Helft van opslagtanks niet geïsoleerd? Het hele verhaal.

Achtergrond

Naar aanleiding van het artikel in het NRC van 20 juli van 2020 met de titel ‘Helft van opslagtanks is niet geïsoleerd’ en de uitzending van het programma Stand van Nederland ‘CO2 is geld waard’ op 25 maart 2021, heb ik besloten het hele verhaal over de tankopslag en de energie die dat kost eens op te schrijven voor de geïnteresseerden.

Het artikel en de uitzending hebben nogal wat stof doen opwaaien. Onder andere heeft de branche-organisatie VOTOB (vereniging van Nederlandse tankopslagbedrijven) er een reactie op gegeven, waarin ze stelt dat het isoleren van verwarmde opslagtanks veel duurder is dan wat ik aangeef. In dit memo geef ik de kernpunten en ga ik in op de reactie van de VOTOB. Ik trek daarbij een vergelijking met isolatie van woningen, om het belang van isolatie van tankdaken in een maatschappelijk perspectief te plaatsen.

Ik sta er uiteraard voor open hier verder kennis over te delen en van gedachten te wisselen.

Martine van der Post

(Voor de mensen die mij of PostFossil niet kennen; ik ben in 2001 afgestudeerd aan de TU Delft bij de opleiding werktuigbouwkunde. Daarna heb ik op twee raffinaderijen, in de voedingsmiddelenindustrie en in de consultancy gewerkt. Sinds 2009 ben ik eigenaar van adviesbureau PostFossil BV. Dit is gespecialiseerd in energiezuinige industriële verwarmingssystemen (vooral in de tankopslag) energietransitie trajecten en energiemonitoring. We hebben in de loop der jaren vele tientallen bedrijven van adviezen en/of functionele ontwerpen mogen voorzien. Onze energiemonitors bevinden zich in tientallen duizenden woningen en bedrijfspanden in Europa en daarbuiten.)

Hoofdlijn

  • De huidige situatie is dat veel opslagtanks verwarmd worden, maar dat het dak niet is geïsoleerd. Hierdoor gaat veel energie verloren. Tegen relatief lage kosten zijn hier veel besparingen te realiseren.
  • In een onderzoek voor de DCMR (Dienst centraal milieubeheer Rijnmond) heb ik onder andere voor een typerende tank gedetailleerd in kaart gebracht wat de kosten en baten zijn van isolatie. Hieruit volgt dat dit zich hierbij binnen drie jaar terug verdient.
  • De VOTOB geeft nu in haar reactie een aantal technisch-inhoudelijke en bedrijfsmatige argumenten. Ze geeft aan dat besparingen vaak beperkt zijn en kosten hoog en dat terugverdientijden daardoor in de praktijk veel hoger zijn dan uit de voorbeeldberekening volgt, in de orde van 10 – 15 jaar. Dit getal wordt verder echter niet concreet onderbouwd.
  • De aangevoerde kwalitatieve punten werpen geen nieuw licht op de conclusies van het eerder genoemde rapport. Er blijft overeind staan dat in het typerende geval de isolatie van een tankdak zich snel terug verdient.
  • In dit licht is het ook goed om een parallel te trekken met isolatie van daken bij gebouwen. Dat is reeds jaren de standaard in woningbouw en wordt binnenkort verplicht voor kantoren. Bij verwarmde opslagtanks gaat relatief veel meer energie verloren via het dak. De de investering verdient zich vaak nog sneller terug.
  • Het handhaven van de huidige situatie (het niet isoleren van de tankdaken) leidt tot een forse CO2-emissies. Energiebesparing is de meest effectieve manier om deze uitstoot terug te brengen: andere maatregelen die uitstoot compenseren (CO2-opslag, biomassa-inzet, ..) hebben hogere kosten per ton reductie en brengen andere nadelen met zich mee.

Het hele verhaal

Hoeveel energie kost het warmhouden van een tank?

In beide publicaties spreek ik over het energieverbruik van een verwarmde opslagtank. Ik gebruik daarvoor de voorbeeldtank die ook in mijn boek de hoofdrol speelt. In het boek is de energiehuishouding van deze tank in detail uitgewerkt. Deze voorbeeldtank heeft een hoogte van 15 meter, een diameter van 45 meter, is voorzien van 10 cm wandisolatie en bevat een product dat op 50 graden moet worden gehouden. Voor deze tank is gemiddeld door het jaar heen net zoveel gas nodig, als 300 huishoudens voor verwarming gebruiken. Hier zijn de transport- en opwek-verliezen op de tankterminal (respectievelijk typisch zo’n 10 en 15%) ook in meegenomen. Thuis hebben we die praktisch niet (moderne HR ketels 1%).

