Zoeken

Doel Dit project moet een goed beeld geven van de haalbaarheid van CO2-afvangst uit buitenlucht en welke beschikbare technieken (en partijen) zich daar het beste voor lenen. Dit project geeft ook inzicht hoe deze technieken het beste geïntegreerd kunnen worden in kassen. Projectbeschrijving De Glastuinbouw heeft de ambitie om in 2040 klimaatneutraal te zijn. Dit betekent dat het de huidige CO2-emissies, afkomstig van het verbranden van aardgas, dient terug te brengen tot nul. Hiermee verdwijnt ook de belangrijkste bron van CO2. Daarom is het cruciaal om te zoeken naar andere bronnen. CO2 uit buitenlucht (ook wel Direct Air Capture, DAC, genoemd) zou een belangrijke optie kunnen zijn. Het kan lokaal gerealiseerd worden, concurreert niet met andere toepassingen van CO2 en kan ‘stand-alone’ worden toegepast. Het doel van dit project is om een analyse te geven van veelbelovende Air Capture procesconcepten en de rol die verschillende industriële technieken kunnen spelen om deze concepten in de praktijk te realiseren. De te evalueren processen omvatten technologische concepten die door verschillende bedrijven worden ontwikkeld, evenals processen die TNO in een vorig TKI-project samen met Glastuinbouw Nederland heeft ontwikkeld. Om de voor- en nadelen van elk proces beter te begrijpen, zullen de technologieën geëvalueerd worden met behulp van belangrijke prestatie-indicatoren (KPI's). De KPI's omvatten: (1) elektriciteitsvraag, (2) vereiste voetafdruk, (3) initiële investering, (4) gereedheid van technologie en (5) genivelleerde kosten van CO2. De volgende activiteiten worden uitgevoerd: Selectie van technologieën om te vergelijken, op basis van een literatuuronderzoek van DAC-processen. Er worden maximaal zes technologieën geselecteerd voor meer gedetailleerde analyse. Vaststellen van scenario's om te evalueren; deze scenario’s betreffen o.a. omvang en locatie van een glastuinbouwbedrijf, de CO2-vraag over het jaar, de verwachte prijzen voor elektriciteit en warmte, etc. Beschrijving van conceptuele processtroomschema's voor geselecteerde technologieën. Voor de processen van TNO worden complete warmte- en massabalansen ontwikkeld en wordt voor de belangrijkste apparatuur een schatting van de dimensie gemaakt. Voor gepatenteerde technologieën is het detailniveau en de volledigheid van de analyse afhankelijk van de beschikbaarheid van informatie. Definitie van de key-performance indicatoren waarop de technologieën worden vergeleken. De KPI's omvatten: (1) elektriciteitsvraag, (2) vereiste voetafdruk, (3) initiële investering, (4) gereedheid van technologie en (5) genivelleerde kosten van CO2. Evaluatie van de technologieën ten opzichte van de KPI's en bepaling van de best scorende technologie voor elk scenario. Projectnummer: E20003

