Indeling en vergelijking van aandrijvers op basis van kosten

INDELING EN VERGELIJKING VAN

tre

NI

ID

FR

I

Or

E 'FR 5

Or

BASIS VAN KOSTEN

Schrijverz. H.J. Keundng

Hoogleraar: Prof.Dr.Ir. K.vani der Werff

Begelleilder: Ir. C.J. Houtman

Ir-werk van Henk Jan Keuniing,,,

Student Werktuigbouwkunde (studienummer 431175),

Faculteit der Uerktuigbouwkunde en Maritieme Techniekv Vakgroepp

Werktuigkundige Produktetechnieken, Sectie Werktuigonderdelen en

Aandrijfsystemen,

Technische Universiteit Delft,

Deze scriptie is het resuitaat van het ir-werk van Honk Jan Keuning,

student Werktuigbouwkunde aan de faculteit der Werktuigbouwkunde en

Maritieme Techniek van de Technisch Universiteit Delft. De scrtptie beoogt,

een aanzet te zijn tot het komen tot een ontwerpmethodiek voor aandrijvers. Er is bewust voor gekozen het Ir-werk te beperken tot een onderdeel van het ontwerpproces. In overleg met de Prof .,Dr,. K. van der Werff en Ir. C.J.

Houtman is besloten de

koster die

het igebruik van de verschillende

aandriivers met zich moo brengt te

vergeIiAen-Er is vooraI ceprobeerd verbanden aan te geven, welike zoveet mogellj* geillustreerd zi,j,n met (recente) getallen,

Dankbetuioino.

De schrijver bedankt Ir. C.J. Moutman voor 2idn, begeleiding

en

opbouwende kritiek tijdens het uitvoeren van Net Ir-werk en Prof.Dr.Ir. K. van der Werff voor de supervisie. Bovendien wil ik Ir. W,J. de Ruijg en,

SAMENVATTING.

In het voor U liggende Tr-werk worden z igerverbrandingsmotorem,

gsturbines, eiektromotoren en stoomturbines vergeleken op basis van kosten. Investerings-, brandstof-,, en, operatie en onderhoudskosten warden in deze vergelijking betrokken. Het blij, mogelijk verbanden te leggen tussen de kosten van het gebrutk van eer, aandrisver en zijn eigenschappen. Waar mage4iik zijn vdeze verbanden gekwantificeerd:

De "discounted-cash-flow" methode is in aangepaste vorm zeer geschtkt om, de meest economische aandrijver te selecteren.

Om, een beeld te kunnen women van de brandstofkosten is ihet noodzakelijk am in te gaan op de prijs van de verschiliende soorten energie. Energiegebruik betekent vaak oak een belasting voor het milieu,, een beschouwing over het energieverbruik in relatie tot het milieu mag dan oak niet ontbreken. De brandstofkosten voor de verschillende aandrijvers kunnen, worden uitgedrukt

in !guldens per uur. Wanneer men het benodigde vermogen eerst deelt door het

\Ni.

rendement van de aandrijver en vervolgens door de verbrandingswaarde van de

brandstof en tenslotte dit quotient vermenigvuldigt met de typerende

brandstofprijs heeft men, typerende brandstofkosten veer een bepaalde aandrijver. Net blijkt dat van de beschouwde aandrijvers de trandstofkosten per kW-asvermogen in gld/hv (bij continu vollast bedrijf) het laagst zijn veer een kolengestookte stoomturbine en het hoogst voor een personenwagen-mengselmotor.

De onderhoudskosten can qgasturbines kunnen morden uitgedrukt n een

basistarief gecombineerdl met kostenfactoren. In deze kostenfactoren komen de verschillen in ontwerpfilosafie, belasting, bedriffsomstandigheden,

brandstof en onderhoua tot uiting. Veer el ektromotoren en

zu4gerverbrandingsmotoren z ijn kwallitatief kostenfactoren geformuleerd.

