Bij een warmtekrachtkoppeling, meestal afgekort als WKK, worden tegelijkertijd nuttige warmte en elektriciteit geproduceerd. Door beide vormen van energie in één installatie op te wekken, kan de beschikbare brandstof efficiënter worden benut dan wanneer warmte en elektriciteit afzonderlijk worden geproduceerd. WKK wordt vooral toegepast op plaatsen waar gedurende veel uren zowel elektriciteit als warmte nodig is, zoals in de industrie, glastuinbouw, ziekenhuizen, zorginstellingen en grote gebouwen.
Wat is warmtekrachtkoppeling?
Warmtekrachtkoppeling (WKK) is de gelijktijdige productie van elektriciteit of mechanische energie en nuttige warmte. Een klassieke elektriciteitscentrale produceert elektriciteit, waarbij een deel van de energie als warmte verloren kan gaan. Bij een WKK-installatie wordt zoveel mogelijk van die warmte nuttig gebruikt.
De geproduceerde elektriciteit kan in het gebouw of productieproces zelf worden gebruikt. Eventuele overtollige elektriciteit kan, afhankelijk van de installatie en aansluiting, op het elektriciteitsnet worden geïnjecteerd. De warmte kan bijvoorbeeld worden gebruikt voor ruimteverwarming, sanitair warm water, productieprocessen, stoom of warme lucht.
Een WKK is vooral interessant wanneer er gedurende voldoende uren een gelijktijdige behoefte bestaat aan warmte en elektriciteit. Een correcte dimensionering op basis van de werkelijke warmte- en elektriciteitsvraag is daarom belangrijk.
Is warmtekrachtkoppeling groene energie?
Een WKK-installatie is niet automatisch een vorm van groene of hernieuwbare energie. WKK is in de eerste plaats een techniek om energie efficiënt om te zetten in elektriciteit en bruikbare warmte.
Veel WKK-installaties gebruiken aardgas. Aardgas is een fossiele brandstof en de elektriciteit en warmte uit zo’n installatie zijn dus niet automatisch hernieuwbaar. Een WKK kan ook werken met bepaalde hernieuwbare brandstoffen, zoals biogas of geschikte biomassa. In dat geval kan er wel sprake zijn van een hernieuwbaar aandeel, afhankelijk van de gebruikte brandstof en de toepasselijke voorwaarden.
Hoe werkt een WKK-installatie?
Een WKK-installatie gebruikt een energiebron om tegelijkertijd kracht en warmte te produceren. De kracht wordt doorgaans gebruikt om via een generator elektriciteit op te wekken. De warmte die tijdens dit proces ontstaat, wordt zoveel mogelijk gerecupereerd en nuttig gebruikt.
Bij een WKK met een verbrandingsmotor wordt bijvoorbeeld warmte teruggewonnen uit het koelcircuit en de uitlaatgassen van de motor. Via warmtewisselaars kan deze warmte vervolgens worden gebruikt voor verwarmingswater, sanitair warm water of een industrieel productieproces.
Er bestaan verschillende WKK-technologieën. Afhankelijk van het benodigde vermogen en de toepassing kan onder andere gebruik worden gemaakt van een interne verbrandingsmotor, gasturbine, stoomturbine, Stirlingmotor of brandstofcel.
Waarom is warmtekrachtkoppeling efficiënt?
Het belangrijkste voordeel van WKK is dat de warmte die bij elektriciteitsproductie ontstaat niet zomaar verloren gaat. Ze wordt lokaal nuttig gebruikt. Daardoor kan voor dezelfde hoeveelheid nuttige elektriciteit en warmte minder primaire energie nodig zijn dan wanneer beide afzonderlijk worden geproduceerd.
De Vlaamse overheid geeft hiervan een vereenvoudigd rekenvoorbeeld. Voor de productie van 35 kWh elektriciteit en 50 kWh warmte is bij een WKK-installatie ongeveer 100 kWh brandstof nodig. Bij afzonderlijke productie is in dat voorbeeld ongeveer 126 kWh brandstof nodig. De exacte besparing van een echte installatie hangt uiteraard af van de technologie, brandstof, rendementen en de mate waarin de geproduceerde warmte nuttig wordt gebruikt.
Wat is een kwalitatieve WKK?
In Vlaanderen wordt ook gesproken over een kwalitatieve warmtekrachtinstallatie. Dat betekent niet simpelweg dat de installatie technisch van goede kwaliteit is. Het is een officiële kwalificatie waarbij wordt gekeken naar de primaire energiebesparing tegenover de gescheiden productie van dezelfde hoeveelheid elektriciteit en warmte.
Of een WKK als kwalitatief wordt beschouwd, wordt bepaald aan de hand van vastgelegde referentierendementen en berekeningen. Deze kwalificatie kan onder andere belangrijk zijn voor bepaalde vormen van ondersteuning.
De voordelen van warmtekrachtkoppeling
Een goed ontworpen WKK kan het totale brandstofverbruik verminderen ten opzichte van de afzonderlijke productie van dezelfde hoeveelheid warmte en elektriciteit. Bij een fossiele brandstof kan de hogere efficiëntie daardoor ook leiden tot een lagere CO2-uitstoot dan bij vergelijkbare gescheiden productie.
Een ander voordeel is dat de elektriciteit dicht bij de plaats van verbruik kan worden geproduceerd. Bedrijven kunnen een groot deel van de geproduceerde elektriciteit onmiddellijk zelf gebruiken, terwijl de warmte lokaal wordt ingezet voor verwarming of bedrijfsprocessen.
