Energie uit afvalwater

1. Tauw Energie & Water
Leeuwarden, mei 2011
Rada Sukkar en Karel Veeneman
gfs@tauw.nl
0615945727

2. Agenda 12 mei 2011
• 09.00 uur Ontvangst
• 09.15 uur Kennismaking
• 09.30 uur Presentatie thermische energie (riothermie)
• 10.30 uur Korte pauze
• 10.45 uur Vragen en discussie
• 11.30 uur Conclusies en benoemen kansen
• 11.45 uur Vervolgafspraken
• 12.00 uur Einde

3. Inhoud presentatie
1. Tauw & Energie
2. Friesland & Energie
1. Beleid en subsidies
2. Slim met Energie & Water
3. Masterplan thermische energie
3. Energieverbruik in Nederland
4. Energie in de waterketen
5. Riothermie
6. Tauw en waterkracht projecten (optioneel)

4. 1. Tauw & Energie
Speerpunten
• Energie uit de omgeving
• Riothermie
• Warmte en Koude Opslag
• Energiefabriek
• Waterkracht
• Vivace
• Piezzo
• Beleid duurzame energie

5. 2. Friesland & Energie (1)
Beleid en subsidies
Beleid:
• Fryslân Fernijt Provincie Fryslân
• Slim met Water &Energie Gemeente Leeuwarden
• Innovatieprogramma Wetterskip Fryslân
• Noordelijk energieakkoord / energy valley
Subsidies:
• Transitiefonds Gemeente Leeuwarden
• Energiesprong SEV
• Fryslan fernijt Provincie Friesland
• Duurzame energie Provincie Friesland

6. 2. Friesland & Energie (2)
Slim met Energie & Water
• Zonne-energie – 8 MWp
• Thermisch (geothermie, biogas, restwarmte) – 3000 TJ
• 3000 bestaande woningen 2 stappen energielabels omlaag; 500
nieuwbouw woningen EPC 0,5
• Biogasleiding NO-friesland – 250.00 huishoudens
• 500 schone voer-/vaartuigen in Leeuwarden
• Groen gas 100 milj. m3
• Windenergie off shore – 1200 MWp
• Blue energy – 40-50 PJ
In 2020 energieneutraal (geen fossiele brandstoffen)

7. 2. Friesland & Energie (3)
Masterplan thermische energie Friesland / Leeuwarden
Masterplan thermische energie Friesland / Leeuwarden
Geothermie WKO Riothermie Restwarmte
Div. projecten WKO-plus (optimalisatie) Cammingha-
buren
Pilot MCL / WAC
RWZI
Burdaard -
woonwijk
OAS NW Frl -
RWZI
Bodemkansenkaart O’werf Harlingen
Kansenkaart Leeuwarden ? (integraal plan thermische energie)

8. 3. Energieverbruik in Nederland

9. 4. Energie in de waterketen

10. Referenties
- Mastercase energie in de waterketen – Stowa 2009-46
- Energie in de waterketen – Stowa 2010-35
- Warmtehuishouding in afvalwaterketen Zwolle, Stowa, 2011
- Diverse studies naar toepassing Riothermie (Almere, Zwolle, Den
Haag, Eindhoven, Alkmaar, Burdaard, etc.)
- Brochure VROM, Energie uit afvalwater
- Diverse symposia met waterschappen en stichting
warmtenetwerk
- Artikelen in vakbladen (H2O, Cobouw, Volkskrant, Technisch
weekblad,………)

11. 5. Riothermie
Zwolle

12. Afvalwater temperaturen
Gemiddelde dagtemperaturen (riolering, buitentemp en grondwater)
23
21
19
17
15
13
Temperatuur (°C)
11
9
7
5
3 BAR01 MP01
MP02 MP05
1 MP07 MP08
MP10 MP12
-1
MP13 MP16
-3 Aanvoer B & D-O Effluent RWZI
21GL0010 BAR01 trendlijn
-5
10-Jan 25-Jan 09-Feb 24-Feb 11-Mar 26-Mar 10-Apr 25-Apr 10-May 25-May 09-Jun
Datum

13. Energie uit rioolstelsels Zwolle

14. Kansenkaart Riothermie

15. Locaties voor winnen van warmte

16. Technische haalbaarheid
(techniek van warmte terugwinning)

17. Energetische haalbaarheid (COP)
COP warmtepomp
140,00
120,00
100,00
COP = 2
Afzet temperatuur ºC
COP = 2,5
80,00 COP = 3
COP = 3,6
60,00 COP = 4
COP = 5
COP = 6
40,00
20,00
0,00
0 5 10 15 20 25 30
Brontemperatuur ºC

18. Bruto/netto besparing in primaire energie
Besparing Netto
300
Elektriciteitsverbruik
250 Warmtevraag
slibverwarming
200
kW
150
100
50
0
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Maand