3

Op basis van het prijspeil s de verhouding van investeringskosten

van de aandrijvers bepaald. Net b4ijkt dat een asynchrone

kortsluitankermotor de laagste investeringskosten/kW heeft en de

stoomturbine de hoogste. Het zal duidelijk zijn dat niet aile aandri vers in dezelfde vermogenscategorien beschikbaar zijn, de bovenstaande

De investeringskosten van zuigerverbrandingsmotoren blijken gerelateerd te

zijn aan de zuigerdiameter, voor gasturbines bestaat er een verband met de ontwerpfilosofie en het vermogen. Tenslotte

:On

de investeringskosten van 1

;

elektromotoren afhankelijk

van het

type, het nominale toerental, het

vermogenv, de spanning en de uitvoeringsvorm.

De totale kosten van het gebrui* van stoomturblines atlts aandrirjver L4orden

voor een krachtcentrale vergeleken met concurrerende aandrijvers. Tot slot warden de besprokem aandrijvers in men overzicht naast el*aar gezet.

iSOPGAVE-4.3 Gasturbines

4.IJKEN VAN AANDRIJVERS, OP BASIS VAN KOSTENI .... .

RGIE.,

Kort historisch overzicht energieverbruik in Nederland',

1945-1988 . ...

. ...

* 4

Energieverbruik en milieu - ... .... . 7

2.2.1 Algemeen

...

7

2.2.2 Milieubelasting door de verbranding van fossieke brandstoffen . 9

Referentiest

3 DE PRUS VAN ENERGIE.

3_1 ]Algemeen

2.2 Primaire energiebronnen ...

3.2..1 Olie ... 4. is

3.2.1.1 Het verloop van de prijs van rue °lie in de toekomst ... 14

3.2.1.2 Olieprodukten ... ... ...

...

15

3.2.2 Kolen

3.2.3 Aardgas

3.2.4 Kernenergie ... .

...

NI

...

...

2

3.2.5 Overzicht energieprijzen primaire energie ... ... . 22

3.3 Afgeleide energiebronnen ... .... ... 22

3.31

Elektriciteit 24 3.3.2 Mindenergie 1.4 Referenties ***... aff 4 VERBRANDINGSMOTOREN* 4.1 Introduktie ..

m...,W,0 .,

a9

4.1.1 Indeling near arbeidsproces , 29

4.1_2 Indeling naar constructie

...

, ,

27

4.2 Zuigerverbrandingsmotoren ... 31

4.2.1 Aanschafkosten als funktie van zuigerdiameter 32

4.2.2 Technische levensduur van zuigerverbrandingsmotoren 33

4.2.3 Onderhoud van zuigerverbrandingsmotoren ...,

...

35 4.2.4 Kosten voor onderhoud en operatie (bedrijfskosten) van

zuigerverbrandingsmotoren I is

4.2.5 Onderhoud van 4-tact middelsnell/e dieselmotoren 37b

... III ID NE mi IP -iii-..2 2.3 9 11 12

4.3.1 Aircraft Derivative versus 'Heavy Duty

4.3-2 Gasturbines met een open- of gesloten cyclus; open cyclus met "waste heat recovery", tussenkoeling of tussenverhitting 40

4.3.3 Budgetprijzen .. 42

4.3.4 Onderhoudsgedrag en levensduur van GTs 45

4.3.4.1 Onderhoudskosten 46 5 ELEKTROMOTORENI. 5.1 tntroduktae 5.2 Gelijkstroom e-motoren (GM) -..,... 5.2.1 Algemeen .. . ... So 5.2.2 Kenmerken/eigenschappen van GM, 52 5.2.3, Rendement van GM .. 53

5.3 Draaistroom e-motoren *Am I 00.0 R.* .... e*. 53

5.3.1 Introduktie . . al Amull.44.ftJa,,ru a,

5.3.2 Asynchrone e-motoren (45M) 54

5.3.2.1 Kortsluitanker- of kooiankermotor (KM) ... 54

5.3.2.2 Sleepringankermotor (SAM) 55

5.3.2.3 Kenmerken/eigenschappen van ASM 55

5.3.2.4 Rendement van ASM 56

5.3.3 Synchrone motoren (SM) 56

5.3.3.1 Het rendement van SM

...58

...4r0OP 58

5.4 Toerenregeling van e-motoren - ... ...----.... ... -.. 59

5.4.1 Gelijkstroom of draaistroom 59

Statische omzetters . 60.

I,

5.5 Budgetprijzen van asynchrone kooiankermotoren sn, synchrone' I

motoren ...., ... ... ..

.0.