CO2 voorziening is een cruciale randvoorwaarde voor een klimaatneutrale glastuinbouw. Het bedrijf Antecy heeft een Air Capture technologie ontwikkeld gebaseerd op adsorptie van CO2 uit lucht op geïmpregneerde actieve kool en desorptie van de CO2 middels een combinatie van temperatuurverhoging en vacuüm condities. Op basis van deze technologie is door Antecy een pilot plant ontwikkeld. Doel Evalueren van de technologie van Antecy om CO2 af te vangen uit lucht; testen van de pilot plant en analyse. Aanpak WP1 – Installatie Pilot Plant In dit eerste WP wordt de pilot plant geïnstalleerd: hij moet opgebouwd worden en utilities worden aangesloten. De correcte werking van de pilot wordt vastgesteld in samenwerking met een operator van Antecy. De zogenoemde ‘basis case’ wordt vastgesteld en het test programma zal worden gedefinieerd. WP2 – Evaluatie werking Pilot Plant In dit WP wordt het test programma uitgevoerd met de pilot installatie om de prestaties van het systeem te bepalen. De metingen dienen als basis voor een eerste orde kostenschatting in WP3. In het test programma worden twee methodes voor desorptie onderzocht: met vacuüm en met stoom. Het testprogramma heeft de volgende doelstellingen: Het bepalen van de CO2 opname capaciteit van de sorbent en de snelheid van opname en afgifte van CO2 door de sorbent. Het bepalen van de concentratie van de geproduceerde CO2 en hoeveelheid waterdamp Het bepalen van het energieverbruik per ton geproduceerde CO2: Het bepalen van de stabiliteit van het sorbent materiaal over een langere periode (~25 cycli), zowel die van het adsorptie materiaal (capaciteit) als wel de totale performance van de installatie. WP3 – Analyse resultaten In dit WP worden de test resultaten geanalyseerd. Tevens wordt een vergelijking gemaakt met op amine gebaseerde systemen. Indien mogelijk, zullen aanbevelingen worden gedaan om het systeem te verbeteren. De verkregen getallen worden vervolgens gebruikt om een eerste orde schatting te doen van de kosten per ton CO2 die aan de kas wordt geleverd voor een opgeschaalde installatie. De verkregen resultaten worden tenslotte gebruikt om aanbevelingen te doen voor het inrichten van een vervolgproject met een opgeschaalde pilot installatie. De investering in de pilot plant (€ 2.240.000) behoort niet tot dit project. Antecy stelt die ter beschikking voor de test en analyse. Antecy is gefuseerd met Climeworks waarbij uiteindelijk de pilot installatie niet meer ter beschikking is gesteld. Hierdoor is dit project niet tot uitvoering gekomen. Projectnummer: E19003

