Warmtekrachtkoppeling (WKK) is een van de recentere verwarmingstechnieken en het interessante van dergelijke systemen is dat ze niet alleen warmte opwekken, maar ook elektriciteit. In een interview legt de kostencheckdeskundige in detail uit wat een warmtekrachtkoppeling kan kosten voor een eengezinswoning.
Vraag: Hoe werken thermische centrales van het bloktype eigenlijk?
Expert kostencontrole: Het hangt in wezen af van het type WKK-eenheid:
- Verbrandingssystemen
- Systemen met een Stirlingmotor
- Brandstofcelverwarmers
De "typische" thermische centrale van het bloktype zijn systemen met interne verbranding. Ze bestaan uit een motor en een generator en een verwarmingseenheid.
Afhankelijk van de uitvoering van de WKK-unit kunnen stookolie, aardgas of vloeibaar gas worden gebruikt. De brandstoffen drijven een motor aan, die via de ingeschakelde generator elektriciteit opwekt. De resulterende afvalwarmte wordt opgevangen voordat ze verloren gaat en ter beschikking gesteld van het verwarmingscircuit of in een bufferopslagtank.
Dergelijke systemen wekken elektriciteit en warmte op in een verhouding van ongeveer 1: 3, d.w.z. voor 1 kWh elektriciteit is er ongeveer 3 kWh thermische energie.
Stirlingmotoren werken volgens een ander principe: hier beweegt de warmte van een externe warmtebron een zuiger op en neer. De op en neergaande beweging van de zuiger wordt gebruikt om een generator aan te drijven, die op zijn beurt elektriciteit opwekt.
De warmte die door de externe verbranding wordt gegenereerd, kan later in het verwarmingscircuit worden gebruikt om kamerverwarming en warm water te genereren.
In plaats van individuele Stirling-motoren worden tegenwoordig in het algemeen zogenaamde lineaire motoren gebruikt, die een bijzonder hoge efficiëntie hebben bij het opwekken van warmte.
Het bijzondere voordeel van Stirling-motorsystemen is dat ze elke warmtebron kunnen gebruiken. Dit hoeven niet per se fossiele brandstoffen te zijn, zoals bij de systemen met interne verbranding - ook hier kan goedkope en CO2-neutrale biomassa (pellets, houtsnippers) als energiebron worden ingezet. Zelfs de thermische energie van de zon (thermische zonne-energie) kan worden opgewekt in Stirling-systemen voor de gecombineerde opwekking van warmte en elektriciteit. Een ander voordeel van Stirling-systemen is de zeer soepele werking en het hoge rendement van het totale systeem in termen van warmteterugwinning. Aan de andere kant is de efficiëntie bij het opwekken van energie nogal slecht, met slechts 10% - 20%.
De meest recente ontwikkeling op het gebied van WKK-systemen is brandstofcelverwarming. Het wekt ook zowel verwarming als elektriciteit op.
Als water een voldoende hoge spanning krijgt, valt het uiteen in waterstof en zuurstof (het historische apparaat hiervoor wordt het "Hoffmann waterafbraakapparaat" genoemd). Een brandstofcel keert dit proces precies om: waterstof en zuurstof ontmoeten elkaar - er komt warmte, elektrische energie en water vrij.
Waterstof wordt gewonnen uit aardgas
In dit geval wordt de benodigde waterstof gewonnen uit een aardgasaansluiting. Bij kleine systemen gebeurt dit meestal buiten de brandstofcel - dergelijke systemen worden ook wel lagetemperatuur-brandstofcellen genoemd. De reden hiervoor is heel simpel: als in de brandstofcel waterstof wordt geproduceerd uit aardgas , zoals meestal het geval is bij grote systemen, ontstaan extreem hoge temperaturen. Dit kan in sommige gevallen ook gevaarlijk zijn.
Brandstofcelverwarmingssystemen hebben het hoogste rendement van alle WKK-systemen en zijn relatief eenvoudige en zeer voordelige systemen. Ze kunnen desgewenst ook op biogas draaien, zijn erg stil en extreem onderhoudsarm. Een brandstofcelverwarmingssysteem is ook nagenoeg volledig emissievrij.