Oa 63 _I

5.5.1 Budgetprijs ale funktie van het synchrone toerental 64

5.5.2 Budgetprijs aim funktie van het voltage van de motor 67

5.5.3 Budgetprijs ale funktie van de uitvoeringsvorm van de motor 68

5.6. Levensduur men onderhoud, van e-motoren,

Samenvattingtvergelijking van motor eigenscnappen ...sr..-- '72.

s.e

Referenties .4?

6

STOOMTURBINES-6.2 Seiectie en beoordeling van stoomturbilne tdepassingen 77'

45.3 'Kasten van, bet gebruik van stoomturbines ...- 79

4.4 Referenties . I Introductie ...L. 76, 38 48 49 50 69 74

-v-6.4 Referenties 81

7 VERGELIJKING VAN DE VERSCHILLENDE BESPROKEN TYPEN AANDRIJYERS (alleen vermogens groter dan 1 kW).

7.1 Eigenschappen van de verschillende typen besproken

aandrijvers 82

7.2 Typerende brandstofkosten voor de verschillende aandrijvers

uit paragraaf 7.1 83

8 VOORBEELD UITWERKING DISCOUNTED CASH FLOW METHODE 84

9 CONCLUSIES, NABESCHOUWING EN AANBEVELINGEN.

9.1 Conclusies es

9.2 Nabeschouwing en aanbevelingen 90

Appendix A: Transportverlies bij het distribueren van stoom, lucht en elektriciteit.

Appendix Hz Specificaties van zuigerverbrandingsmotoren. Appendix C: Evaluate electric drive applications quickly.

Appendix D: Kentallen die de aandrijfeigenschappen van aandrijvers beschrljven.

Het gebruik van een aandrijver gaat gepaard met sten: kosten veer de aanschaf, kosten voor het onderhoud en kosten voor energieverbruik. Wanneer ingenieurs een keuze moeten maken tussen verschillende aandrijvers (die

alle voldoen aan de technische eisen) zou men graag de kosten willen

vergelijken die samenhangen met de verschillende alternatieven. In het volgende zal een methode warden besproken die dirt mogelijk maakt: de "discounted cash flow methode".

Normaliter wordt de "discounted cash flow methode" door de accountants van een onderneming gebruikt om het te verwachten rendement van een investering te bepalen. Op basis van de uitkomst van deze analyse zal een onderneming

vervolgens beslissen of men de investering wel of niet zal doen. De

"discounted cash flow methode" is echter in aangepaste vorm oak te gebruiken vow- de evaluatie van de kosten die samenhangen met het gebruik van een aandri iver.

Uitgangspunt is de situatie dat er besloten is een aandrijver aan te

schaffen en vervolgens wil men de verschillende alternatieven vergelijken op basis van kosten. De te gebruiken methode Ell [2] luidt dan ads volgt:

CF (j) NCW = -A + J=I (14-i) met: CF(j) = -0*(1-t) + D*t 0 = M + E hierin is:

NOW = netto contante waarde van de investering (in dit geval is dat de som van alle kosten die samenhangen met de aanschaf en het gebruik van een aandrijver).

A = aanschaffingskosten = prijs + kosten voor transport en installatie. = economische levensduur (*).

yrd

4t

w_

obt_

kbi1/4:\ec kctrd

2

korp)

tt4

(//

CF(j) = cash flow in het jaar j. Cit?

= rentevoet (interest rate), als decimaal. = operationele kosten = E + M.

E = energiekosten = vermogen aandrijver(in kW)*energieprijs(in

gld/kl

rendement aandrijver

0

= onderhoudskosten (maintenance).

= marginaal belastingtarief (= belasting tarief dat geldt voor de laatst verdiende gulden).

= kosten ten gevolge van de waardedaling van de aandrijver (afschrijving, eng. depreciation). (**)

Nat is nu de meest economische aandrijver?

Zoals gezegd gaan we or vanuit dat reeds is besloten tot de aanschaf van

Or'

eon aandrijver omdat zijn aanwezigheid gewenst dan wel noodzakelijk is.

Het gebruik van eon aandrijver brengt _{meestal alleen kosten met zich nee;} vaak zijn or goon direkte inkomsten als gevolg van het gebruik van de aandrijver. De netto contante waarde zal in zo'n geval dan ook altijd negatief zijn. Wanneer uit twee min _{of neer gelijkwaardige alternatieven}

gekozen moot worden, verdient die aandrijver de voorkeur die met de

"discounted cash flow methode" de _{minst negatieve netto contante waarde} oplevert.