19. Financiele haalbaarheid
(Prijsontwikkeling fossiele brandstof)
Gasprijs versus terugverdientijd
Gasprijs jaar 2009 = 0,592 EUR/Nm 3
Gasprijs 2020 = 0,992 EUR/Nm 3 (prognose obv CBS gegevens)
16
centrale uitbreiding
14
nieuwbouw
Terugverdientijd (jaar)
12
10
8
6
4
2
0
0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30
Gasprijs (EUR/Nm3)
Jaar 2009 2015 2020

20. Pauze

21. Douchewarmte wisselaar

22. Haalbaarheid maatregelen huishoudens
Douchewarmte- Inwoner Huishoudens Leeuwarden
wisselaar
m3 gas/jaar 30 70 2,8 mln
CO2 reductie 50 125 5.000,-
In kg/jaar
Baten EUR / jaar 14 32 1,3 mln
Kosten investering 200-600 200 – 600 8 mln – 24
EUR mln

23. Terugwinning warmte direct bij lozing

24. Individuele systeem direct bij de lozing
• Investeringskosten Circa €120.000
• Levering van 80% warmte en warm tapwater voor 30
appartementen
• Mogelijk toe te passen in flatgebouwen, ziekenhuizen,
zwembaden, hotels, kazernes,….etc

25. Warmte uit rioolstelsels
Gebruik warmte uit riool voor verwarmen woningen

26. Warmte uit rioolstelsels
Uitgangspunten: COP = minimaal 4
Gas verbruik per woning = 1800 m3/jaar, gasprijs= 0,46 €/m3,
implementatie in Zwitserland
Gemaal capaciteit m3/h 150 40
Aantal woningen (warmte) 280 48
Besparing in m3 gas/jaar 400.000 65.000
(bruto)
CO2 reductie 700.000 115.000,-
In kg/jaar (max)
Baten EUR 180.000 30.000
Kosten EUR 363.000 300.000

27. Slibdroging met restwarmte

28. Slibdroging met warmte uit effluent
Variant 1a en b Variant 2a en b Variant 3 Conventioneel
Conventioneel met Conventioneel zonder met microzeef en
voorbezinking en gisting voorbezinking en slibdroging met kassen
slibdroging met kassen
Droge stof gehalte ontwaterd 20% 25% 25% 20% 31%
slib/zeefgoed (%ds)
Droge stof gehalte af te zetten 20% 25% 80% 80%
slib (%ds)
Totaal investering (milj. EUR) 31 32 30 32
Totaal exploitatie (milj. Eur/jr) 4,5 4,2 4,4 4,5 3,9
Energiebalans (electrisch -1.300 - 300 -100 + 400
verkoop – inkoop MWh/jr))

29. Casus Budaard
• Nieuwbouw in de buurt van
rwzi biedt kansen
• Circa 100 woningen
• 505 kw beschikbaar uit rwzi
• Vraag is min 60 max 240 kw
• € 300.000 raming kosten

30. Riothermie icm WKO

31. Effect Riothermie op rwzi
• Vergelijking tussen ontwerp regels en praktijk
• Vergelijking op basis van volgende aspecten:
• Beluchtingenergie
• Slibproductie
• Effluentkwaliteit voor N en P
• Effect op biologische fosfaatverwijdering en aanvullende
chemicaliëndosering
• exploitatiekosten

32. Riothermie Leeuwarden/Fryslân

33. 6. Tauw en waterkracht projecten
• Hezenberger stuw – vijzelturbine
• RWS Limburg, onderzoek mogelijkheden
waterkrachtcentrales
• Haalbaarheid studies:
Gemaal Gewande, Crevecoeur sluizen, Sluis Dokkumer
Nieuwe Zijlen
• Vivace haalbaarheidstudie Velt en Vecht en provincie
Overijssel
• Vivace haalbaarheid
Zeeland

34. Techniek achter VIVACE
• Vortexen (wervelingen) worden
opgewekt door cilinders in de
stroming
• De kracht van deze vortexen
trekken de cilinder omhoog en
omlaag
• De cilinder gaat verticaal
slingeren
• De lineaire beweging van de
cilinder kan worden omgezet in
elektrische energie
VIVACE systeem - 34

35. Praktijktest St. Clair River 2010
http://www.vortexhydroenergy.com/developments/

36. Voordelen VIVACE systeem
• Niet afhankelijk van verval
• Vivace werkt al effectief bij lage
watersnelheden vanaf 1 m/s
• Langzaam bewegende cilinders
• Geen gevaar waterleven
• Verwachte lage installatiekosten en
kWh prijs
• Fabricage met standaard
componenten
• Geen zware infrastructuur nodig
voor installatie
• Eenvoudig te verwijderen
(calamiteiten/onderhoud)
• Eenvoudige uitbreiding door
modulaire opbouw
• Onder water dus geen
horizonvervuiling
VIVACE systeem - 36

37. Toepassing in Nederland
Legenda
Vrije of gestuwde
afstroming
Kunstwerken
Getijdestroming