Interactie van warmtepompen met elektriciteitsproductie
Download dan direct de PDF of lees eerst het beknopte overzicht.
Warmtepompen kunnen de CO2-uitstoot gerelateerd aan de verwarming van residentile gebouwen significant laten dalen. Deze daling hangt echter sterk af van hoe de elektriciteit wordt geproduceerd. In dit artikel wordt onderzocht hoe de elektriciteitsvraag van residentile warmtepompen interageert met een toekomstig productiepark (horizon 2030), op het vlak van aardgasvraag en piekvraag naar elektriciteit.
In Europa zijn gebouwen verantwoordelijk voor 36% van de CO2uitstoot en leveren deze dus een significante bijdrage aan de opwarming van de aarde. Een groot deel van het energiegebruik, en dus ook de CO2uitstoot, in deze sector gaat naar verwarming in residentile gebouwen. Om dit energiegebruik te verminderen, worden typisch ingrepen aan de gebouwschil of aan het verwarmingssysteem naar voor geschoven. Qua verwarmingssysteem wint de warmtepomp de laatste jaren aan bekendheid en populariteit. Deze wordt algemeen als een energieefficint systeem gezien, maar de hogere investeringskosten vergeleken met die van een condensatieketel vormen momenteel een belangrijke drempel voor consumenten. Er zijn twee mogelijkheden om de warmtepomp voor consumenten financieel aantrekkelijker te maken: door in te spelen op de investeringskosten of op de operationele kosten. In de laatstgenoemde kosten is er onzekerheid voor de consumenten, aangezien het moeilijk te voorspellen is wat de toekomstige elektriciteitsprijs zal zijn. De steeds grotere toename van het gebruik van intermitterende hernieuwbare energiebronnen aan de productiezijde van elektriciteit, voornamelijk windturbines en PVpanelen, zal een significante factor zijn in deze elektriciteitsprijs. In deze context ligt er een belangrijke opportuniteit voor warmtepompen, aangezien deze met behulp van actieve vraagsturing (AVS) bepaalde diensten aan zowel de productiezijde van elektriciteit als aan het elektriciteitsnet kunnen leveren. Door AVS op de warmtepomp toe te passen, namelijk door voorverwarming van het gebouw of sanitair warmwatervat, kan de elektriciteitsvraag van warmtepompen in de tijd verschoven worden. Dit kan bijvoorbeeld toegepast worden om meer energie te gebruiken als de windturbines veel produceren of om elektriciteitsgebruik te vermijden op momenten dat de vaste vraag naar elektriciteit al zeer hoog is. Op deze manier kan een voordeliger elektriciteitstarief voor warmtepompeigenaren worden verkregen, waardoor de warmtepomp een aantrekkelijker alternatief wordt. In dit artikel wordt het potentieel van AVS in kostenbesparing voor de elektriciteitsproductie onderzocht, die dan gedeeltelijk kan worden doorgerekend aan de consumenten. Deze kosten bestaan uit operationele kosten en mogelijke investeringen in piekcentrales. Om deze kosten correct te bepalen, is een dynamische en gentegreerde simulatie van zowel gebouwen met warmtepompen als de elektriciteitsproductie noodzakelijk. In dit artikel worden de mogelijke besparingen door diensten aan te bieden op de onbalansmarkt en aan het elektriciteitsnet niet in rekening gebracht. Er worden wel meerdere gebouwtypes en warmtepompinstallaties beschouwd, om in te schatten in welke gevallen de combinatie van een warmtepomp met AVS het interessants is. Een uitgebreidere versie van de resultaten is te vinden in [1].
Auteur(s): Ir. D. (Dieter) Patteeuw, doctoraatsstudent KU Leuven, en prof.dr.ir. L. (Lieve) Helsen, hoogleraar KU Leuven