(*) Wanneer de te vergelijken aandrijvers verschillende economische levensduren hebben suet

de 'discounted cash flow methode uitgevoerd worden voor een tijdsduur die gelijk is aan

het kleinste veelvoud van twee econnmische levensduren.

(.*) Bij de bepaling ran de afschrijvingskosten moet can rich drie dingen afvragen CFA:

Wat is de economische levensduur van de aandrijver ?

(Dit is een schatting van de periode gedurende welke het economisch verantwoord is de

aandrijver te gebruiken.)

Wat is de waardevermindering van de aandrijver gedurende daze periode, _welt bedrag moet

worden afgeschreven ?

Op welke wijze dient he at te schrijven bedrag te worden verdeeld over economische

(***) In EL worden de volgende afschrijvingsmethoden genoemd: afschrijving

met vast percentage van de aanschaffingsprijs

met afnemEnd percentage van de aanschaffingsprijs

net vast percentage van de boekwaarde (= het bedrag waarvoor de aandri'ver (na

afschrijving) te bock Etaat.)

volgens de annuiteitenmethode (Hierbij vormt de afschrijving tezamen met de rente over

de boekwaarde een vast bedrag per jaar (annuiteit))

Referent ies.

[I] Heilich, F.W.

ill

en Shube, E.E., Traction Drives, Selection and Application, Marcel

Dekker Inc, New York/Basel, ?

HI

Slot, Prof.Dr.R., Elementaire Bedrijfseconomie, negende herziene druk, FILE. Stenfert

Kroese EV., Leiden Antwerpen, 1983.

-2 ENERGIE,

2.1 Mort Idistordsch overzicht eneroieverbruik in Nederland 1945-19E6.

Het energieverbrulk op aarde zal voorlopdg brijven, stijgen, alhoewel energiebesparing veel aandacht krijgt in bet beset dat de energievoorraden

niet onuitputtelijk zijn. An de geindustrialiseerd& Tanden zou. het'

energieverbruik ndet verder toe hoeven to nemen. Een verhoging van de energie produktiviteit en een verandering van het produktiepakket zouden

economische groei mogelijk maken zonder een verdere toename van het

energieverbruik. Op wereldschaal zal net energieverbruik echter blijven toenemen omdat in, de ontwikkelingslanden het energie verbruilc nog stork zal

toenemen.

Voorafgaande aan de vergelijking van de prijs van de verschillende _soorten

energie zal een kort historisch hoverzicht warden gegeven van de

tntwikkeling van bet energieverbruik in Nederland CIA C2].

1

Pan het eind van WOU was bet energieverbruik _{in Nederland, laag (400 P3,}

zie figuur 2.1 UM Als

na 1950 de wederopbouw op gang komt, dan begint ook het energieverbruik toe to nemen. De grate veranderingen komen echter

in

de. iaren

Ten eerste gaan de grate amerikaanse olliemaatschappljen _{zich in de Saren 50} richten op de exploitatie van. de crievoorraden in. bet Midden-Oosten.

Hierdoor ontstond een transportprobleemx °Vie noest van het _{Midden-Oosten} naar de afnemers, vervoerd morden.

In

_{dit transport speelde het Suez kanaal}

een betangrijke rah Then. het in _{1956 genationaliseerde Suez kanaal in de}

oorlog van 1967 word _{gesloten, moesten de olietankers rood Kaap de Goode} Hoop varen. Dit reidde tot de bouw van supertankers,. _{Het gevolg was} dat steeds moor aardo/ie tegen steeds lagere prijzen besthikbaar kwam.

Ten tweede was er in Nederland een groat herstel van de industrieie

produktie in de Saren, 50. Dit leidde tot een Nerhoogd energieverbruik4

TensIotte word in het begin van de laren 60h bet nederlandse aardga5

ontdekt.

FiquUr 2.1: Energieverbrutk 'in Nederland 1946 - 1984- Ell.