Wanneer het dak van de voorbeeldtank van 10 cm isolatie zou worden voorzien, scheelt dit bijna de helft in het energieverbruik van de tank. De terugverdientijd van dakisolatie is minder dan 3 jaar.

Huizen van het gas af?

Een tijdje terug werd door het Economisch Instituut voor de Bouw (EIB) becijferd, dat het gemiddeld zo’n 40.000 euro kost om één huishouden van het gas af te halen. Dit huis gebruikt hierna geen gas meer, maar wel extra elektriciteit.

Het isoleren van het dak van de voorbeeldtank kost ongeveer 4 keer zo veel. Omdat met dakisolatie het energieverbruik halveert, is dit hetzelfde als 150 huishoudens van het gas af halen, die vervolgens niet extra elektriciteit nodig zullen gaan hebben. Er kan met aan zekerheid grenzende waarschijnlijkheid worden gesteld dat het isoleren van een tankdak een factor 40 effectiever is dan het van het gas af halen van een huishouden. Dat brengt mij bij het volgende punt.

Een (on)realistische oplossing?

Om aan het klimaatakkoord te voldoen, moeten er voor 2030 1,5 miljoen huishoudens van het gas af worden gehaald, wat 2,4 Mt CO2 bespaart. Een in mijn ogen enorm ingrijpende opgaaf. Niet alleen doordat elk huis anders is, maar vooral doordat we  onze hele elektriciteitsinfrastructuur compleet opnieuw moeten inrichten. Hier hebben we meer tijd voor nodig, maar we moeten er zeker mee beginnen.

Het isoleren van tankdaken is een stuk makkelijker uit te voeren, uiteraard zitten daar ook haken en ogen aan, maar het is veel minder ingrijpend dan het van het gas af halen van een woning. Bovendien zijn goed geïsoleerde tanks vaak met warm water te verwarmen in plaats van met stoom. Daarmee zijn nog meer besparingen te behalen, zeker als restwarmte kan worden ingezet.

Volgens de European Industrial Insulation Foundation, is er in Nederland heel veel (2,7 Mt) CO2 uitstoot te besparen door het verbeteren van isolatie in de industrie. Niet alleen zouden de tankdaken van verwarmde tanks van isolatie kunnen worden voorzien, ook ongeïsoleerde appendages en natte isolatie kunnen bijvoorbeeld tegen lage kosten worden vervangen.

Wat levert een Euro dan op?

Heel grof geschat, levert belastinggeld uitgegeven aan het van het gas af halen van een huishouden, een jaarlijkse besparing van 40 gram CO2 per euro op (1,5 miljoen huishoudens, 2,4 Mt en €40.000 per huishouden).

Bij het isoleren van een tankdak is het plaatje een stuk gunstiger. Elke euro daaraan uitgegeven levert jaarlijks 1,6 kilo CO2 besparing op (een factor 40 meer).

Wat houdt dit tegen?

Binnen de industrie worden verschillende bedrijfsonderdelen vaak als  opzichzelfstaande ‘asset’ gezien. Deze assets hebben inkomsten en uitgaven en de managers ervan worden jaarlijks op het resultaat afgerekend. Energiekosten (en personeelskosten) vallen hier meestal buiten. Wanneer het besparen op energie een investering vergt, zal deze moeten wedijveren met een investering in bijvoorbeeld een uitbreiding of vernieuwing van de asset. Wanneer van beiden het rendement wordt vergeleken, delft de eerste vaak het onderspit. Voor een investering wordt immers vaak geld geleend, waarvan de rentekosten in het niet vallen bij de ‘cashflow’ die de investering in bijvoorbeeld een uitbreiding genereert. Een besparing die zich binnen 3 jaar terug verdient levert geen cashflow op. Soms betaalt de eindklant zelfs voor de verbruikte energie, waardoor een besparing in een andere portemonnee terecht komt (net als bij woningcorporaties).

Het is zaak dat dit wijzigt. In de visie van PostFossil zou het goed zijn om bedrijven op dit vlak te ontzorgen met financiële constructies waarin de investeringen in energiebesparing gemakkelijk met extern kapitaal kunnen worden betaald, zodat ze niet intern in de concurrentie moeten met andere investeringen. De overheid zou dit kunnen bevorderen. Een interessante recente ontwikkeling is het ‘energietransitiefonds’ van de gemeente Rotterdam.

