vergisting van biomassa
10 Bevindingen daglichtkas
10.1 Inleiding
De daglichtkas voor de glastuinbouw is een zonvolgend thermisch systeem voor het oogsten van warmte uit zonlicht. Er wordt gebruikgemaakt van (bijna) het gehele kasdek voor het in- vangen van de warmte, waarin lenzen (geplaatst in dubbelglas) zorgen voor het focussen van de zonlichtbundel op een vrijhangende zonvolgende warmtecollector. De daglichtkas is gunstig voor gebruik in de sierteelt, waar direct zonlicht vermeden dient te worden.
De SDE++ is bedoeld om op een kosteneffectieve manier bij te dragen aan het bereiken van een emissiereductie van 49% in 2030 (Verbreding SDE+, 23 november 2018). Belangrijk hierbij is dat de onrendabele top van een techniek goed kan worden bepaald en dat deze passend is voor ingediende projecten. De daglichtkas kon tot en met 2017 gebruikmaken van de categorie zonthermie in de SDE+-regeling. De daglichtkas wijkt echter sterk af van het in SDE+ gedefinieerde referentiesysteem voor de categorie zonthermie, waardoor de daglichtkas mogelijk een lagere onrendabele top zou hebben. Sinds 2018 wordt de daglicht- kas niet langer toegestaan binnen de categorie zonthermie. In dit conceptadvies voor de ver- bredingsopties in SDE++ 2020 wordt het concept nader gekwantificeerd, zodat het systeem op gepaste wijze gestimuleerd kan worden (DGKE-E / 19063181, 9 april 2019).
Daartoe wordt in dit rapport eerst het referentiesysteem beschreven, dat daarna nader inge- vuld wordt qua kosten. Ten slotte wordt het resulterende basisbedrag gepresenteerd.
De daglichtkas is geschikt voor de teelt van potplanten en een aanzienlijk deel van de snij- bloemen. Glastuinbouw Nederland schat het potentieel op 25% à 50% van het sierteeltare- aal. Onder de aanname dat 30% tot 50% van de nieuw te bouwen kassen in die sector voor de daglichtkas kiest kan er volgens Glastuinbouw Nederland in de periode tot 2030 wellicht voor 100 tot 350 hectare van dit type kas gerealiseerd worden.
Tijdens de marktconsultatie zijn relevante punten ingebracht, die in dit Eindadvies doorge- voerd zijn. Dit betreft onder andere de systeemgrenzen (meten aan de condensorzijde van de warmtepomp) en daarmee ook het meenemen van de elektriciteitsinput voor de warmte- pomp. Het verminderde gasverbruik als gevolg van toepassing van dubbelglas is geëvalueerd voor de variant waarin 100% van de investeringskosten meegenomen wordt, maar deze be- sparing in het uiteindelijke basisbedrag (waarin 40% van de investeringskosten beschouwd worden) niet meegenomen.
10.2 Referentie-installatie
De daglichtkas is een kasontwerp met een kasdek dat met behulp van ingebouwde lenzen invallend zonlicht bundelt en daarmee vrijhangende warmtecollectorbuizen verhit. Het warm- tevoerend medium draagt haar energie via een open buffersysteem over aan een dagopslag en seizoens-warmte-koudeopslag met warmtepomp, waar de warmte kan worden opgewaar- deerd voor verwarming van de kas. De collectorbuizen bewegen mee met de zon en blijven zo in het brandpunt van de lenzen in het kasdek. Omdat het directe zonlicht met het sys- teem tegengehouden en diffuser verdeeld wordt, is een bijkomend voordeel een betere groei en toegenomen opbrengst voor de ondernemer, vooral voor ondernemingen waar schaduw- minnende potplanten worden geteeld. Met de daglichtkas kan (voor een deel) in de eigen warmtebehoefte worden voorzien (bron: ‘Kas als Energiebron’, Glastuinbouw Nederland). In de daglichtkas zijn de volgende componenten aanwezig:
• Kasdek met geïntegreerde lenzen • Collectorbuizen met zonvolgsysteem
• Seizoensopslag warmte in ondergrondse warmte-koudeopslag (WKO) • Warmtepomp
• Installatiecomponenten elektrisch en thermisch
De daglichtkas kent verder nog vaste en variabele en onderhouds- en bedrijfskosten en, voor het aandrijven van de warmtepomp, kosten voor de inkoop van elektriciteit. Eventuele aan- koop van CO2 voor bemesting van het gewas is niet opgenomen. Voor de daglichtkas is een
spreiding in de kosten te verwachten omdat deze afhankelijk zijn van specifieke bedrijfsom- standigheden; in dit rapport wordt echter niet met een spreiding gerekend.
In SDE++ wordt een onrendabele top bepaald, die gedefinieerd wordt door het verschil in basisbedrag en de prijs van warmte in het geval er sprake zou zijn van géén daglichtkas (in SDE++-termen: het correctiebedrag).
