Mini WKK in België
Economisch haalbaar?

De laatste jaren is WKK uitgegroeid tot één van de belangrijkste middelen om energie te besparen. Om tot daadwerkelijke realisaties te komen, is de economische haalbaarheid echter van cruciaal belang. Bij een goed concept is WKK in de klassieke vermogenrange (> 200 à 300 kW) rendabel, zowel in eigen beheer als in samenwerking met de elektriciteitsmaatschappij.

Voor mini (en micro) WKK-eenheden is de investering (relatief) hoog zodat de economische haalbaarheid gehypothekeerd wordt. Daartegenover staat dat dergelijke WKK-eenheden aangesloten kunnen worden in laagspanning, zodat voor de economische evaluatie laagspanningstarieven (elektriciteit) en aardgastarieven voor beperkte afname van toepassing zijn.
Momenteel zijn motoren voor WKK-toepassingen op de markt beschikbaar met een vermogen tussen 5 en 4000 kWe. De meeste motoren bevinden zich echter in het segment 200 kWe – 1000 kWe. Momenteel wint het segment voor kleinschalige toepassingen sterk aan belang.
Er bestaat momenteel nog geen eenduidige definitie voor mini- en micro-WKK. Het onderscheid tussen mini en micro wordt doorgaans als volgt gemaakt:
Micro-Wkk: 0-2 kWe
Mini-WKK: 2 kWe-…

Elektriciteitstarieven in laagspanning
De laagspanningstarieven zijn enige tijd geleden (01/01/1999) grondig hervormd. Doorgaans bestaat een laagspanningsfactuur uit volgende elementen:
(1) Vast recht: BEF/jaar (sociale tarieven zijn vrijgesteld van vast recht en energiebelasting).
(2) Proportionele term : BEF/kWh (bij een voldoend hoog nachtverbruik kan gekozen worden voor een tweeledig tarief met een meer voordelige prijs voor het verbruik tijdens de nacht. Deze keuze impliceert wel een bijkomende vast recht).
(3) Energiebijdrage: 0,055 BEF/kWh.
Karakteristiek voor laagspanningstarieven is een beperkt vast recht maar een hoge eenheidsprijs (BEF/kWh). Sinds de hervorming bestaat er voor sommige tarieven echter een bijdrage in functie van het aansluitvermogen (BEF/kVA.jaar) vergelijkbaar met de vermogenterm bij hoogspanningstarieven. Deze tarieven hebben dan weer een lagere eenheidsprijs.
Net zoals de hoogspanningstarieven worden de laagspanningstarieven geïndexeerd in Ne (exploitatiekosten) en Nc (brandstofkosten). Deze prijsherzieningsparameters worden maandelijks gepubliceerd. Ne kent doorgaans een licht stijgend verloop, Nc daarentegen kan sterk fluctueren en bevindt zich momenteel op een lage waarde.
Tabel 1 geeft een overzicht van de tarieven in laagspanning (excl. BTW – parameters november 1999). Belangrijk voor mini-WKK is dat het tarief > 6 kVA een hoge eenheidsprijs heeft en een beperkte kostprijs voor het aansluitvermogen (vanaf een vermogen > 10 kVA). Voor het tarief >= 36 kVA is een lagere eenheidsprijs van toepassing maar een hogere kostprijs voor het aansluitvermogen (vanaf het vermogen > 0 kVA).
Tabel 1 geeft enkel een stand van zaken anno 1999. Zowel parameters als tariefstructuren kunnen wijzigen in de toekomst (voor juni 2000 is een nieuwe tariefaanpassing voorzien). Bovendien stelt zich de vraag hoe snel en op welke manier de liberalisering van de sector zal inwerken op het niveau van de distributie.
Voor WKK tenslotte is het teruglevertarief voor elektriciteit van belang. Voor mini-WKK is het klassieke teruglevertarief van toepassing wat een gemiddelde vergoeding van ongeveer 1 BEF/kWh oplevert (1,3 BEF/kWh inclusief vermogenterm). Dit is laag zodat eigen verbruik van opgewerkte elektriciteit een randvoorwaarde is voor de rendabiliteit van mini-WKK.