CO2 uit buitenlucht kan een belangrijke optie zijn, met name voor locaties buiten het huidige OCAP netwerk, om in de (toekomstige) CO2 behoefte van de glastuinbouw te voorzien. CO2 voorziening is een randvoorwaarde voor de toepassing van energiebesparing en duurzame energie. Dit project beoogt een kosteneffectieve oplossing te bieden voor een duurzame CO2 voorziening in de glastuinbouw. De doelstelling van dit project is om te komen tot een met de kas geïntegreerd CO2 afvang en doseer systeem dat de CO2 concentratie in de kas kan verhogen tot de gewenste concentratie gebruikmakend van CO2 uit de lucht en tegen 40 euro per ton CO2 (CAPEX en OPEX). In dit project worden allereerst aantal technische vragen ten behoeve van het ontwerp van het proces beantwoord: welke luchtstromen zijn er, welke temperaturen, welke materialen en sorbenten kunnen het beste toegepast worden. Daarna wordt een ontwerp gemaakt op basis van de eisen en randvoorwaarden van een typische kas en wordt het proces op kleine schaal getest, zowel in het laboratorium als op locatie bij een tuinder. Tenslotte wordt een techno- economische evaluatie uitgevoerd om de businesscase te onderbouwen, opschaling mogelijk te maken en het systeem verder tot een product te ontwikkelen. Dit project wordt grotendeels gefinancierd vanuit de Topsector Energie; TKI Gas, CCUS call. CO2 uit buitenlucht is technische haalbaar, alleen economisch nog niet. Dat blijkt uit onderzoek van TNO. De doelstelling van dit project was om te komen tot een met de kas geïntegreerd CO2 afvang- en doseersysteem dat de CO2-concentratie in de kas kan verhogen tot de gewenste concentratie gebruikmakend van CO2 uit de lucht en tegen 40 euro per ton CO2 (CAPEX en OPEX). Het innovatieve idee is om in de nacht de sorbent (het materiaal dat CO 2 adsorbeert) te beladen met CO 2 uit de koude omgevingslucht. Overdag wordt een luchtstroom uit de kas eerst opgewarmd met behulp van geothermie of restwarmte en vervolgens wordt met deze verwarmde lucht de CO 2 weer van de sorbent vrijgemaakt (desorptie). De luchtstroom is daarmee verrijkt met CO 2 en niet sterk geconcentreerd. TNO heeft op basis van labproeven en deskstudie de haalbaarheid bepaald. Technisch haalbaar Technisch is het mogelijk om het CO 2 -gehalte in de kas te verhogen tot de gewenste concentratie met CO 2 uit buitenlucht. Het materiaal dat was geselecteerd voor he CO 2 adsorptie/desorptieproces was een met amine geïmpregneerde koolstofmonoliet. Hiervoor zijn verschillende technologische procesconfiguraties ontwikkeld, mede gebaseerd op de beschikbaarheid van geothermische warmte. De voorkeursopties, waarbij tevens gebruik wordt gemaakt van geothermische warmte, zijn: Circulatielucht opwarmen tot een temperatuur van ongeveer 70°C dat wordt gebruikt voor het strippen van de CO 2 uit het adsorptiemiddel; Water verdampen onder vacuümomstandigheden bij 70°C om waterdamp te produceren dat wordt gebruikt voor het strippen van de CO 2 uit het sorptiemiddel. Ruimtegebruik Voor een eerste schatting is de oppervlakte berekend die nodig is voor de CO 2 -afvangeenheid om 50 ha kas te bedienen. Op basis van literatuurramingen zou voor een plant van voor circa 50 ha kassen een oppervlakte van ongeveer 1,1 ha vereist zijn, wat overeenkomt met 2% van het kasoppervlak dat nodig zou zijn voor de CO 2 uit lucht afvangeenheid. Kostenschattingen Uit kostenschattingen blijkt dat de prijs kan oplopen tot 200 tot 300 euro per ton CO 2 , wanneer de kosten voor aardwarmte vergelijkbaar zijn met de kosten voor aardgas (5 euro/GJ is gebruikt in deze studie). De kosten kunnen aanzienlijk dalen tot waarden lager dan 100 euro per ton CO 2 bij een schaalvergroting en wanneer wordt aangenomen dat aardwarmte zonder of tegen geringe kosten beschikbaar is. Het wordt daarom aanbevolen om situaties te vinden waarin de warmtebron beschikbaar is tegen lage (of geen) kosten en/of uit te gaan van een systeem dat is ontworpen voor een grotere CO 2 -productieschaal, bijvoorbeeld 50 ha in vergelijking met de veronderstelde 5 ha in het basisscenario. Projectnummer: E17005.03

Door de verdere toepassing van o.a. aardwarmte, restwarmte en energiebesparing heeft de glastuinbouw een tekort aan CO2 doordat er minder aardgas verstookt wordt. De glastuinbouw is daarom op zoek naar extra CO2. In deze studie zijn de belangrijkste opties op een rij gezet en worden aanbevelingen gedaan om het ‘tekort’ op te vullen. Een belangrijke optie is daarbij de koppeling met het project ROAD (Rotterdam Opslag en Afvang Demonstratieproject) waarbij CO2 uit een energiecentrale wordt afgevangen en opgeslagen. OCAP zou daarmee de levering kunnen verdubbelen en de leveringszekerheid kunnen verhogen door het gebruik van een ondergrondse buffer voor CO2. Vanuit het TNO MKB programma is €60.000 aan dit project bijgedragen. CO2 uit ROAD is op dit moment de aantrekkelijkste optie om op korte termijn de CO2-levering naar de Nederlandse glastuinbouwsector te verhogen. Hiermee kan de glastuinbouw de verdere verduurzaming door gebruik van onder andere aardwarmte en restwarmte via de warmterotonde, doorzetten. Naast ROAD zijn CO2 uit afvalverbrandingscentrales en uit biogas belangrijke routes om het tekort op te vullen. Projectnummer: 15051-03