Hoe staat PostFossil hier in?

Wij zijn (onder andere) een onafhankelijk energie(besparings)adviesbureau. We doen dit werk sinds 2009 en hebben vele opslagterminals en andere bedrijven in binnen- en buitenland van advies en/of ontwerp mogen voorzien. Soms ook in samenwerking met andere advies/ingenieursbureaus.

Het advies is altijd maatwerk. Er wordt, in het geval van een tankopslag, altijd goed gekeken naar de doorzet van de betreffende producten, de contractuele opwarmsnelheid, de infrastructuur op de terminal en zo meer. We adviseren nooit een maatregel die zich niet binnen 5 jaar terugverdient, maar noemen deze vaak wel.

Ons berekeningsmodel is openbaar en geverifieerd. In het handboek staat in de bijlagen een validatiecasus.  In 2010 heeft Royal Haskoning in een expert-opinion bevestigd dat de berekeningen kloppen. Er zijn ook andere modellen in omloop, die soms op bepaalde punten afwijken (in een afstudeeronderzoek van de Hogeschool Rotterdam uit 2013 zijn deze naast elkaar gelegd). De kracht van het model van PostFossil is dat het openbaar is en dat iedereen, waaronder de tank op- en overslag bedrijven, in de gelegenheid is hierop commentaar te leveren.  Het model is in de praktijk gebruikt bij het doorrekenen van concrete casussen en heeft daarin zijn waarde bewezen.  De resultaten van het model sluiten aan bij het recent gepubliceerde rapport van de Europese Isolatiesector (Eiif).

Onderzoek VOTOB

De VOTOB  heeft naar aanleiding van het artikel in het NRC een reactie geschreven (waarin ik Martine Post genoemd word). Hierin gaat ze in op de actuele stand van zaken bij haar leden, en stelt ze dat in diverse gevallen de terugverdientijd ligt tussen de 10 en 15 jaar.  Er wordt een aantal mogelijke verklaringen gegeven voor de verschillende uitkomst, die ik hieronder graag tegen het licht wil houden. De VOTOB geeft geen referenties naar deze casussen.

De helft van de daken is niet geïsoleerd

In de uitzending stel ik dat het isoleren van tankdaken niet gebeurt, omdat nog altijd ruim de helft dan de daken van verwarmde tanks niet is geïsoleerd (de titel van het NRC artikel had beter kunnen zijn: ‘Helft van daken opslagtanks is niet geïsoleerd’). Dit heb ik vanuit mijn ervaring in de tankopslag gezegd en was een inschatting. De VOTOB heeft dit geverifieerd en het blijkt zelfs 78% te zijn.

Terugverdientijd dakisolatie 10-15 jaar

In de reactie die de VOTOB naar aanleiding van het NRC artikel heeft uitgebracht, wordt gesteld dat de terugverdientijd volgens andere adviesbureaus ligt tussen de 10 en 15 jaar. De reactie geeft hierbij als verklaringen:

  1. Het temperatuurverschil tussen de vloeistof en de dampruimte is gemiddeld genomen ca 15 graden Celsius, waardoor de energiebesparing van dakisolatie zeer beperkt zou zijn.
  2. Het warmteverlies via het dak is minimaal, dit heeft te maken met de toegepaste PVV (labyrint vents).
  3. Verwarmd product in een tank wordt opgeslagen gedurende een contractduur, in het algemeen een jaar.
  4. Hete stookolie komt direct van raffinaderij. Hierdoor is verwarming vrijwel niet nodig.
  5. Plantaardige producten, hoeven soms alleen in koude winterperioden te worden verwarmd.
  6. Bij een tank waar achteraf dakisolatie wordt aangebracht moeten mogelijk nog andere aanpassingen gedaan worden. Daardoor zijn de kosten hoger.
  7. Het aanbrengen van dakisolatie is werk op hoogte, en is daarmee hoog risicowerk, leidend tot hogere kosten.

De door de VOTOB aangehaalde terugverdientijden 10-15 jaar zijn naar mijn mening onrealistisch hoog. Op de aangevoerde argumenten ga in het onderstaande dieper in. Vanwege de maatschappelijke context leg ik ook een vergelijking met isoleren van daken van gebouwen.

