Zonne-energie in de Nederlandse papier- en kartonindustrie

Beschrijving
• Zonne-energie veroorzaakt geen CO2- of andere schadelijke emissies.
PV-systemen
• Verwachte levensduur: 25 à 30 jaar.
• Diverse typen zonnecellen.
• 1 m2 zonnepanelen levert per jaar rond 112 kWh elektriciteit.
• Momenteel onderzoek naar verhoging van de efficiëntie, nieuwe materialen en
toepassingsmogelijkheden.
Zonneboilersystemen
• Verwachte levensduur: 20 jaar.
• Diverse soorten en typen zonneboilers.
• Momenteel onderzoek naar: PVT-collectoren (combinatie PV- en boilersystemen), zonnekoeling,
drogen van landbouwproducten, seizoensopslag, nieuwe conversietechnieken en materialen.
Vergunningen &
Subsidies
PV-systemen en zonneboilers zijn twee technologieën om de energie uit de straling van de zon te
benutten. De energieopbrengst wordt bepaald door de oriëntatie en plaatsing t.o.v. de zon. Beide
systemen kunnen op een plat of schuin dak geplaatst (of evt. geïntegreerd zijn) worden. De volledige
energiebehoefte van een papierfabriek zal niet met zonne-energie voorzien kunnen worden. In deze
factsheet wordt daarom een beeld geschetst van de potentie van het winnen van zonne-energie bij
een gemiddeld dakoppervlak.
PV-systemen
Een PV-cel zet, zonder tussenkomst van mechanische of thermische processen, zonlicht direct om in
elektriciteit. Dit omzettingsproces heet fotovoltaïsche omzetting, internationaal afgekort tot PV. Een
PV-systeem bestaat uit modules: in serie geschakelde PV-cellen inclusief omvormer. De
elektriciteitsproductie m.b.v. PV-systemen groeit jaarlijks met 30 à 40% wereldwijd. Zonnecellen
worden steeds meer toegepast in nieuw- en bestaande bouw, o.a. als bouwelement.. Knelpunten op
dit moment zijn:
• Gebrek aan Si-wafer-materiaal (grondstof van de meest bewezen PV-cel: monokristallijn Si),
vanwege te weinig productiefabrieken.
• Hoge investeringskosten (ook gebaseerd op schaarste grondstof)
• Gebrek aan standaardisatie van systemen.
• De opgewekte elektriciteit wordt naar verwachting na 2035 concurrerend met conventionele
elektriciteit (industriële energieprijs). Met de huidige stand der techniek levert een PV-systeem
bij toepassing op een gemiddeld dakoppervlak van een papier- of kartonfabriek een te lage
energieopbrengst met een relatief zeer lange terugverdientijd.
Zonneboilersysteem
Een zonneboiler, bestaande uit een collector en voorraadvat met warmtewisselaar, gebruikt
zonnewarmte om water te verwarmen. Het verwarmde water kan, evt. naverwarmd, toegepast
worden als tapwater of verwarmingsdoeleinden. Zonneboilers worden geplaatst in met name
bestaande en nieuwe woningbouw, zorginstellingen, kantoren en sportaccommodaties met een
jaarlijkse stijging van 0,1 PJ geïnstalleerde installaties in Nederland.
In de industrie is deze vorm van zonne-energie nog relatief weinig toegepast. Met name het relatief
lage temperatuurniveau dat bereikt kan worden is een knelpunten voor grootschalige implementatie
van industriële zonneboilers. De opgewekte warmte kan daarom niet als vervanging van de
conventioneel opgewekte stoom ingezet worden. Daarnaast is er een lange terugverdientijd bij een
dergelijke installatie. Zonneboilersystemen kunnen eventueel een bijdrage leveren aan de
verwarming van proceswater(bijv. in de pulper) of sanitair water of gebouwverwarming. Bij een
papier en kartonfabriek is waarschijnlijk echter voldoende restwarmte aanwezig om voor deze
doeleinden in te zetten. De meerwaarde van deze extra warmtebron bestaat alleen als de
warmtevraag groter is dan het aanbod van de aanwezige restwarmte.