In moderne energiezuinige kassen blijkt de kans op klimaatongelijkheid te zijn toegenomen. In dit onderzoek moet duidelijk worden hoe klimaatsverschillen ontstaan middels praktijkmetingen en modelberekeningen. Dit moet de basis vormen voor (het optimaliseren van) technieken waarmee een gelijkmatiger en energiezuiniger klimaat gerealiseerd kan worden. De belangrijkste factoren die de ongelijkheid versterken zijn: Grotere warmtestromen in de kas bij lage buitentemperatuur, veel zon of veel wind. De wind in het algemeen, versterkt door onnauwkeurige windwaarnemingen door de klimaatcomputer. Scherminstallaties: enerzijds door het toenemen van temperatuurverschil boven het doek en in de kas (negatieve invloed), anderzijds kunnen schermen de invloeden van buiten dempen. Vooral open doeken of schermkieren hebben een negatieve invloed op de gelijkheid. Ook ontstaat bij het openen van het scherm vaak lokale kouval. Latere aanpassingen aan kas en installaties: meer horizontale isolatie t.o.v. de gevels, groter temperatuurverschil in het verwarmingsnet. Basale onvolkomenheden zoals kapotte ruiten, slecht afgeregelde kleppen, onnauwkeurige sensoren. Met het model kan het effect van maatregelen op de gelijkheid vooraf worden bepaald. Maatregelen ter verbetering zijn: Herontwerp van de installaties na aanpassingen, bijvoorbeeld na uitbreiding van de isolatie. Voorkomen van verstorende thermische wervels door een dichter scherm, nokschotten of overdruk. Gelijkmatiger distributie van de ventilatielucht, bijvoorbeeld door zonering van de luchtramen of twee-zijdig scharnierende luchtramen. Mechanische ventilatie en circulatie met gerichte toevoer door het gewas. Aanvullende, decentrale klimaatsystemen voor het wegregelen van lokale verschillen. Reduceren van verstorende warmtestromen, bijvoorbeeld door het koelen van assimilatielampen. Projectnummer: 15042

Met de introductie van Het Nieuwe Telen zijn kansen ontstaan voor nieuwe, beter isolerende of beter licht doorlatende schermsystemen. In dit project wordt gewerkt aan een PVE en selectie van nieuwe materialen. Een nieuwe installatie wordt ontworpen waarmee minimaal 5 m3 aeq/m2 extra bespaard kan worden. Met de introductie van Het Nieuwe Telen zijn kansen ontstaan voor nieuwe, beter isolerende of beter licht doorlatende schermsystemen. In dit project is gewerkt aan een PVE en selectie van nieuwe materialen. Schermen die bestaan uit meerdere lagen en niet meer lucht doorlatend hoeven te zijn met een kleine luchtspouw. Die met een gemetalliseerde buitenkant kunnen het meest besparen, tot wel 6 m3 aeq/m2 bovenop wat 2 conventionele beweegbare schermen kunnen besparen. Sterk isolerende schermen hebben een zekere dikte. Dit vraagt om een andere manier van het aanbrengen en bewegen van de schermen in de kas. De aandachtspunten hierbij zijn de afdichtingen en de slijtvastheid van het materiaal in combinatie met de geleidraden. Op basis van de nu ontwikkelde kennis in combinatie met praktijkkennis wordt een productontwikkelingstraject doorlopen. Het resultaat daarvan wordt in de winter van 2013/2014 getest op kleine schaal op het IDC in Bleiswijk. Projectnummer: 14301

HOTCO2 is een techniek waarbij de productie van CO2 en warmte uit aardgas min of meer losgekoppeld kan worden. De doelstelling van dit project is om de inpassing van deze techniek in tuinbouw nader te analyseren om tot een beter systeemontwerp te komen van HotCO2. In deze studie is middels een businesscaseanalyse onderzocht hoe de investeringskosten en operationele kosten van een HotCO2 installatie zich verhouden tot de kosten voor een ketel en een WKK. De conclusie van het onderzoek is dat, met de stand van de huidige technologische ontwikkeling, de investering en operationele kosten van een HotCO2 momenteel vergelijkbaar zijn met die van een ketel, inclusief warmtebuffer. Dit onderzoek geeft TNO richting welke aspecten verbeterd kunnen worden, zodat de HotCO2 installatie de concurrentie met de WKK aan kan gaan. Projectnummer: 14305

