch buffervat van 4.500 m3, goed voor 120 MWh.
Het voordeel van thermische buffering is dat de werking van de motor kan worden losgekoppeld van de warmtevraag. Dat biedt niet alleen voldoende lange looptijden voor een optimaal rendement, men kan ook inspelen op de wisselende elektriciteitsprijzen en zoveel mogelijk produceren als de prijzen hoog zijn. Voor de werking van het warmtenet is een buffer handig om pieken op te vangen, bijvoorbeeld op een maandagochtend. De installatie heeft nog een ander snufje: warmterecuperatie op het koelcircuit van de motor met een hoge-temperatuur warmtepomp. Die werkt op het speciale koelmiddel R245fa en haalt een afgiftetemperatuur van 120°C op basis van het koelwater van de motor aan 60°C voor een vermogen van ongeveer 400 kW. Dat verbetert het systeemrendement van de installatie nog met enkele procenten tot een totaal van 93%.
WKK als snijpunt in de energietransitie
In WKK komen verschillende aspecten van de energietransitie samen. Ten eerste kan de techniek bijdragen tot de netstabiliteit en bevoorradingszekerheid van het elektriciteitsnet ten opzichte van een wisselende productie van groene elektriciteit. WKK is immers inzetbaar als er weinig aanbod van wind en zon is.
In combinatie met warmtenetten biedt WKK verder de mogelijkheid om de warmtevoorziening te optimaliseren, onder meer door restwarmte te benutten. De warmtevraag overtreft nog altijd sterk de elektriciteitsvraag, ondanks de inspanningen voor een betere isolatie. Met de overschakeling op warmtepompen zal de elektrificatie van de verwarming wel toenemen, maar er zal voor de afzienbare toekomst toch nog een grote warmtevraag blijven, zeker in bestaande gebouwen. Door die vraag zoveel mogelijk te dekken met restwarmte en WKK, verkleint men de ecologische voetafdruk.
Ten derde is WKK een goede methode om groene brandstof te valoriseren. Of het nu gaat om biobrandstof (zoals biomethaan of pyrolyse-olie) dan wel om synthetische brandstoffen via een Power-to-X proces, het aanbod zal altijd ver onder de vraag liggen. Het zal er dus op aan komen om die brandstoffen zo efficiënt mogelijk in te zetten, en wat dit betreft heeft WKK goede kaarten.
Opslag als kernvraag
In de presentaties passeerden er tal van projecten de revue, met diverse toepassingen, technieken, brandstoffen en afmetingen. Welk type WKK het meest zinvol is, hangt sterk af van de lokale omstandigheden. Nu lopen de warmtevraag en de elektriciteitsvraag niet perfect gelijk, zodat een vorm van energieopslag cruciaal is voor het rendement van het geheel. Beide energievormen hebben echter tegengestelde eigenschappen: elektriciteit is relatief gemakkelijk te transporteren over grote afstanden, maar complex om op te staan. Warmte is daarentegen slechts over beperkte afstand te transporteren, maar kan goed opgeslagen worden. Een warmtebuffer om een warmtenet te bevoorraden is dan een goede oplossing om het totale ecologische en financiële rendement van een WKK te verhogen, waarbij het opnieuw van de concrete omstandigheden afhangt of de nadruk op warmte dan wel op elektriciteit gelegd wordt.
Valorisatie in de regelgeving
Voor de gebruiker blijft de centrale vraag echter: wat levert het op? Dit wordt in grote mate bepaald door het regelgevend kader. Hoe goed een warmtenet ook scoort op energetisch vlak, als het geen bonus voor het e-peil oplevert, zal niemand erop aansluiten. Uitbaters van WKK-installaties zijn dan weer afhankelijk van het beleid rond groene stroom en groene warmte.
Vanuit de sector pleit men dan ook voor een grondige hervorming van de manier waarop externe warmteleveringen worden gevaloriseerd in de EPB-regelgeving. Een gunstige primaire-energiefactor voor warmtenetten is daar een onderdeel van, vooral als de warmte geproduceerd wordt op basis van biomassa (hout, biogas...). In die gevallen is een primaire-energiefactor lager dan 1 aangewezen. Tevens kan een aandeel hernieuwbare energie toegekend worden aan restwarmte.
Wat de ondersteuning van WKK en warmtenetten vanuit de overheid betreft, is de situatie -zoals maar al te dikwijls- complex. In Vlaanderen ziet het er als volgt uit. Voor WKK onder de 10 kW elektrisch vermogen is er investeringssteun, voor grotere is er exploitatiesteun in de vorm van WKK-certificaten. Als de WKK voor meer dan 85% op groene brandstof werkt, kan men aanspraak maken op groenestroomcertificaten. Voor de aanleg van warmtenetten is er investeringssteun, mits ze gevoed worden door hernieuwbare warmte, restwarmte of een combinatie daarvan. De Europese richtlijn energie-efficiënte beschouwt in dit verband een warmtenet dat voor minstens 75% gevoed wordt door WKK als een efficiënt systeem. De steun voor groene warmte wordt toegekend via de jaarlijkse call groene warmte. Bij elke oproepronde worden de projecten beoordeeld en gerangschikt, waarbij het steunbedrag verdeeld wordt over de meest veelbelovende.
Door Alex Baumans
