WKK
(COGEN Vlaanderen, 2006)
Warmtekrachtkoppeling of WKK is de gecombineerde, gelijktijdige opwekking van warmte en elektriciteit. Eenzelfde installatie kan dus de volledige energiebehoefte, onder de vorm van warmte en elektriciteit, opvangen. Omdat warmte moeilijk te transporteren is, bevindt de installatie zich dicht bij de warmteverbruiker.
De hoogwaardige warmte (1200°C) die vrijkomt bij het verbranden van de brandstof wordt eerst gebruikt voor het produceren van mechanische energie die dan verder via een alternator wordt omgezet in elektriciteit. De laagwaardige restwarmte die overblijft (met een temperatuur tussen 80°C en 500°C) wordt dan gebruikt om te voldoen aan de specifieke warmtevraag van een glastuinbouwbedrijf, een ziekenhuis,…
Het grote voordeel van warmtekrachtkoppeling is dat bij gezamenlijke opwekking van warmte en elektriciteit de in de brandstof aanwezige nuttige energie veel beter wordt benut. Bij cogeneratie is daarom minder brandstof nodig dan bij een gescheiden productie van eenzelfde hoeveelheid warmte en elektriciteit.
Figuur : Vergelijking van de brandstofbenutting bij gescheiden opwekking van warmte en elektriciteit, en bij WKK
De meeste WKK’s werken op fossiele brandstoffen, maar het is ook mogelijk om hernieuwbare energiebronnen als brandstof te gebruiken (bv. biomassa of biogas). Een dergelijke uitvoering biedt dan een dubbel voordeel: er wordt niet alleen een milieuvriendelijke brandstof gebruikt, maar deze wordt ook optimaal benut.
Minder brandstofverbruik heeft nog een ander belangrijk voordeel, namelijk dat de uitstoot van schadelijke stoffen (roet, PM, NOx, SO2, CO,…) gereduceerd wordt.
Randvoorwaarden bij het gebruik van WKK is dat er een permanente en vrij constante afname van warmte van een voldoende capaciteit nodig is.
Warmtekrachtkoppeling kan op verschillende manieren worden uitgevoerd.
Omdat vaste brandstoffen meestal direct verbrand worden, worden deze doorgaans ingezet voor warmteproductie. Met behulp van stoomturbines kan ook hier elektriciteit opgewekt worden en wordt WKK mogelijk. Stoomturbines worden algemeen gezien gekoppeld aan een warmtebron, zoals een boiler, waarin verschillende brandstoffen (zoals vaste) gestookt kunnen worden.
Ook vloeibare brandstoffen in bijvoorbeeld dieselmotoren komen in aanmerking voor toepassing in een WKK. Belangrijk bij het gebruik van dieselmotoren als warmtebron is de afkoeling van de rookgassen. Indien deze te ver worden afgekoeld zullen ze condenseren met de mogelijke vorming van zwavelzuur tot gevolg wat kan leiden tot corrosieproblemen. Dit is te wijten aan het doorgaans hogere zwavelgehalte van de vloeibare brandstoffen. In vele gevallen worden gasmotoren of gasturbines gebruikt in WKK’s.