Stand der techniek
Zonne-energie in de Nederlandse papier- en kartonindustrie
Bij bestaande bouw zal voor de plaatsing van PV-installaties en zonneboilers alleen een
meldingsplicht van toepassing zijn, voor nieuwbouw dient te worden voldaan aan het Bouwbesluit
ter verkrijging van de bouwvergunning.
•
•
PV-systemen en zonneboilersystemen kunnen met de Energie-investeringsaftrek (EIA)
gestimuleerd worden. EIA is een fiscale stimuleringsregeling voor de aanschaf van
energiebesparende apparatuur. 44% van de investeringskosten aftrekbaar is van de fiscale winst
van de onderneming: Het directe financiële voordeel is, afhankelijk van het belastingpercentage
over de winst, maximaal 19% van de kapitaalkosten. Naast EIA was tot 18 augustus 2006
tevens MEP toepasbaar. Deze komt waarschijnlijk na wijziging van de politieke verhoudingen na
de Tweede Kamer Verkiezingen in gewijzigde vorm terug. Deze regeling stimuleerde investeringen
in duurzame energie op basis van het verstrekken van een vergoeding per MWh.
Gemeenten en energiebedrijven kunnen voor subsidie benaderd worden.
Kenniscentrum Papier en Karton
1/3
Zonne-energie in de Nederlandse papier- en kartonindustrie
•
Om een indruk te krijgen van de effecten van de toepassing van zonne-energie bij een
papierfabriek, rekeninghoudend met het feit dat elke papierfabriek uniek is qua energieverbruik,
is er op basis van landelijke gegevens een fictieve casus ontwikkeld (tabel 1). De twee fabrieken
hebben elk een dakoppervlak van 8.000 m2.
Tabel 1: Energieverbruik in twee papierfabrieken
Mate
verbruik
Elektriciteitsverbruik
Bedrijf x Groot
Bedrijf y
Verbruik
(MWhe/j of GJt/j)
MWh/j
135.000
25.000
Klein
Prijzen
(€/MWh of €/GJ)*
Totale prijzen
(€/j)*
65 – 58
8.775.000 7.830.000
1.625.000 –
1.450.000
65 - 58
Warmteverbruik
GJ/j
Bedrijf x Groot
1.200
10,50
12.600
Bedrijf y Klein
255
10,50
2.678
*De gehanteerde prijzen vertegenwoordigen de inkoopprijs en de verkoopprijs van elektriciteit en de prijs van het
geproduceerde stoom.
PV-systemen
• In tabel 2 zijn de economische en energetische kengetallen van de toepassing van een
veelgebruikte zonnecel (monokristallijn Si) bij de fictieve papierfabriek weergegeven.
Tabel 2: Implementatievoorbeeld van een PV-systeem bij het gemiddeld dakoppervlak van een
papierfabriek
Kosten en baten
Nomimaal
Vermogen
(Wp/m2)
Aantal
Panelen*
Investeringen
(€)**
Verwachte
opbrengst
(kWh/j)***
Verwachte opbrengst
(€/j)****
Terugverdientijd
excl. kosten
financiering en
subsidies (j)***
€ 0.05
€ 0,065
€ 0.05
€ 0,065
Monokristallijn Si
185
6.153
1.376.100
910.600
45.530
59.190
30
23
* Gemiddeld dakoppervlak (8.000 m2) gedeeld door 1,3 m2.
**Op basis van systeemprijs van €4,50/Wp maal aantal panelen.
***Op basis van 0,8 kWh/Wp berekend: verwachte opbrengst voor één paneel (185 x 800) x aantal panelen.
****De verwachte opbrengsten (€/j) en terugverdientijden (j) zijn op basis van kWh-prijs van € 0,05/ kWh
(minimale terugleververgoeding aan het net) en € 0,065/kWh (inkoopprijs) berekend
•
Het bedekken van het dakoppervlak levert een fractie van de ingekochte elektriciteit. Een PVsysteem levert met de huidige stand der techniek een te lage energieopbrengst bij een lange
terugverdientijd: 910 MWh/j t.o.v. de benodigde 135.000 cq. 25.000 MWh/j.
• De elektriciteit opgewekt met een PV-systeem (zonnestroom) zal naar verwachting tussen 2015
en 2020 concurrerend zijn met de conventionele elektriciteitsprijs voor consumenten. Vervolgens
zal rond 2035 en 2050 de zonnestroom met de lage cq. hoge groothandelprijs te concurrerend
zijn (figuur 1).