Om het correctiebedrag te bepalen moet vastgesteld worden hoe de warmte in de situatie zonder daglichtkasconcept opgewekt zou worden. Dit kan bijvoorbeeld met een gasketel, een warmtekrachtkoppeling maar ook met een warmtepomp gekoppeld aan een WKO. Om de daglichtkas te vergelijken met de standaardsituatie is het nodig om vast te stellen welk type systeem dat is. In dit conceptadvies wordt er van uitgegaan dat de daglichtkas vergeleken wordt met een warmtekrachtinstallatie, al zullen er ook situaties zijn waarin de maatregel een gasketel vervangt.
In de referentiekas is er een elektriciteitsverbruik door het toepassen van kunstmatige be- lichting. Dit verbruik hoeft vanwege de eigenschappen van het kasdek niet plaats te vinden in de daglichtkas. De variant waar 100% van de investeringskosten beschouwd wordt krijgt een korting op het elektriciteitsverbruik om te compenseren voor de door vermeden belich- ting uitgespaarde elektriciteit.
10.3 Kostenbevindingen
De hier gepresenteerde berekeningswijze is een vereenvoudiging van de werkelijke situatie. De daglichtkas is een complex systeem van meerdere warmte-koudebronnen, warmtepom- pen, opslag en WKK-installaties. In dit conceptadvies worden de kosten meegenomen voor de zonnecollector, het zonvolgsysteem, de warmte-koudeopslag (WKO) en de warmtepomp. De systeemgrenzen van de berekening zijn in dit advies ruimer dan in het conceptadvies uit augustus 2019. De warmte die geleverd wordt door de warmtepomp is nu leidend in de bere- kening (voorheen was het de warmte uit het zonthermische kasdek).
10.4 Kosten
De daglichtkas die in dit rekenvoorbeeld beschouwd wordt heeft een kasoppervlakte van één hectare (10.000 m2). De veronderstelde thermische opbrengst bedraagt 154 kWh/jaar per
m2 kasoppervlak. Het veronderstelde thermische vermogen van het kasdek (gemeten aan de
collectorbuizen) is nabij 2,8 MWth (zonthermisch vermogen 300 W/m2 bij een beschikbaar
oppervlak van ruim 90% van het kasdek). Voor de warmtepomp is een vermogen van 500 kWth en een COP-waarde33 van 5,0 aangenomen. Ter overweging bij de uitvoering van de
SDE++-regeling: voor de daglichtkas kunnen extra eisen voor de werking van de warmte- pomp opgenomen worden, zoals een minimum COP die ook bij de EIA (Energie Investerings Aftrek-regeling) gevraagd wordt.
De meerkosten van de daglichtkas ten opzichte van een standaardkas worden begroot op 1,45 M€/ha. Dit bedrag is deels terug te voeren op de extra componenten uit het concept: de warmtecollectorbuizen, het volgmechaniek en haar besturing en het gecoate dubbelglas met fresnellenzen ertussen. De keuze voor dubbelglas is gemaakt om de lenzen op te sluiten, maar deze beïnvloedt bovendien de gehele kasconstructie: deze moet namelijk wegens het extra gewicht van het dubbelglas zwaarder uitgevoerd worden, wat een kostenverhogend ef- fect heeft, niet alleen qua constructie maar ook wat betreft de bouwwijze. Daarbovenop ko- men nog extra kosten voor de klimaatinstallatie van de daglichtkas: warmtepomp, warmte- koudeopslag en gerelateerde systemen. Deze kosten bedragen 0,36 M€/ha, waarmee de to- tale meerkosten van de daglichtkas ten opzichte van de standaardkas 1,81 M€/ha bedragen (3620 €/kWth aan de warmtepomp). Met de aanname dat het investeringsbedrag voor een standaard kas (zonder daglichtconcept) 0,75 M€/ha bedraagt komen de totale investerings- kosten voor de daglichtkas op 2,56 M€/ha (meerkosten plus kosten voor de standaard kas).
De vaste onderhoudskosten voor de daglichtkas, warmtepomp en WKO (inclusief benodigde elektriciteit) bedragen naar schatting 89,2 €/kWth/jaar (zonder besparing op elektriciteitskos-
ten voor belichting; met deze besparing beschouwd komen de vaste onderhoudskosten voor de daglichtkas op 66,1 €/kWth/jaar).