300°-1 2 500

500-In het begin. van de jaren

60 werd

de energie steeds goedkdper (err

*wan

steeds meer olie uit het Midden-Oosten, en in Nederland kwam bovendien

het

11,

aardgas in grate hoeveelheden deschikbaar)I

maar doordat de inkomens

sterk

stegen werd de factor arbeid duurder. Deze ontwikkeling had tot gevolg

dat

de arbeidsintensieve produktie

van steenkool

met

_meer

_{rendabel was.}

_In

.1'967 werd daarom besIoten am de staatsmajnen te sluitem.

De gevolgen van deze ontwikkelingen worden gptoond an figuur t2.1. Na

1964

is er

een

explosieve

groei

van net

energie

verbruik

en

is

er

een

vermindering te

zien

van net ebruik van

steenkool:,

Aardbidae,

en

in

Nederland oak vooral aardgas,

warden steeds meer

toegepast

in pleats _van

steenkool. In de periode '64-'73 stijgt het energieverbruik met 7%, per jaar

tot circa 2500 PJ in 1973.

Gedurende de jaren

"60 werden

West-Europa, de Verenigde

Staten en

Japan

steeds

afhankelijker

van

be

oliestroom

uit

het

Midden-Oosten.

De

organisatie van olie-exporterende landen4 de OPEC,

was rich

hiervan

_bewust

en oak van

het feit

dat sommige

OPEC landen

steeds sneller

lereggepompt

werden. Aan het eind van 1993 werd de olie export dan oak beperkt

en werden

de olieprijzen Careen keer

verhoogd van 7.5

US$85/vat naar 25

US$85/vat,

dit maakte

een

eind

am n de

dalende

olieprijzen.

_{Deze zogenaamde}

_le

oliecrisis ('73/74) resulteerde in arIerlei plannen om minder afhankelijk

_te

warden van de OPEC:

uitbreiding van kernenergie, ontwikkelen

_alternatieve

energiebronnen err het onderzoeken van mogelijkheden tot energie

_esparing.

Men maakte alleen de grate fout dat men het nenergieprobleem" te snel wilde

oplossen: Net energieprobleem speelt zich if midden in de samenleving,

_dit

heeft tot gevolg dat je te maken bebt met duizenden. at din niet

_deskundige

deslissers

en bovendien

is

voor

een

ingrijpende

verandering

van

de

energievoorziening een periode van enige decennia nodig. flit laatste

neemt

zoveel tijd omdat de gebouwde omgeving niet sneller

_{aangepast kin warden en}

omdat industriele processen meestal een afschrijvingstermijn hebben van.

101

tot 20 jaar. Desondanks had de economie

rich

aan het eind van. de jaren

₇₀

eardig aangepast am n de hogere energieprijzen. De nederlandse

_economie

_was

echter

wel

verzwakt

door

be grate bedragen die

nodig

waren am de

olierekening te betalen en. tegelijkertijd de

_{opbouw van het sociale systeem}

gewoondoorging.

-5-ben de

bbring tussen Iran in Irak fn 1979 uitbrak .waren de

geindustrialiseerde landen bang dat een gedeette van da aardokie produktde

weg zou vallen. De OPEC verhoogde hierop de olieprijzen voor de tweede maal fors tot 44 US$85/vat (Be oliecrisis, 79/80). Dit ikeer had de OPEC zijn macht echter overschat. De economische crisis werd in veel landen sterker en de energiebesparing kwam goed op gang, beide hadden tot gevolg dat het

energteverbruik afnam in' veeli Landen.

Een aanhoudende beperking van de produktie van de OPEC landen was de enige

mogelijkheid am de olieprijs bong te houden- In de jaren 80 had de OPEC moeite de produktiequota van; haar leden in de hand te bouden. Samen met de

daling van het energieverbruik hij de afnemers leidde dit tot een doling van de nIteprijs in het begin van de 80er jaren. Dit wordt getoond

in

figuur 2.2

E21-Het dalen van tie otieprijs hoeft niet ailtijd te betekenen dat' de energie

in

een bepaald land oak goedkoper wordt. Doordat de otiepriis in dollars wordt vastgesteld bepaald de dollarkoers 'wet de energie in een bepaald land werkePijk kost. Daarom mag bij een nverzicht van de odieprijs in dollars oak het vet-loop van de dollarkoers

indie

per-jade niet ontbreken

One

figuur 2.3) [2].