Zonneboilersystemen
• In tabel 3 zijn de economische en energetische kengetallen van de toepassing van een
zonneboilersysteem bij de fictieve papierfabriek weergegeven.
Tabel 3: Implementatievoorbeeld van een zonneboilersysteem bij het gemiddeld dakoppervlak van een
papierfabriek
Nomimaal
Vermogen
(GJ/m2)
Investeringen
(€)*
Verwachte
opbrengst
(GJ/j)**
Verwachte
aardgasbesparing
(m3/j)
Verwachte
aardgasbesparing
(€/j)***
Terugverdientijd excl.
kosten
financiering
en subsidies
(j)***
26
1,7
2.800.000
13.600
425.000
106.250
*Op basis van systeemprijs van €350,00/m2 collectoroppervlak (350 x 8.000).
**Op basis van een volledige bedekking van het beschikbare dakoppervlak met collectoren (1,7 x 8.000).
***De verwachte aardgasbesparing (€/j) en terugverdientijd (j) zijn op basis van de aardgasprijs van € 0,25 per m3
berekend.
•
•
•
Het bedekken van het dakoppervlak levert met de huidige stand der techniek een
energieopbrengst 13.600 GJ, dit is tevens de besparing op het aardgasverbruik.
De investeringen zijn indicatief, aangezien elk grootschalig zonneboilersysteem uniek is i.v.m. de
toepassing van de warmte en de daar bijhorende randapparatuur, zoals buffersystemen.
Een dergelijk systeem kan een bijdrage leveren aan de voorverwarming van proceswater (bijv. in
de pulpbereiding). Bij een papier- of kartonfabriek is echter waarschijnlijk voldoende eigen
restwarmte aanwezig om voor dergelijke doeleinden in te zetten. De meerwaarde van een
zonneboilersysteem bestaat alleen als er intern (bijv. proceswater of sanitair water opwarmen of
gebouwverwarming) een warmtevraag bestaat, waar bij onvoldoende (rest)warmteaanbod
beschikbaar is.
Kenniscentrum Papier en Karton
2/3
Zonne-energie in de Nederlandse papier- en kartonindustrie
Vanwege het maatwerk van grootschalige zonneboilers en de beperkte industriële toepassing een
praktijkvoorbeeld: Perfetti Van Melle snoepfabriek (Breda) heeft sinds 1997 een zonneboilersysteem
voor industrieel gebruik(in 1997 de grootste in Europa) in bedrijf (tabel 3). De vloeistof in de collector
kan met een maximale temperatuur van 95°C het proceswater m.b.v. een platenwisselaar en evt. een
tegenstroomapparaat tot en met 70°C verwarmen. De toenmalige directie had als visie een duurzame
energieproductie in 2008. Echter door overname door Perfetti is deze visie gewijzigd.
Tabel 3: Implementatievoorbeeld van zonneboiler bij Perfetti Van Melle
Collectoroppervlak
(m3)
2.400
Dakoppervla
k (m2)
Boilervolume (l)
Warmwater
-levering (l)
5.600
95.000
125.000
Besparing
aardgas
(m3/j)
170.000
Verwachte
aardgasbesparing
(€/j)*
42..500
Belangrijke
actoren
*De verwachte aardgasbesparing (€/j) is op basis van de aardgasprijs van € 0,25 per m3 berekend
Onderzoeksinstellingen (zon-pv): ECN, TNO, TU Delft, TU Eindhoven,
Rijksuniversiteit Groningen
Onderzoeksinstellingen (zon-thermisch): ECN, TNO Bouw, TU Eindhoven
Ingenieursbureaus (zon-pv): Ekomation, Ecofys, BECO
Ingenieursbureaus (zon-thermisch): Entry technology, Ecofys
Productie (zon-pv): Shell Solar, Mastervolt, FEE, AKZO, Corus, Solland Solar
Productie (zon-thermisch): Heliomax, ZEN Solar, Itho, Daalderop, Atag
Implementatie: Eneco
Intermediair: SenterNovem, IEA Solar Heating & Cooling
Universiteit
Utrecht,
Figuur 1: Verwachte prijsdaling elektriciteit PV-systemen
Kenniscentrum Papier en Karton
3/3

Download Report