Bij de bepaling van het basisbedrag voor SDE++ worden de directe techniekgerelateerde uit- gaven meegenomen. Om die reden is voor dit conceptadvies tevens een inschatting gemaakt voor het gedeelte van de meerkosten die direct aan de zonthermische techniek gekoppeld kunnen worden. Zo worden de meerkosten voor bouwtechnische aanpassingen zoals verzwa- ring van de constructie slechts voor een deel meegenomen, evenals de extra kosten wegens toepassing van dubbelglas. Hiervan wordt op basis van de niet nader gerapporteerde onder- verdeling van de componentkosten een indicatieve korting op het meerinvesteringsbedrag
33 COP: coefficient of performance, prestatiecoëfficiënt die dient om het rendement van een warmtepomp uit te drukken. Geeft aan hoeveel eenheden warmte geproduceerd worden per eenheid verbruikte elektriciteit.
voor de daglichtkas toegepast van 60%: de beschouwde meerinvesteringen worden zo- doende op 0,58 M€/ha gesteld (in plaats van 1,45 M€/ha), waarmee de meerinvesteringen, uitgedrukt in het thermisch vermogen van de warmtepomp, op 1880 €/kWth uitkomen (0,94 M€/ha).
10.5 Baten
De daglichtkas heeft, afhankelijk van de teelt, een aantal baten:
• Omdat het directe zonlicht weggenomen wordt laat de daglichtkas, bij schaduwmin- nende planten, een betere en snellere groei zien. Dit vertaalt zich in een financieel voordeel, dat bijdraagt aan de businesscase van de daglichtkas. De hoogte van dit financiële voordeel is echter moeilijk te bepalen en wordt niet beschouwd in de bere- kening.
• Door het dubbelglas in het kasdek is het warmteverlies significant lager, waardoor de energievraag lager uitvalt. Dit wordt in de berekeningen voor SDE++ meegenomen in de vorm van een extra energiebesparing van 10 m3 aardgas per m2 kasopper-
vlakte per jaar, ingeboekt als een besparing op het gasverbruik van 46%.
• Inmiddels zijn er twee daglichtkassen gebouwd. Omdat het nieuwe concepten zijn waarbij nog leereffecten te verwachten zijn, is het mogelijk dat er nog kostenverla- ging in het verschiet ligt (maar evengoed kan implementatie in de praktijk leiden tot een inzicht dat kosten nog even stijgen).
• Met de toepassing van zonnewarmte is de daglichtkas een stand-alone toepassing, die geen netwerkdiensten vraagt (zoals bij elektriciteitsleverende technieken). De warmtepomp is wel een grote elektriciteitsafnemer, maar door deze slim te combine- ren met de WKK kan een extra besparing op nettarieven gerealiseerd worden. De waarde hiervan wordt niet meegenomen in deze analyse.
Tabel 10-1 geeft de aannames voor de parameters.
Tabel 10-1. Technisch-economische parameters daglichtkas van 10.000 m2 (afhan- kelijk van meerkosten ten opzichte van een standaard kas)
Parameter Eenheid Berekening
SDE++ 2020 Bij 100% meerkosten
Advies SDE++ 2020 Bij 40% meerkosten
Vermogen van de warmtepomp [kWth/ha] 500 500
Vollasturen warmtepomp [uur/jaar] 3850 3850
Elektriciteitsverbruik (bij variant 100% meerkosten inclusief besparing op elektri- citeit belichting referentiekas)
[MWh/ha/jaar] 203,5 423,5
Besparing gasverbruik t.o.v. standaard kas door dubbelglas
[%] 46% 0%
Totale meerinvesteringen uitgedrukt per outputvermogen van de warmtepomp
[€/kWth] 3620 1880
Vaste kosten voor onderhoud en beheer [€/kWth/jaar] 66,1 78,6
10.6 Advies basisbedragen
Bij de bepaling van het basisbedrag worden de kosten beschouwd van het energiegerela- teerde deel van de daglichtkas: de zonnecollector met aansturing, warmtepomp, warmte- koudeopslag en de installatie ervan. Baten die moeilijk te kwantificeren zijn worden niet meegenomen. Voor de financieringsparameters geldt: de rente op de lening is aangenomen op 2%, het vereiste rendement op eigen vermogen bedraagt 11% en het aandeel eigen ver- mogen is 30%.
Wanneer er gekeken wordt naar de complete daglichtkas (het zonthermische gedeelte inclu- sief de warmtepomp, de WKO-installatie en het dubbelglas en versterking van de construc- tie) dan is het basisbedrag 0,116 €/kWh. Wordt echter 60% van de meerinvesteringskosten niet meegenomen (wat te motiveren is uit het feit dat SDE++ alleen de directe techniek-ge- relateerde kosten vergoedt, zoals de lenzen en de collectorbuizen met zonvolgsysteem) dan is het basisbedrag 0,077 €/kWh.
Voor de SDE++ 2020-regeling is het bedrag inclusief de korting op de meerinvesteringen lei- dend. Het in dit conceptadvies voorgestelde basisbedrag voor de daglichtkas is dus 0,077 €/kWh. Dit basisbedrag geldt voor de warmte geleverd aan de condensorzijde van de warm- tepomp.
Tabel 10-2. Overzicht subsidieparameters daglichtkas
Eenheid
Advies SDE++ 2020 Bij 40% meerinvesteringskosten
Basisbedrag [€/kWh] 0,077
Looptijd subsidie [jaar] 15