Evaluatie van de milieuprestaties van proeven binnen ENERGLIK

De glastuinbouw in Vlaanderen en Nederland staat bekend om zijn hoge efficiëntie (hoge opbrengst), hoogwaardige producten en innovatieve implementaties. Toch staat het ook bekend om zijn hoge energiebehoefte (warmte en elektriciteit voor belichte teelt). In een project als ENERGLIK, waar de vermindering van de warmtevraag door de implementatie van de technologieën een primaire pijler is, is de vertaling van de resultaten naar de algehele duurzaamheid van de teelt essentieel voor de evaluatie van de technologieën die worden getest.

Binnen het ENERGLIK project wordt ervan uitgegaan dat de warmtevraag wordt geleverd door warmtekrachtkoppeling - met een overeenkomstig gebruik van aardgas. Gekoppeld aan de warmteproductie is er elektriciteitsproductie (voornamelijk geïnjecteerd in het net bij onverlichte teelt) en CO₂ die gebruikt kan worden voor het creëren van een optimale groeiomgeving voor de planten. Als eerste stap onderzochten we waar de belangrijkste impacts van de warmtekrachtkoppeling vandaan komen. Zoals verwacht is het belangrijkste aandachtspunt de levering van aardgas en de uitstoot bij de verbranding ervan (met een zeer klein percentage van de impact afkomstig van de apparatuur zelf). Bij het uitvoeren van de gevoeligheidsanalyse van deze operatie moeten we rekening houden met (1) de hoeveelheid warmte die wordt verkregen uit een bepaalde hoeveelheid aardgas (MJ_thermisch/m³_aardgas) en (2) de emissies die vrijkomen bij de verbranding van deze hoeveelheid gas.

Verder wordt in een LCA de milieu-impact van een product of proces verdeeld over alle waardevolle outputs. Ook hier hebben we te maken met meerdere waardevolle producten: warmte, elektriciteit en CO₂. Voor deze nieuwsbrief willen we ons richten op manieren om de impact te verdelen tussen de geproduceerde warmte en elektriciteit (opmerking over CO₂ aan het eind).

Er zijn drie belangrijke manieren waarop dit binnen ENERGLIK wordt geëvalueerd: (1) toewijzing op basis van energiewaarde; (2) toewijzing op basis van exergiewaarde; (3) ‘korting’ op basis van elektriciteitswaarde. Bij toewijzing op basis van energiewaarde (1) wordt eenvoudigweg gekeken naar de rendementen (n; w=warmte; e=elektriciteit) van de warmtekrachtkoppelingsinstallaties:

1. Als we bijvoorbeeld kijken naar de waarden die worden gerapporteerd in KWIN*: nw=0,52 en ne=0,42, dan is het percentage van de impact dat wordt toegewezen aan de warmte 55% (45% van de impact wordt dan toegewezen aan de elektriciteit). Bij de toewijzing per exergiewaarde (2) worden de energiewaarden ‘verfijnd’ door rekening te houden met de kwaliteit van de energie. Elektriciteit heeft het hoogste kwaliteitsniveau (=1), terwijl warmte een lagere kwaliteit heeft (=0,17)**.
2. Dit resulteert in een toewijzing van 17% van de impact aan de warmte geproduceerd door de warmtekrachtinstallatie. Bovendien kan men de volledige impact van de warmtekrachtkoppeling in aanmerking nemen minus een korting voor de elektriciteit die elders wordt gebruikt (3). Deze methode gaat er dan van uit dat men door elektriciteit te produceren de productie van elektriciteit elders ‘voorkomt’.
3. Er wordt een korting toegepast die afhankelijk is van de elektriciteit die wordt vervangen. (Zie figuur hieronder)
   Dit concept is meer ‘tastbaar’, maar is erg afhankelijk van de keuze van de elektriciteit die wordt vervangen. Binnen Energlik hopen we resultaten naar voren te brengen die de sterke en zwakke punten van elk van deze methoden in overweging nemen. Communicatie zo inrichten dat deze correct en nauwkeurig kan worden gebruikt.
   
   * Raaphorst, M.G.M & Benninga, J., Kwantitatieve Informatie voor de Glastuinbouw 2019, Wageningen University & Research
   ** Gong & Wall, Exergy Analysis of the Supply of Energy and Material Resources in the Swedish Society, 2016; Gong & Werner, Exergy analysis of network temperature levels in Swedish and Danish district heating systems, 2015

Enerzijds kan je energie of exergie gebruiken om de impact van de WKK-operatie te verdelen over de verschillende waardevolle producten. Anderzijds kan je een ‘korting’ toekennen voor de elektriciteit die niet zelf wordt gebruikt; dit noemt men systeemuitbreiding (d.w.z. het uitbreiden van systeemgrenzen om alle outputs en bijbehorende impacten in rekening te brengen).

Willen we CO₂ opnemen in de allocatie, dan moet er een andere verdeelsleutel gebruikt worden om massa (CO₂) en energie (warmte en elektriciteit) te kunnen combineren; Dit kan door een economische verdeelsleutel te gebruiken zoals de prijs van de producten. De waarde die moet worden toegekend aan CO₂ en warmte, brengen dan nieuwe uitdagingen mee.

Binnen ENERGLIK zal CO₂ schaarser worden naarmate we minder warmte gaan gebruiken (minder draaiuren WKK) en naarmate we afstappen van fossiele brandstof. Voor de evaluatie moeten we daarom het effect van CO₂-voorziening uit externe bronnen in rekening brengen. Dit zal verder worden onderzocht met resultaten van WUR en Thomas More.