WKK speelt essentiële rol in Europese langetermijnstrategie

WKK speelt essentiële rol in Europese langetermijnstrategie voor 2050

Tekst: Wouter Polspoel Beeld: COGEN

COGEN Vlaanderen, de sectororganisatie voor warmtekrachtkoppeling (WKK), organiseerde op 5 december in de Brabanthal in Leuven de studiedag ‘Vlaamse industrie en de energietransitie’. De centrale vraag luidde: welke uitdagingen wacht – in het kader van het Europese energiebeleid richting 2050 – de Vlaamse industrie in de transitie naar een duurzaam, betrouwbaar en betaalbaar energiesysteem en welke rol kan WKK daarin spelen? W armtekrachtkoppeling staat voor het realiseren van een primaire energiebesparing door een gelijktijdige productie van zowel elektriciteit als warmte, wat de gebruikte brandstof ook is. De hogetemperatuurwarmte of hoge exergiewaarde die ontstaat bij het inzetten van een brandstof wordt daarbij maximaal omgezet voor de productie van elektriciteit, terwijl de resterende warmteontwikkeling omgezet wordt naar een bruikbare warmtedrager, bijvoorbeeld stoom, heet of warm water of gewoon hete lucht. Die warmtedrager kan gebruikt worden om te voldoen aan de specifieke warmtevraag van een kantoorgebouw, ziekenhuis, industrieel bedrijf ...

Het grote voordeel van WKK is dus dat bij gezamenlijke opwekking van warmte en elektriciteit de in de brandstof aanwezige energie efficiënter wordt benut. Daardoor is minder brandstof – primaire energie – nodig dan bij de klassieke gescheiden productie van eenzelfde hoeveelheid warmte en elektriciteit. Dankzij die primaire energiebesparing zorgt WKK ervoor dat de CO 2 -uitstoot gereduceerd wordt.

Groeiende interesse en toepassingen Naast meer hernieuwbare energie zijn energie-efficiëntie en CO 2 -emissiereductie de kerndoelstellingen van Europa haar duurzaam energiebeleid. In bepaalde sectoren zoals de glastuinbouw, de industrie en de zorgsector, kent WKK reeds decennialang toepassingen. Aangespoord door de Europese doelstellingen vindt het principe van warmtekrachtkoppeling de laatste jaren ook steeds meer ingang bij kmo's en op het residentiële niveau. Met de introductie van concepten als energiedelen en lokale energiegemeenschappen zal WKK steeds vaker haar intrede doen in appartementsgebouwen en andere vormen van collectieve huisvesting. Bovendien worden WKK’s vaak opgenomen in zogenaamde energieprestatiecontracten of EPC’s, waarbij het beheer en onderhoud van een gebouw wordt uitbesteed aan een derde partij, vaak een Energy Service Company (ESCO). De investeringen die de ESCO doet om het energieverbruik te reduceren, worden met het uitgespaarde energiebudget terugbetaald op een termijn van 10 à 15 jaar. Die groeiende interesse in WKK en de ruimere geografische spreiding, dragen bij tot een geheel van vele kleinere, decentrale productie-eenheden. Dat is een voordeel voor de bevoorradingszekerheid en beperkt de verliezen in het elektriciteitsnet.

Systeemoplossing voor de energiebehoefte van België Volgens COGEN is WKK een systeemoplossing. Ze draagt enerzijds bij aan een betrouwbare brandstofen emissiebesparende, flexibele elektriciteitsproductie en anderzijds faciliteert ze de verdere ontplooiing van hernieuwbare energie en de verduurzaming van de warmteproductie.

Elektriciteit, flexibiliteit en synchroniciteit In België is het opgestelde elektrische WKKvermogen van zo'n 2.700 MW ongeveer even hoog als dat van de vier kernreactoren van Doel. Bovendien is er een potentieel van nog eens 1.000 MW dat kan worden ontplooid tegen 2030. Voor COGEN moet er dus rekening worden gehouden met WKK als het gaat over de bevoorradingszekerheid. Wanneer de kerncentrales zullen sluiten, bieden niet enkel klassieke gascentrales, maar ook meer efficiënte WKK-installaties een alternatief.

Daarnaast stelt de vzw vast dat WKK’s steeds flexibeler uitgebaat worden. Een WKKinstallatie hoeft niet meer continu te draaien. Onder andere in de tuinbouwsector worden WKK’s vaak opgesteld in combinatie met thermische buffers. Zo kunnen bedrijven inspelen op de noden van het moment in het elektriciteitsnet en vormen de WKK’s een interessante aanvulling op de intermittente hernieuwbare energiebronnen.

Naast flexibiliteit is ook synchroniciteit een belangrijke troef van WKK, volgens de sectororganisatie. De vraag naar warmte en die naar elektriciteit vallen vaak samen. Een

Doorgaans draait een WKK op aardgas. Biobrandstof op basis van biogas kan een groener alternatief bieden.