Aangezien alle WKK-systemen alleen een constant vermogen leveren, maar slechts moeizaam piekvermogens kunnen dekken, worden ze meestal gekoppeld aan condensatieketels, die vervolgens voor extra verwarmingsenergie zorgen wanneer er een grote warmtevraag is. Dit verhoogt ook de kosten voor WKK-installaties.
Vraag: Wat kosten thermische centrales van het bloktype in het algemeen?
Kostencheck-expert: daar is geen algemeen antwoord op - het hangt altijd af van het type systeem en de service die het levert.
In principe mag u er echter vanuit gaan dat de systemen op dit moment minimaal € 15.000 kosten. De meeste systemen kosten tussen de € 20.000 en € 30.000 .
Deze prijzen gelden voor een- en tweegezinswoningen; voor meergezinswoningen of appartementsgebouwen zijn de kosten beduidend hoger.
Aan de andere kant zijn er nog steeds hoge subsidies en, bij correcte dimensionering en gunstige voorwaarden, hoge mogelijke besparingen op stookkosten en elektriciteitskosten. In veel gevallen kan een aankoop ondanks de hoge kosten op lange termijn de moeite waard zijn.
Een klein voorbeeld van kosten uit de praktijk
We hebben een klein systeem met een Stirling-motor in ons huis geïnstalleerd.
| Post | prijs |
|---|---|
| Micro-WKK-installatie | 17.600 EUR |
| Installatie | 4.500 EUR |
| Aansluiting op het elektriciteitsnet (voor teruglevertarieven) | 1.500 EUR |
| totale prijs | 22.000 EUR |
| vooruitgang | min € 1.900, - |
| eigen kosten | EUR 20.100 |
Dit is natuurlijk slechts een voorbeeld van een enkele kosten voor een specifiek apparaat dat in een specifieke omgeving wordt gebruikt. De kosten kunnen ook in andere gevallen aanzienlijk verschillen.
Er wordt geen rekening gehouden met de subsidies die voortvloeien uit lopende operaties: KfW subsidieert elke kWh die voor het systeem wordt opgewekt tegen 5,41 cent / kWh gedurende 10 jaar. Daarnaast zijn er nog meer subsidies, zoals de niet meer geldende energiebelasting.
Vraag: Waar zijn de kosten voor een warmtekrachtkoppeling in het algemeen van afhankelijk?
Kostencheck-expert: Bij de acquisitiekosten spelen natuurlijk veel factoren een rol:
- welk systeem wordt gebruikt
- hoe groot het systeem is
- of een bufferopslagtank wordt gebruikt
- Of het systeem is aangesloten op het openbare net zodat feed-in tarieven kunnen worden getrokken
- welke piekbelastingssystemen mogen nog worden geïnstalleerd
- welke subsidies kunnen worden verkregen voor het betreffende systeem
Bij het schatten van de initiële kosten moet met al deze factoren rekening worden gehouden.
In de regel is het raadzaam om een systeem te hebben dat specifiek is ontworpen en gedimensioneerd voor uw eigen huis, aangezien de grootte van het systeem erg belangrijk is voor de kosten van het systeem.
In de regel zal een verbruiksprofiel gemaakt moeten worden waaruit blijkt welke energie op welke momenten nodig is. Alleen zo kan correct worden ingeschat welke systeemgrootte het beste kan worden gebruikt en welk bijverwarmingssysteem met welk vermogen moet worden geïnstalleerd.
Vraag: Hoe zit het met de verwarmingskosten met dergelijke systemen - loont het?
Een warmtekrachtcentrale loont meestal
Kostencheck-expert: ook hier moet u natuurlijk altijd het individuele geval beoordelen - in het algemeen bestaat in ieder geval de mogelijkheid dat dergelijke systemen duidelijk winstgevend zijn en de aanschafkosten zijn vaak al binnen enkele jaren terug te verdienen.
Voorwaarde voor een zinvol gebruik is in ieder geval een zo evenwichtige mogelijke lastverdeling en de juiste dimensionering van het systeem.
