|
Titel:
|
|
Warmte/Kracht, van kwantiteit naar kwaliteit.
|
|
|
|
Auteur(s):
|
|
Beeldman, M.
|
|
|
|
Gepubliceerd door:
|
Publicatie datum:
|
|
ECN
Beleidsstudies
|
3-10-1994
|
|
|
|
ECN publicatienummer:
|
Publicatie type:
|
|
ECN-C--94-091
|
ECN rapport
|
|
|
|
Aantal pagina's:
|
Volledige tekst:
|
|
55
|
Download PDF
(2058kB)
|
Samenvatting:
Door de sterke stijging van het warmte/kracht-vermogen in Nederland dreigt op korte termijn een overschot aan elektriciteitsproduktievermogen te ontstaan. In het licht van deze ontwikkeling kan het zinvol blijken nieuwe
warmte/kracht-projecten te heroverwegen of uit te stellen. Het energiebeleid
richt zich steeds meer op de kwaliteit van warmte/kracht in plaats van de kwantiteit. Om de kwaliteit van warmte/kracht te operationaliseren is ECN Beleidsstudies gevraagd in het kader van de nieuwe subsidieregeling een hulpmiddel te ontwikkelen voor de beoordeling van warmte/kracht. Inmiddels is subsidiêring van warmte/kracht voor 1995 door de politieke realiteit achterhaald. Dit onderzoek kan echter wel een bijdrage leveren aan de discussie over de kwaliteit van warmte/kracht. De effecten van warmte/kracht zijn in deze studie gerelateerd aan de gescheiden opwekking. Dat wil zeggen dat de effecten van de warmte/kracht-installatie zijn vergeleken met het geval dat warmte en kracht gescheiden worden opgewekt (referentie). Hierbij is er in principe van uitgegaan dat voor toekomstige projecten de vergelijking gemaakt dient te worden op basis van nieuwe warmte/kracht-installaties tegenover nieuwe referentiesystemen. De weergave van de resultaten kan op vele manieren geschieden. De traditionele weergave van effecten bestaat vaak uit de absolute, dan wel relatieve effecten. De reductie in absolute effecten wordt voorgesteld door de emissies/kosten van de warmte/kracht-installatie af te trekken van de referentie. De relatieve effecten worden berekend door het verschil tussen referentie en warmte/kracht-installatie nog ti delen door de referentie. Nadeel van de absolute aanpak is dat projecten van verschillende omvang niet met elkaar kunnen worden vergeleken, terwijl bij de relatieve aanpak het effect van de bedrijfstijd van een project niet wordt meegenomen. In deze studie is daarom gekozen voor de introductie van een weeggrootheid. Het verschil tussen referentiesysteem en warmte/kracht-installatie wordt gedeeld door de weeggrootheid. Als weeggrootheid moet die variabele gekozen worden, die in de warmte/kracht-omgeving de meeste beperkingen oplevert, in het geval van een dreigende overcapaciteit in het elektiiciteitspark, dient dus het elektrisch vermogen als weeggrootheid te worden genomen. Dit levert informatie in de vorm van bijvoorbeeld CO2-reductie per MWe Indien er voldoende ruimte binnen het elektriciteitspark is, ligt het meer voor de hand om de CO2-reductie op ]okatie te optimaliseren. In dit laatste geval ligt dus keuze voor de hoogste CO2-reductie per MWe voor de hand, gecombineerd met het streven om de hoeveelheid MWe, die gedekt wordt door warmte/kracht, zo groot mogelijk te laten zijn. Bij evaluaties is het echter belangrijk om niet alleen de huidige beperkende factor als weeggrootheid te kiezen, maar ook om zich af te vragen of deze
weeggrootheid in de nabije of wat verder gelegen toekomst nog steeds
beperkend is. Om te komen tot de meest van belang zijnde effecten is allereerst een lijst opgesteld van criteria die van belang kunnen zijn bij de beoordeling van warmte/kracht. Deze criteria zijn voornamelijk gebaseerd op de doelstellingen voor de energievoorziening zoals die in de Voortgangsnota Energiebesparing naar voren komen: schoon, betaalbaar en betrouwbaar. Uit de uitgebreide lijst van criteria is een selectie gemaakt van criteria om te komen tot een binnen het nationale energiebeleid handzaam protocol. Dit betreft de criteria broeikaseffect, verzuring, energiebesparing, kosten micro, kosten macro, zekerheid van levering en regelbaarheid. De eerste vijf criteria zijn weergegeven zoals hierboven beschreven, omdat dit doelen zijn die gemaximaliseerd worden (bijv. zoveel mogelijk CO2-reductie, zo laag mogelijke kosten). De laatste twee criteria gelden als voorwaarde: de voorziening dient voldoende zeker en voldoende regelbaar te zijn. De zekerheid van levering is verwerkt in het vermogen, dat nationaal wordt uitgespaard, en daarmee in de kostenberekening. De regelbaarheid komt tot uiting in de weeggrootheid. Indien in de omgeving van warmte/kracht namelijk de regelproblemen een belangrijke rol spelen, dient als weeggrootheid het onregelbare vermogen te worden gekozen. Dit onregelbare vermogen is het vermogen, dat tijdens periodes met regelproblemen draait. Installaties die tijdens de winter-weekendnacht (periode met de grootste regelproblemen) stilstaan, kennen dus een laag onregelbaar vermogen en scoren bij deling door dit vermogen dus relatief goed. De hier gepresenteerde aanpak is algemeen. Voor specifieke projecten kunnen soms andere omstandigheden gelden. Dit zal echter geen gevolgen hebben voor de gevolgde methodiek, al dient bij de bepaling van het referentiesysteem wel met deze omstandigheden rekening te worden gehouden.