Omdat het steeds duidelijker wordt dat de reserves van fossiele

brandstoffen niet oneindig. zijn (en het stoken van fossiele brandstoffen bovendien sterk gereduceerd moet warden in verband net bet aantasten van.

het milieu i(verzuring% broeikaseffect3m. zie volgende paragraafi is

nder zoek naar a 1 ternat i eve energ ielzronnen zeer be 1 angr i _jik

Het is een tasisfeit 'van de energiekunde dat energiebronnen die we nu anno 1989 niet kennen clan wel niet technisch kunnen realiseren over 25 jaar geen cal van betekenis, kunnen spelen- Daaromi moet er voldoende geinvesteerd

warden in onderzoek dat gericht is op alternatieve energiebronnen en

energiebesparing. Ddt is up lange termijn noodzaak- De. gedaalde _olieprijzen mogen de aandacht voor, _{en inspanningen tot het vinden van alternatteven} Noor de fassiele brandstoffert met doen verstappen.

Fiquur 2.2: Ontwikke inq van de wereldolieprijs 1970 - 1987 [2]. $89Vvat 50

r

45 40 35 30 25 20 15 10

(Th

Fiquur 2.3: Ontwikk ling van de dollarkoers 1970 - 1987 [2].

3.5 3 2.5 2 1.5

1/1/11,/1/1/I/1111111111

1970 1975 1980 1985 1990 5

-ha-lilt! 1111111

0

/11

1970 1975 1980 1985 1990

//111/

2.2.1 Aloemeen.

Tegelijk met de groei van de industriele produktie, eind hOer- en begin 70er jaren, nam oak de afvalstroom toe. In de haast om bij te blijven schonk men aan de afvalproblematiek niet voldoende aandacht. De groelende afvalstroom leidde tot vervuiling van net milieu. Pas vanaf het begin van de 80er jaren groeit het besef in de samenleving dat we anders met het

milieu om moeten gaan, willen we het leefbaar houden voor later.

Al in 1969 werd er in Londen een conferentie georganiseerd waar biologen uit alle delen van de wereld de schade aan het milieu vaststelden ten

gevolge van het toegenomen energieverbruik.

ben

waren begrippen als

verzuring [l] en broeikaseffekt [2] al bekend. Er werd echter weinig aandacht aan hun conclusies besteed al hadden die dezelfde strekking als die van de Club van Rome (1972) [3] en het rapport "Zorgen voor Morgen" (1988). Oak de milieu activisten van de jaren '70 werden betiteld als doemdenkers, hoewel nu blijkt dat ze gelijk hadden.

Pas aan het eind van de jaren '70 werden door milieu-minister Dr. L.

Ginjaar (kabinet van Agt I (1977-'81)) een reeks milieu-wettem gemaakt.

Daarvoor was er vanaf mind 60er jaren ook wel aan goede milieu-wetten gewerkt, maar de respectievelijke milieu-ministers konden een stelsel milieu-wetten niet realiseren door gebrek aan politieke steun.

In de jaren '80 kreeo het milieu steeds meer aandacht. Dit leidde uiteindelijk tot het rapport "Zorgen voor Morgen". Volgens dit rapport moet de emissie van under andere zwaveldioxide (SO) en stikstofoxiden (NO

2 x)

drastisch omlaag. Om de ernstigste schade door verzuring te voorkomen moet in Nederland en in onze buurlanden de uitstoot van zwaveldioxiden en stikstofoxyden met 90 respectievelijk 70 procent worden verminderd ten opzichte van 1980. De ammoniakuitstoot moet met 80 procent omlaag.

Via technische verbeteringen/aanpassingen is men vermindering van de

uitstoot van SO2 van ongeveer 80 procent mogelijk, 55 tot 60 procent voor NOx en 65 tot 75 procent voor ammoniak. Het gewenste niveau kan volgens het

-8-rapport "Zorgen voor Morgen" tegen zeer hoge kosten tot op 20 procent benaderd worden E4].

Volgens Prof.Dr. L. Reijnders (hoogleraar milieukunde aan de Universiteit

van Amsterdam) moot de uitstoot van met name kooldioxide, methaan,

d tiks:Xxide, fluor-chloor-, en chloor-fluor-koolwaterstoffen met percentages varierend van 70 to 90 procent beperkt worden on eon verdere aftakeling van de ozonlaag to voorkomen C5].