Aardgastarieven
Net zoals voor elektriciteitstarieven geldt voor aardgastarieven dat deze voor kleinverbruikers aanzienlijk duurder zijn. Een aardgasfactuur bestaat doorgaans uit volgende elementen:
(1) Vast recht : BEF/jaar
(2) Proportionele term: BEF/GJ
(3) Energiebijdrage: 13,67 BEF/GJ
Belangrijk is dat aardgastarieven uitgedrukt worden in BEF/GJcbw, dit terwijl de nuttige energie meestal beperkt blijft tot de calorische onderwaarde. Om tot een eenheidsprijs per GJ warmte te komen dient bovendien het rendement van de warmteproductie verrekend te worden.
Ook aardgasprijzen worden geïndexeerd, voor niet industriële tarieven is dit aan de hand van Iga (aankoop aardgas distributie) en Igd (exploitatiekosten distributie). Ook deze prijsherzieningsparameters worden maandelijks gepubliceerd. Net zoals Nc ken Igd een licht stijgend verloop, Iga daarentegen kan sterk schommelen (cf. Ne) en bevindt zich momenteel ook op een laag niveau.
Tabel 2 geeft een overzicht van de niet industriële tarieven (excl. BTW – parameters november 1999). De meest voor de hand liggende tarieven voor mini-WKK is het NH2 (> 527 GJ) en NH3 (> 3.517 GJ) tarief waarbij dit laatste aanzienlijk voordeliger is.
Net zoals bij de elektriciteitstarieven geeft tabel 2 een stand van zaken anno 1999. Ook hier kan de liberalisering tariefstructuur en prijzen in de nabije toekomst sterk beïnvloeden.
De aardgassector geeft voor kwaliteitsvolle WKK een korting op de aardgasprijs. Deze korting is afhankelijk van de kwaliteitsfactor C welke de energiebesparing van de WKK eenheid weergeeft t.o.v. gescheiden productie.
Met:
ae : elektrisch rendement WKK
ath : thermisch rendement WKK
he : elektrisch rendement gescheiden
productie (55%)
hth : thermisch rendement gescheiden
productie (90%).
Een WKK-installatie die een energiebesparing van 20% realiseert, heeft een C coëfficiënt = 1, bij een besparing van 0% is de waarde van C gelijk aan 0 (0 < C < 1).
De toegekende korting = 20 x C x Igd BEF/GJ
1,2802

Prijzen voor gasolie
In tegenstelling tot aardgasprijzen komen olieprijzen tot stand in een vrije markt. Hoewel ook olieprijzen sterk kunnen fluctueren en op korte termijn sterk kunnen afwijken van aardgasprijzen zijn beide energiedragers op lange termijn concurrentieel.
Met dank aan Wim Luyckx van VITO

La mini-cogénération en Belgique
Une solution économiquement réaliste ?

La cogénération s’est développée, au cours de ces dernières années, pour devenir un des principaux outils d’économie énergétique. Mais pour arriver à des réalisations concrètes, la faisabilité économique est d’une importance capitale. Si la mise en œuvre est bien étudiée, la cogénération est rentable dans la gamme de puissances traditionnelle (> 200 à 300 kW) tant en gestion interne qu’en collaboration avec la société d’électricité.

Pour les mini (et micro) unités de cogénération, l’investissement est (relativement) conséquent et hypothèque donc la faisabilité économique. En revanche, ces unités de cogénération peuvent être raccordées au réseau basse tension et sont ainsi soumises aux tarifs basse tension (électricité) et aux tarifs du gaz naturel en vigueur pour une utilisation réduite.
Aujourd’hui, on retrouve sur le marché, pour les applications de cogénération, des moteurs d’une puissance allant de 5 à 4000 kWe. La plupart des moteurs se situent toutefois dans le segment 200 kWe – 1000 kWe. Pour l’heure, le segment des applications à petite échelle connaît un grand intérêt. Il n’existe pas encore de définition univoque de la mini et micro-cogénération. On les distingue habituellement de la sorte :
Micro-cogénération : 0-2 kWe
Mini-cogénération : 2 kWe-…