Om de methode te illustreren is van een tiental bestaande of in aanbouw
zijnde projecten informatie verzameld met betrekking tot kosten, rendementen
en draaitijden. De gegevens van deze projecten zijn ingevu]d in de hierboven
beschreven methodiek. De methodiek, die in principe ontwikkeld is voor het beoordeien van nieuwe projecten, werkt zoals gezegd met gegevens van nieuwe referentiesystemen. Het invullen van bestaande warmte/kracht-projecten kan vooral bij de absolute effecten hier en daar vertekening geven. Wel kan een volgorde van projecten worden aangegeven en komen belangrijke parameters naar voren. Een belangrijke parameter voor de energiebesparing en de milieu-effecten is de bedrijfstijd. Bij vrijwel iedere weeggrootheid komen projecten met hoge bedrijfstijden als beste naar voren. Als de regelproblematiek als nijpend wordt ervaren en dus de weeggrootheid ’onregelbaar vermogen’ dient te worden gekozen, worden de
verschil]en tussen de projecten in het algemeen iets kleiner. Gemiddeld
genomen draaien de projecten met lagere bedrijfstijden ook wat minder in
de probleemperiodes. Uitzondering hierop vormen die installaties in de
industrie, die alleen door de week draaien en in het weekend stil worden
gelegd. Deze scoren beduidend hoger per MWonregelbaar vermogen. Aan de hand
van de weeggrootheden is afgeleid dat optimalisatie per MWe duidelijk andere
uitkomsten geeft dan optimalisatie per MWth. Bij optimalisatie naar MWe wordt de meeste energiebesparing en emissiereductie gerealiseerd door per opgewekte kWh relatief veel warmte op te wekken (dus een relatief hoge warmte/kracht-verhouding). Bij optimalisatie naar MW~h wordt de meeste besparing bereikt door per geproduceerde TJ warmte relatief veel elektriciteit op te wekken (dus een relatief lage warmte/kracht-verhouding).
Afgezien van de warmte/kracht-verhouding is het totaalrendement van de
installatie minstens even belangrijk voor de totale besparing. Om de robuustheid van de uitkomsten enerzijds en de effectiviteit van instrumenten
om te komen tot kwalitatief hogere warmte/kracht-projecten anderzijds te onderzoeken, zijn enkele gevoeligheidsanalyses verricht. Allereerst is een variant onderzocht met variabeler elektriciteitstarieven, waarbij inderdaad de projecten met hogere energiebesparing ook in het kostenplaatje het best scoren. Het vergelijken van de elektriciteitsproduktie met een soort parkgemiddelde van nieuwe centrales (50% kolen en 50% aardgas) in plaats van vergelijking met alleen aardgas maakt de besparing van warmte/kracht Iogischerwijs groter. De volgorde van de projecten verandert echter niet wezenlijk, alleen projecten met een hoger elektrisch rendement profiteren wat meer. ]Naast veranderingen in de warmte/kracht-omgeving is het ook mogelijk om de score van warmte/kracht-projecten te beïnvloeden door wijziging van projectparameters. Voorbeelden hiervan zijn warmtebufiers,
COz-bemesting en terugregelen. In alle gevallen wordt de kwaliteitsverbetering duidelijk bij deze evaluatiemethodiek, al is het wel belangrijk om de juiste weeggrootheid te kiezen. Deze weeggrootheid moet gerelateerd zijn aan de reden van wijziging van de projectspecificatie.
Zoals reeds vermeld is de bedrijfstijd de parameter van een warmte/
kracht-project waar in de toekomst meer aandacht aan dient te worden
besteed. Ook zonder de invloed van de bedrijfstijd kan echter de kwaliteit
van de warmte/kracht-installatie worden aangegeven, afhankelijk van de
weeggrootheden thermisch en elektrisch vermogen. De grafische presentatie
per MWe in hoofdstuk 4 geeft het belang van het hoge totaalrendement
aan. In de grafische presentatie per MW~ ligt de nadruk bij het hoge eiektrisch rendement. Ook hier komt dus in naar voren, dat de omgeving van
warmte/kracht mede bepalend is voor de kwaliteit van de warmte/
kracht-installatie.
Terug naar overzicht.