Dit project richt zich op het vergelijken van luchtbehandelingskasten van verschillende leveranciers die droge buitenlucht in de kas brengen. Luchtbehandeling blijkt vooral goed te scoren bij het gerichter, efficiënter, beter gecontroleerd en gelijkmatiger ventileren. De huidige LB-systemen zijn daarin geen jaarrond oplossing. Ze behoeven in vochtige, minder koude perioden nog steeds aanvulling van de traditionele raamluchting. De tweede nuttige functie is het creëren van luchtbeweging. Dit blijkt vooral van belang voor het activeren van het gewas. Voor het nivelleren van klimaatverschillen moet men echter geen hoge verwachtingen hebben. Daarvoor blijkt de opgewekte luchtbeweging onvoldoende dominant te zijn. Ten behoeve van de energiezuinigheid kan luchtbehandeling in potentie meer scoren dan het aandeel dat nu door de efficiëntere ventilatie wordt bereikt. Een enkele aanbieder gaat al verder door warmteterugwinning uit ventilatielucht toe te voegen. Verdere kansen liggen er ten aanzien van efficiënter (laagthermisch) verwarmen, vermindering van het elektriciteitsverbruik en gecombineerd actief ontvochtigen en ventileren. Er lijken zelfs mogelijkheden te zijn om het probleem van toegenomen klimaatongelijkheid in moderne kassen met luchtbehandeling weg te werken. Projectnummer: 14085

Veel ondernemers beschikken over een WKK-installatie. De kwaliteit van de CO2 uit dit soort installaties staat ter discussie. De kosten van rookgasreinigers zijn hoog en dergelijke installaties zijn dikwijls storingsgevoelig. HotCO2 betreft een nieuw soort tuinbouwketel en buffer voor zowel warmte als CO2 op basis van een verbrandingstechnologie die in ontwikkeling is voor energiecentrales. Doordat de rookgassen heel schoon zijn, is geen reiniging nodig. In dit onderzoek wordt het perspectief bepaald van dit alternatieve systeem voor een tuinbouwketel met buffer, waarin warmte en CO2 afzonderlijk van elkaar, niet tegelijk, worden geproduceerd. Ook heeft de techniek mogelijkheden voor elektriciteitsopwekking. HotCO2 zorgt voor een ontkoppeling van warmte en CO2 productie en geeft de ondernemer meer flexibiliteit om pieken in het gasverbruik te beperken, het jaarlijkse gasverbruik te verlagen en de kas te voorzien van zuivere CO2. In het rapport wordt een studie van gepresenteerd waaruit blijkt dat HotCO2 technologie een mogelijk economisch interessante technologie is. Dit is echter afhankelijk van veel factoren. Aanbevolen wordt om toe te werken naar een demonstratie van de techniek. Projectnummer: 13238

In dit project wordt inzicht verkregen in de werkelijke bijdrage van schermdoeken aan de U-waarde en onder welke condities de emissie en transmissie coëfficiënten dienen te worden bepaald. Met de betrokken partijen worden één meetprotocol voor de emissie en transmissie coëfficiënten en één norm voor de bepaling van de U-waarde van schermdoek vastgesteld. Het onderzoek geeft een meetprotocol weer voor de bepaling van de eigenschappen van schermdoek. Met het resultaat van het project is de huidige IDT-methode voor het bepalen van de groenlabelpunten te verbeteren. Door het meten van schermdoek op een eenduidige manier wordt de berekening van het aantal groenlabelpunten eerlijker. Daarnaast is kennis verkregen over de invloed van de opbouw van schermdoeken op de energiebesparing, waarmee schermdoeken nog verder verbeterd kunnen worden. In het kader van dit onderzoek is een ook nieuwe opstelling gebouwd waarmee de infrarood eigenschappen van schermdoek bepaald kunnen worden. Deze opstelling biedt voldoende houvast om te komen tot een relatief goedkoop en eenvoudig meetapparaat. Projectnummer: 13239