Daarnaast wekt een WKK-installatie alleen elektriciteit op als er warmte nodig is. Omdat het rendement van een WKK echter altijd het hoogst is wanneer deze constant in bedrijf is, moet het om redenen van efficiëntie worden gepland voor de langst mogelijke laadtijd van het systeem. Vaak gebeurt dit met behulp van bufferopslagtanks die de opgewekte thermische energie absorberen wanneer deze niet nodig is. Uit de buffertank kan dan thermische energie voor verwarming of het benodigde warme water worden onttrokken.
Kortom, hoe langer een warmtekrachtkoppelingseenheid werkt, hoe meer het loont. .
De opgewekte elektriciteit dient idealiter zelf te worden verbruikt - door het lage teruglevertarief is invoeding op het openbare net tegenwoordig vaak niet de moeite waard.
Elektriciteitsopslagsystemen met voldoende grote afmetingen kunnen helpen om het gebruik van zelf opgewekte elektriciteit ook op piekmomenten te verzekeren en zo grotendeels onafhankelijk te worden van de elektriciteitsleverancier. De soms nog hoge kosten voor elektriciteitsopslag vereisen echter een zeer zorgvuldige planning vooraf om niet onnodig kosten te verspillen.
Daarnaast moeten de lopende subsidies (5,41 cent / kWh voor 10 jaar) worden meegenomen in een rentabiliteitsberekening, evenals de belastingvoordelen voor WKK-eigenaren.
Vraag: Welke exploitatiekosten moet u berekenen met een WKK?
Experts op het gebied van kostencheck: De bedrijfskosten worden vaak onderschat en er wordt vaak geen rekening mee gehouden bij de berekening van de winstgevendheid.
In de regel zijn de onderhoudskosten voor de meeste systemen met interne verbranding gemiddeld ongeveer 3 cent / kWh . Bij veelvuldig fietsen (automatisch in- en uitschakelen van het systeem) kunnen de kosten ook hoger zijn; later, als het systeem verouderd, moet er rekening gehouden worden met hogere onderhouds- en servicekosten vanwege het grote aantal bewegende delen.
Opgemerkt dient te worden dat je voor veel beurzen ook een volledig onderhoudscontract voor minimaal 10 jaar moet tonen. De kosten voor dergelijke onderhoudscontracten zijn dan hoger, meestal rond de 5 cent / kWh .
Met deze kosten moet in ieder geval rekening worden gehouden, plus de kosten voor reparatie, reserveonderdelen en de noodzakelijke algehele revisie van het systeem na een bepaald aantal draaiuren.
Bij andere soorten systemen zijn de onderhoudskosten vaak beduidend lager - de brandstofcelverwarmer is bijvoorbeeld relatief eenvoudig te onderhouden.
Vraag: Is een brandstofcelverwarmingssysteem winstgevender dan andere WKK-units?
Kostencontrole-expert: in Japan is brandstofcelverwarming al een aantal jaren een van de meest populaire verwarmingsalternatieven - maar er kan geen specifieke winstgevendheid uit worden afgeleid.
In principe geldt ook voor brandstofcelverwarming dat het alleen loont als er een voldoende hoge warmtevraag is die zo constant mogelijk is en het elektriciteitsverbruik in het huishouden niet te laag is.
Hoe minder en meer sporadische warmte er nodig is, hoe slechter het eruit ziet met de winstgevendheid van brandstofcelverwarming. Als het elektriciteitsverbruik zo laag is dat een groot deel van de opgewekte elektriciteit aan het openbare net moet worden geleverd, is de kans op afschrijving zeer klein.
De brandstofcelverwarming is een zeer progressief en echt ecologisch verwarmingssysteem - een rentabiliteitsberekening vooraf is absoluut noodzakelijk en onvermijdelijk. In veel huishoudens zal zelfs deze vorm van WKK met zijn hoge rendement zichzelf niet kunnen terugverdienen. Dit is alleen mogelijk onder de juiste voorwaarden.
In andere gevallen kan brandstofcelverwarming echter tot enorme besparingen leiden en zichzelf binnen enkele jaren terugbetalen.