Voor bedrijven met een grote en vrij constante warmtebehoefte kan een WKK daardoor interessant zijn. De werkelijke financiële besparing is echter afhankelijk van onder andere de investering, onderhoudskosten, draaiuren, brandstofprijs, elektriciteitsprijs en het aandeel van de geproduceerde warmte en elektriciteit dat nuttig kan worden gebruikt.
De nadelen van warmtekrachtkoppeling
Een WKK-installatie vraagt een aanzienlijke investering en heeft regelmatig onderhoud nodig. De installatie is vooral interessant wanneer ze voldoende draaiuren maakt én wanneer de geproduceerde warmte daadwerkelijk kan worden gebruikt.
Wanneer er onvoldoende warmtebehoefte is, gaat een belangrijk voordeel van warmtekrachtkoppeling verloren. Daarom wordt een WKK bij voorkeur zorgvuldig gedimensioneerd op basis van het warmteprofiel van het gebouw of bedrijf.
Bij een WKK op aardgas blijft bovendien sprake van het gebruik van een fossiele brandstof. Hoewel een efficiënte aardgas-WKK primaire energie kan besparen tegenover afzonderlijke productie, is ze niet klimaatneutraal. Bij de verbranding van aardgas komt CO2 vrij.
Ook de financiële rendabiliteit kan veranderen. De verhouding tussen de prijs van de gebruikte brandstof en de waarde van de geproduceerde elektriciteit en warmte speelt daarbij een belangrijke rol. Een WKK is daarom niet voor iedere onderneming of ieder gebouw automatisch financieel interessant.
Wat is een micro-WKK?
Een micro-WKK is een kleine warmtekrachtinstallatie die bedoeld is voor toepassingen met een relatief beperkte warmte- en elektriciteitsvraag. Dergelijke installaties kunnen bijvoorbeeld worden toegepast in kleinere gebouwen of specifieke collectieve verwarmingssystemen.
Micro-WKK mag niet worden verward met een gewone verwarmingsketel. Naast warmte produceert de installatie ook elektriciteit. Of zo’n systeem interessant is, hangt sterk af van het warmteverbruik, het aantal draaiuren, de investering en de gebruikte brandstof.
Voor de actuele Vlaamse ondersteuning is het vermogen belangrijk. Voor bepaalde micro-WKK-installaties op biogas met een vermogen tot en met 10 kW bestaat een specifieke premie. Voor grotere kwalitatieve WKK-installaties op biogas kunnen onder bepaalde voorwaarden warmte-krachtcertificaten van toepassing zijn.
Warmte-krachtcertificaten en steun voor WKK
Voor bepaalde kwalitatieve WKK-installaties kan in Vlaanderen ondersteuning bestaan via warmte-krachtcertificaten. Zo’n certificaat toont aan dat primaire energie werd bespaard ten opzichte van referentie-installaties die elektriciteit en warmte afzonderlijk produceren.
De voorwaarden zijn de voorbije jaren gewijzigd. Voor een nieuwe of ingrijpend gewijzigde kwalitatieve WKK-installatie die minder dan 85% biogas gebruikt en een startdatum heeft na 1 januari 2023, kunnen bijvoorbeeld geen warmte-krachtcertificaten meer worden verkregen. Voor WKK op biogas bestaan onder bepaalde voorwaarden nog ondersteuningsmogelijkheden.
Controleer daarom altijd de actuele Vlaamse voorwaarden voordat je de rendabiliteit van een nieuwe WKK-installatie berekent.
Waar wordt warmtekrachtkoppeling toegepast?
Warmtekrachtkoppeling wordt vooral gebruikt op plaatsen waar gedurende veel uren tegelijkertijd elektriciteit en warmte nodig zijn. Dat maakt de techniek vooral interessant voor bepaalde bedrijven en grote gebouwen.
WKK-installaties komen bijvoorbeeld voor in de industrie, glastuinbouw, ziekenhuizen, woonzorgcentra, zwembaden en andere gebouwen met een aanzienlijke en vrij constante warmtebehoefte. De warmte kan worden gebruikt voor ruimteverwarming, sanitair warm water, stoom, droogprocessen of andere industriële toepassingen.
WKK voor appartementsgebouwen
Ook voor een appartementsgebouw of een Vereniging van Mede-Eigenaars (VME) kan een centrale WKK in bepaalde situaties worden onderzocht. De installatie kan warmte produceren voor collectieve verwarming en sanitair warm water en tegelijkertijd elektriciteit opwekken.
Of dit vandaag de beste oplossing is, moet per gebouw worden onderzocht. De warmtebehoefte, isolatiegraad, aantal appartementen, bestaande installatie, beschikbare ruimte, elektriciteitsverbruik en alternatieven zoals warmtepompen of aansluiting op een warmtenet spelen allemaal een rol.
WKK vergelijken met andere energiesystemen
Een WKK is dus vooral interessant wanneer er een voldoende grote en langdurige behoefte aan nuttige warmte bestaat. Voor gebouwen met een beperkte warmtebehoefte of sterk doorgedreven isolatie kunnen andere technieken interessanter zijn.
Wie een nieuwe installatie overweegt, vergelijkt daarom best niet alleen de aankoopprijs. Kijk ook naar het jaarlijkse brandstofverbruik, elektriciteitsproductie, warmteproductie, onderhoud, levensduur, CO2-uitstoot, mogelijke steun en alternatieven zoals een warmtepomp, warmtenet of andere verwarmingsinstallatie.
Doe de energietest en bespaar elk jaar op jouw factuur.
Verspil geen uren meer met het vergelijken van energietarieven en het vinden van de beste energieleverancier ! Vraag een vrijblijvende audit aan en stap over naar de beste energieleverancier op dit moment.