Verduurzamen van productieprocessen door retrofitten gasboilers

Na energiebesparing in bedrijfsgebouwen en het introduceren van duurzame energie is de volgende stap het verduurzamen van productieprocessen. Het elektrificeren van processen is belangrijk voor het terugdringen van het gasgebruik op bedrijventerreinen en het beter benutten van duurzame elektriciteitsproductie. Bovendien biedt het kansen voor flexibilisering van het energiegebruik. Dit is een kans voor lokale energiecorporaties die een ‘smart grid’ willen aanleggen en kan mogelijk capaciteitsproblemen oplossen voor netbeheerders.

ECN.TNO heeft samen met een consortium van hardware leveranciers, eindgebruikers en energieleveranciers en met financiering van de Topsector Energie een studie uitgevoerd naar de technische en economische haalbaarheid van het retrofitten van een gasboiler door een elektrisch element in de boiler te plaatsen. Uit de studie blijkt dat het elektrificeren door middel van een retrofit technisch mogelijk is. Het is echter nog niet gelukt een manier te vinden om het ook economisch haalbaar te maken. Wel is het vaak interessant om bij vervanging een elektrische boiler te plaatsen.

Voor het elektrificeren van de warmte/stoomvoorziening wordt nu voornamelijk gebruik gemaakt van gasboilers of WKC’s die CO2 en NOx uitstoten. Er zijn verschillende manieren om deze warmtevoorziening te elektrificeren, waar meestal wordt gekeken naar het plaatsen van een elektrische boiler, parallel of als vervanging van de gasketel. Een andere optie is het retrofitten van een gasboiler.

Technisch haalbaar
In het project zijn verschillende ketels onderzocht, waaruit bleek dat alleen ketels met een thermisch vermogen van 5-20 MW potentieel geschikt zijn om te retrofitten. Over het algemeen is het mogelijk om door middel van een retrofit tot 10% van het thermische vermogen te elektrificeren. Voor het retrofitten dient er een extra opening gemaakt te worden in de gasboiler, of een bestaande opening wordt verzwakt, daarom dienen er additionele keuringen aan de boiler te worden uitgevoerd. Vanwege deze significante impact wordt geadviseerd om geen boilers met een levensduur korter dan 10 jaar in overweging te nemen.

Economisch nog niet haalbaar
De kosten voor het retrofitten van een boiler met 1 MW elektrisch vermogen worden door de consortiumpartners geschat op € 250.000. Dit is vergelijkbaar met de kosten voor het installeren van een 1 MW elektrische weerstandsboiler. De opgegeven kosten zijn exclusief kosten voor het aanleggen van elektrische infrastructuur. Het blijkt dat op dit moment het verschil tussen de gasprijs en de elektriciteitsprijs te groot is voor een positieve businesscase voor het retrofitten van een bestaande gasketel. Daarnaast is het verschil in kosten met het parallel plaatsen van een elektrische weerstandsboiler verwaarloosbaar.

Het retrofitten van een gasketel blijkt alleen een haalbare casus als aan een aantal randvoorwaarden wordt voldaan:

  • Beschikbare ruimte op de elektriciteitsaansluiting,
  • Een ketelvermogen tussen de 5 en 20 MW,
  • Hoog aantal draaiuren waarin de elektriciteitskosten lager zijn dan de gaskosten, en
  • Onvoldoende ruimte om een parallelle boiler te plaatsen.

Impact op CO2
Uit analyse van de CO2 uitstoot blijkt dat elektrificatie van gasboilers on-site tot CO2 reductie leidt. Echter, voor de korte termijn zal in de meeste business modellen de CO2 uitstoot voor elektriciteit opwek toenemen. Dit kan voorkomen worden door het gebruik van het elektrische element te koppelen aan opwek van duurzame energie. Als de opwek van elektriciteit verder verduurzaamt, zal ook de CO2 uitstoot van elektrificatie afnemen.