1. ‘Het warmteverlies via het dak is zeer beperkt’

Het temperatuurverschil met de dampruimte zou gemiddeld 15 graden zijn bij producten die worden verwarmd naar 30-50 graden. Dat sluit aan bij de uitgangspunten die in de PostFossil berekeningen worden gebruikt. In deze berekeningen kom je bij een producttemperatuur van 50 graden op een dakverlies van 75 W/m2, wat in het geval van de voorbeeldtank ruim 56% van de totale gemiddelde energievraag oplevert. Het warmteverlies via het dak is niet ‘zeer beperkt’.

2. Het warmteverlies is beperkt door gebruik van ‘labyrint vents’

De tweede reden die VOTOB noemt is dat het warmteverlies via het dak minimaal is, door toepassing van een speciaal soort labyrint vent. Dit zou impliceren dat het warmteverlies vooral door het ‘ademen’ (ventileren van warme damp via de openingen in het dak) van de tank komt. Uiteraard wordt er warmte verloren als een tank ademt. Toch blijkt uit modelberekeningen dat het ademverlies veel kleiner is dan het verlies via convectie en straling via het dak. Bovendien geldt dat dit verlies ook kleiner wordt wanneer dakisolatie wordt toegepast.

Mogelijk doelen de referenties van de VOTOB op hoge tanks met een kleine diameter. Dat zijn inderdaad situaties waar dakisolatie niet loont. Isolatie verdient zich niet terug omdat het dak klein is en vol appendages zit is. Bovendien is het moeilijk uit te voeren. Ik zal dat ook nooit adviseren. Mijn publicaties gaan over tanks met een relatief groot dak en een hoge temperatuur. Van deze categorie tanks zijn er nog veel zonder isolatie op het dak.

Het is interessant om hier een vergelijking te trekken met gebouwen. Isolatie van een dak van een woning verdient zich typisch binnen 3 – 5 jaar terug. Woningen verwarmen we tot ca 20 graden, maar opslagtanks worden verwarmd tot hogere temperaturen. Ter vergelijking kantoren moeten vanaf 1 januari 2023 voldoen aan label C. In de praktijk betekent dit dat het dak moet worden geïsoleerd.

3. ‘De TVT moet binnen de contractduur liggen’

De VOTOB geeft aan dat contracten vaak maar voor een jaar gelden. Het contract kan veranderen, maar er blijft echter vaak een soortgelijk product in opgeslagen. Het is dan ook zaak om voorbij de duur van een contract te kijken.

Ook hier past een parallel met de woningmarkt: als een verhuurder een appartement verhuurt (vaak ook een contract van een jaar), zal hij toch ook het dak van de woning moeten isoleren.

Wel kan het nodig zijn om te kijken naar specifieke vereisten in contracten. Zo beschrijf ik in mijn boek dat bijvoorbeeld de opwarmsnelheid en een overgang op warm water (in plaats van stoom) factoren zijn om in berekeningen mee te nemen.

4. ‘Verwarming is niet nodig doordat de doorzet heel hoog is’

VOTOB stelt dat wanneer stookolie direct van een raffinaderij komt de doorzet zo hoog is dat verwarming vrijwel niet nodig is en dakisolatie dus ook niet. Soms is dit inderdaad het geval, maar er zijn ook aanzienlijk wat stookolietanks die op temperatuur moeten worden gebracht of gehouden. Dit zijn vaak grote tanks (lees relatief veel verlies via het dak). Bovendien is de temperatuur dan rond 60 graden, wat relatief hoog is en zodoende relatief veel energieverlies tot gevolg heeft.

5. ‘Dakisolatie is niet rendabel wanneer alleen ’s winters wordt verwarmd’

Sommige plantaardige producten zoals FAME (Fatty Acid Methyl Esters, grondstof voor biodiesel) hoeven alleen in de winter te worden verwarmd, waardoor dakisolatie niet rendabel is stelt de VOTOB.  Nu zijn er ontzettend veel verschillende soorten plantaardige oliën waarvan sommigen alleen maar vorstvrij hoeven te worden gehouden. Mijn ervaring met FAME is dat de gehanteerde opslagtemperatuur varieert van 15 tot 50 graden. Zelfs 15 graden betekent praktisch het hele jaar verwarmen, maar dakisolatie zou ik dan inderdaad niet aanraden.

6. ‘Dakisolatie achteraf aanbrengen is duurder’

Dit punt herken ik. Wel is mijn ervaring dat de door de VOTOB aangegeven extra kosten (zoals verhogen trap, bordessen en relingen) beperkt zijn in vergelijking tot ‘vaste kosten’ die nodig zijn voor het aanbrengen van dakisolatie (zoals de arbeidskosten en de huur van een kraan). In de terugverdientijd van 3 jaar zijn al deze kosten meegenomen.