Les tarifs d’électricité en basse tension
Les tarifs basse tension ont été radicalement revus voici quelque temps (01/01/1999). Une facture basse tension reprend d’habitude les éléments suivants :
(1) Terme fixe: BEF/an (les tarifs sociaux sont exempts de terme fixe et de taxe sur l’énergie).
(2) Terme proportionnel: BEF/kWh (lorsque la consommation de nuit est suffisamment élevée, il est possible d’opter pour un double tarif avec un prix plus avantageux pour la consommation de nuit. Ce choix implique toutefois un terme fixe supplémentaire).
(3) Cotisation sur l’énergie: 0,055 BEF/kWh.
Les tarifs basse tension se caractérisent par un terme fixe limité mais un prix unitaire élevé (BEF/kWh). Depuis la réforme, certains tarifs impliquent toutefois une contribution en fonction de la puissance de raccordement (BEF/kVA.an) comparable au terme de puissance des tarifs haute tension. Ces tarifs bénéficient néanmoins d’un prix unitaire inférieur.
A l’instar des tarifs haute tension, les tarifs basse tension sont indexés au niveau du Ne (frais d’exploitation) et du Nc (frais de combustible). Ces paramètres de révision des prix sont publiés mensuellement. Ne connaît habituellement une progression en légère hausse, Nc en revanche peut fortement fluctuer et se trouve actuellement à une valeur faible.
Le tableau 1 nous donne un aperçu des tarifs basse tension (hors TVA – paramètres novembre 1999). Il est important de noter que, pour la mini-cogénération, le tarif > 6 kVA a un prix unitaire élevé et un prix de revient restreint pour la puissance de raccordement (à partir d’une puissance > 10 kVA). Le tarif >= 36 kVA est soumis à un prix unitaire inférieur mais a un prix de revient supérieur pour la puissance de raccordement (à partir de la puissance > 0 kVA).
Le tableau 1 ne donne qu’un aperçu des choses pour l’année 1999. Tant les paramètres que les structures des tarifs peuvent subir à l’avenir des modifications (on prévoit une nouvelle modification des prix d’ici juin 2000). Reste en outre à savoir à quelle vitesse et de quelle manière la libéralisation du secteur influera sur le niveau de distribution.
Dans le cadre de la cogénération, le tarif de rachat d’électricité joue un rôle important. La mini-cogénération suit le tarif de rachat classique, ce qui donne une compensation moyenne d’environ 1 BEF/kWh (1,3 BEF/kWh en incluant le terme de puissance). Cette compensation étant faible, la consommation propre de l’électricité produite est une condition sine qua non de la rentabilité de la mini-cogénération.

Les tarifs du gaz naturel
Tout comme les tarifs d’électricité, les tarifs du gaz naturel sont considérablement plus chers pour les petits consommateurs. Une facture de gaz comprend généralement les éléments suivants :
(1) Terme fixe: BEF/an
(2) Terme proportionnel: BEF/GJ
(3) Cotisation sur l’énergie: 13,67 BEF/GJ
Notons que les tarifs du gaz naturel s’expriment en BEF/GJcbw alors que l’énergie utile se limite généralement à la sous-valeur calorifique. Pour arriver à déterminer un prix unitaire par GJ, il faut calculer, en plus, le rendement de la production de chaleur.
Les prix du gaz naturel sont également indexés. Pour les tarifs non industriels, cette indexation se calcule à l’aide de l’Iga (achat distribution gaz naturel) et de l’Igd (frais d’exploitation distribution). Ces paramètres de révision de prix sont également publiés chaque mois. A l’instar du Nc, l’Igd connaît une évolution en légère hausse. En revanche, l’Iga peut fortement fluctuer (cfr Ne) et se situe momentanément aussi à un niveau bas.
Le tableau 2 nous donne un aperçu des tarifs non industriels (hors TVA – paramètres novembre 1999). Les tarifs les plus évidents pour la mini-cogénération sont les ND2 (> 527 GJ) et ND3 (> 3.517 GJ). Le tarif ND3 est toutefois nettement plus avantageux.
A l’instar des tarifs d’électricité, le tableau 2 donne un aperçu valable pour l’année 1999. Ici aussi, la libéralisation peut, à court terme, fortement influer sur la structure tarifaire et les prix.
Le secteur du gaz naturel offre, dans le cadre d’une cogénération de qualité, une remise sur le prix du gaz. Cette remise dépend du facteur de qualité C dont la valeur détermine le gain énergétique de l’unité de cogénération par rapport à une production séparée.
Avec :
ae: rendement électrique de la cogénération
ath: rendement thermique de la cogénération
he: rendement électrique d’une production séparée (55%)
hth: rendement thermique d’une production séparée (90%).
Une installation de cogénération réalisant un gain énergétique de 20% a un coefficient C = 1 ; pour un gain de 0%, la valeur C est égale à 0 (0 < C < 1).
La remise attribuée = 20 x C x Igd BEF/GJ

Les prix du gasoil
Contrairement aux prix du gaz naturel, les prix du gasoil sont fixés dans le cadre d’un marché libre. Bien que les prix du gasoil puissent également connaître de fortes fluctuations et puissent s’écarter à court terme des prix du gaz naturel, ces deux vecteurs énergétiques sont à long terme concurrentiels.

Avec tous nos remerciements à M. Wim Luyckx - VITO