Een WKK (rechts) heeft minder primaire energie nodig voor dezelfde output. Bovendien gaat er minder energie verloren.

WKK draait dus doorgaans op het moment dat er ook een belangrijke elektriciteitsvraag is. In de industrie is dit samenvallen van de warmte- en de elektriciteitsvraag niet verwonderlijk. Bij gebouwenverwarming is er echter ook een duidelijke synchroniciteit tussen de verhoogde vraag naar warmte en een grotere vraag naar elektriciteit in de winter. Bij een verdere elektrificatie van onze warmteproductie door warmtepompen stijgt dus de vraag naar elektriciteit bijkomend op de momenten dat er een warmtevraag is en WKK’s volop aan het draaien zijn. Bij een evenwichtige spreiding van warmtepompen en WKK’s op wijkniveau kunnen de WKKinstallaties tijdens zo’n periode lokaal en energie-efficiënt elektriciteit opwekken voor de warmtepompen.

Een warme uitdaging In het hele energiedebat lag tot voor kort de nadruk vooral op groene elektriciteit. Dat terwijl warmte goed is voor 50% van het primaire energieverbruik, dubbel zoveel als elektriciteit. Zolang men warmte dus niet verduurzaamt is het onmogelijk om de duurzaamheidsdoelstellingen te behalen. Het mag duidelijk zijn: Europa wil tegen 2050 CO 2 -neutraal zijn en dus worden warmtenetten onontbeerlijk in een klimaatneutraal landschap.

COGEN ziet ook hier een belangrijke rol weggelegd voor warmtekrachtkoppeling. WKK kan namelijk fungeren als bron voor een warmtenet, maar ook als facilitator voor de uitbreiding van een warmtenet. Door bijvoorbeeld gebruik te maken van meerdere WKK-eenheden is een geleidelijke opbouw van een warmtenet mogelijk. Daarnaast kunnen ze faciliterend werken bij de uitkoppeling van restwarmte uit de industrie. Een WKK kan, tijdens de opbouw van een warmtenet, fungeren als een betrouwbare warmtebron op middellange termijn. Deze zekerheid biedt restwarmte uit de industrie, die meestal geen garanties kan bieden voor levering van warmte op langere termijn, wel de mogelijkheid om op een warmtenet aan te sluiten. Deze troeven maken van WKK een essentieel onderdeel van het energiesysteem. Praktijkvoorbeelden in binnen- en buitenland – Denemarken, Duitsland, Nederland … – bewijzen deze duurzame complementariteit tussen warmtenetten en WKK.

Vergroening van gas, warmte en elektriciteit Ook de evolutie naar vergroening van WKK’s zet zich met rasse schreden voort. Doorgaans draait een WKK op aardgas en dus op een fossiele brandstof. Biobrandstof op basis van biogas kan hierin een alternatief bieden. Met de opening van de eerste GFTvergistingsinstallatie die biomethaan – groen gas – in het aardgasnetwerk injecteert, realiseerde IOK in Beerse in dat opzicht een belangrijk pioniersproject voor België. Het zorgt er namelijk voor dat het biogas niet enkel lokaal in een WKK kan worden gebruikt, maar door opwaardering naar biomethaan via het gasnet als duurzame brandstof kan dienen in WKK’s overal in België. Naast biomethaan uit reststromen en organisch afval is er nog aan andere vorm van groen gas waarvan het belang sterk zal toenemen: het zogenaamde synthetisch gas. Dat gas wordt duurzaam geproduceerd uit overschotten hernieuwbare elektriciteit. Die overschotten zullen toenemen naarmate het aandeel hernieuwbare elektriciteitsproductie stijgt. Via elektrolyse kunnen deze overschotten worden omgezet naar groene waterstof. Die waterstof kan dan ingezet worden om te verwarmen en/ of elektriciteit op te wekken (WKK) of voor transporttoepassingen. Waterstof kan nog verder worden opgewaardeerd tot synthetisch methaan, dat ook in het gasnetwerk kan worden geïnjecteerd. Op die manier vormt de gasinfrastructuur een grote buffer voor langetermijnopslag van overschotten groene elektriciteit. Groen gas zal verhandeld kunnen worden op basis van een systeem vergelijkbaar met dat voor groene elektriciteit. Op die manier zullen WKK’s die op de aardgasnetten zijn aangesloten dus ook op groen gas kunnen draaien en zo op een energie-efficiënte manier groene stroom en groene warmte opwekken.

In het hele energiedebat lag de nadruk tot voor kort vooral op groene elektriciteit. Dat terwijl warmte goed is voor 50% van het primaire energieverbruik. Zolang men warmte dus niet verduurzaamt, is het onmogelijk om de duurzame doelstellingen te behalen.