7. ‘Dakisolatie aanbrengen is hoog risico werk’

Waardoor er hogere kosten aan verbonden zijn. Ook hier ben ik het mee eens. Ik ga daar eigenlijk standaard van uit en dit is meegenomen in de standaardberekening van de terugverdientijd. Overigens kan het aanbrengen van isolatie plaats vinden op een ‘natuurlijk moment’ zoals een tank turnaround (grootschalige revisie). Voorzieningen voor werken op hoogte zijn dan toch al aanwezig.

Maatschappelijk belang van isolatie van tankdaken

Nederland staat voor de opgave om CO2-emissies terug te brengen. Economisch is het het meest effectief om het onnodig weglekken van energie tegen te gaan. Dakisolatie bij opslagtanks kan hier een belangrijke bijdrage aan leveren. Als dit niet gebeurt, zullen emissies op andere wijzen moeten worden terug gedrongen om de doelstellingen te behalen, zoals via CO2-opslag of het verstoken van biomassa. Dit leidt tot onnodig hoge maatschappelijke kosten en andere nadelen zoals kap van bossen en luchtverontreiniging. Voor zowel de bedrijven zelf als voor de samenleving is het gewenst om op energieverspilling te besparen, als deze maatregelen zich binnen een redelijke termijn terug verdienen.

Conclusie

Voor een gemiddelde verwarmde tank, zoals beschreven in het rapport van PostFossil, ligt de terugverdientijd binnen 3 jaar.  De meeste punten die VOTOB naar voren brengt worden meegenomen in deze standaardberekening. In aanvulling daarop kunnen er specifieke omstandigheden zijn waardoor er extra kosten zijn. Dit leidt echter tot een beperkte verhoging van de terugverdientijd. De genoemde 10-15 jaar is niet realistisch. De typerende terugverdientijd ligt doorgaans lager dan bij het isoleren van gebouwen. Dit wordt de standaard voor kantoren vanaf 1 januari 2023, met de verplichting om aan label ‘C’ te voldoen. Zowel vanuit het industriële als het bredere maatschappelijk belang is het in de meeste gevallen wenselijk en rendabel om tankdaken van verwarmde opslagtanks te isoleren.

 

 

Uitgebreid: Handboek energiebesparing voor verwarmde tankopslag

Het handboek uit 2015 ging in op de energieberekeningen van verwarmde opslagtanks en leidingen. Er werd antwoord gegeven op de vraag hoeveel energie het isoleren van een tankdak nou eigenlijk scheelt. Omdat goed geïsoleerde tanks minder warmte nodig hebben, kan vaak warm water worden ingezet in plaats van stoom.

In de versie van 2020 wordt de lezer meegenomen in de energieberekeningen behorend bij warm waterverwarming voor opslagtanks en de besparingen daarvan ten opzichte van stoomverwarming.

(v 2.1 update September 2020)

Hanboek energiebesparing voor verwarmde tankopslag v 2.1

 

 

 

Gratis energiehandboek voor verwarmde tankopslag!

Altijd al willen weten hoeveel energie een verwarmde opslagtank nu eigenlijk nodig heeft? Hoeveel energie het isoleren van de tankdaken scheelt? Welke isolatiedikte optimaal is voor een stoomleiding? Klik op de link hieronder voor het handboek.

Energiehandboek voor verwarmde tankopslag

Het Energiehandboek voor verwarmde tankopslag is geschreven voor vergunningverleners, toezichthouders, energiecoördinatoren, projectmanagers en terminalmanagers van bedrijven met verwarmde opslag van natte bulk, die met een snelle scan aandachtspunten voor energiebesparing willen kunnen identificeren.

Het boek is dankzij ondersteuning vanuit de Provincie Zuid-Holland gratis te downloaden. Natuurlijk is het ook als hardcopy te bestellen. Neem daarvoor contact met ons op via het contactformulier.

In het boek wordt in het praktijkgedeelte gebruik gemaakt van invulsheets. Deze zijn hieronder te downloaden:

Informatie invulsheet bij Energiehandboek tankopslag

Berekeningen invulsheet bij Energiehandboek tankopslag

Om de berekeningen te vergemakkelijken is een excel gemaakt waar alle berekeningen volgens het handboek worden uitgevoerd. Deze is hieronder te downloaden:

energieverbruik inschattings excel2