De emissies van SO2, NO' en CO2 zijn voornamelijk het gevolg van het stoken

van fossiele brandstoffen. Een toename van Net verbruik van fossiele

brandstoffen in de periode 1987-2002, gelijk sari de toename in de periode 1973-1987 zou voor het milieu op aarde rampzalig zijn.

Volgens het 'normatieve scenario' van Ir. J. van Ettinger [6] moeten de geindustrialiseerde landen hun energieverbruik in de komende 15 jaar met 25% reduceren. 'flit is noodzakelijk on het stijgende energieverbruik van de ontwikkelingslanden to compenseren en zo het mondiale fossiele-brandstoffen

verbruik constant to houden op het niveau van 1987. Stijging van het

mondiale energieverbruik mag volgens Ettinger sheen gebaseerd zi n op eon toename van het gebruik van duurzame energie.

Op termijn ontkomt men er dus niet aan on van fossiele energiebronnen over te stappen op niet fossiele energie bronnen, zoals duurzame energie en uiteindelijk misschien kernfusie.

Voor de overbruggingsperiode van het fossiele near het niet-fossiele

tijdperk pleit Prof.Dr.Ir. H. van den Kroonenberg (algemeen direkteur van de Stichting Energie Onderzoek Centrum Nederland) voor de toepassing van de 'schone' eneroiebron kernenergie [4]. Minister Nijpels (Volksgezondheid, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer, VROM) daarentegen voelt meer voor eon

efficienter energieverbruik omdat de meningen over kernenergie stork

verdeeld zijn en voor de oplossing van het vraagstuk 'energie en milieu' eenheid noodzakelijk is C6]. Naast efficienter _{energieverbruik kan in de} overbruggingstijd het gebruik van steenkool vervangen worden door het 'milieuvriendelijkere' aardgas: bijna de helft minder CO2 -, en geen

SO2 emissie (uitgaande van ca1orische eguivalenten). Volgens het normatieve

scenario van

Ettinger [6)

moet

de koleninzet, warden gedecimeerd

en de,

gasdnzet meer dan vertweevoudigd.

2,2-2

Milieubelasting door de verbranding van fossiele brandstoffen.

Zoals

betoogd

wordt

het

milieu

bedreigd

door

'verzuring'

en

het

'broeikaseffekt'. Het

stoker) van

fossiele

brandstoffen heeft

een

groat

aandeel in

die bedreiging

via

de emissie

van SO2,

NOx en CO2.

Er

is

dnderscheid te

maken naar

de mate

van

vervuiling van

de stook

van

de?

verschillende fossiele brandstoffen. Daarom

volgt hierna een

kwalitatieve

vergelijking van?

de

vervuilling ten gevoae van de

_verbranding

_van

_de

fossiele brandstoffen Gibe,

kolen en

aardgas.

'fossiele brandetof SO -emissie

NOx-emissie CO2-emissib stof-emissie

she

dko I en,

gas

= grootste emissfe

fleinste emissie

pi

Door een toename van de uftstoot van? zwaveldioxitie RSO2)

steeds leer zuren voor in het milieu: verzuring van het

III Net het "broeikaseffektm' wordt bedoel4 de veronderstelde aftakeling van de ozonlaag. De ozonlaa;mordt afgebruken

methaan, distikstofoxide, fluor-chloor-, en thloor-fluor

Zoeteman Wirekteuv-generaal van, het ministerie van Velksgezondheidy Ruiatelijke Ordering, en MiDieubeheer1 verwacht men binnen 5 jaar het broeikzseffekt wetenschappelijk aan te kunnen tonen thurzame energie, 6, Oec

Referenties.

Ill Bool Prof Dr. W.van, Vijftig jaar energiebeleid, PT Merktuigbouw 40 (196514 _{no 12.} T21? Stichting Energieonderzoek Centrum. Nederland, NatitnadeEnergie Verkenningen 1967

(ESC-42), Petten, September 1967.

1[31 0.1. Meadows e.a. Rapport van de Club van Rome., De Irenzertaan de groei, Aula 500, Utrecht/Antwerpen, 1972. inederlandse vertalingl

en? stilkstofoxiden (NO) or

milieu.

opwarmingl van de earde door

door met name kooldioxide (CO2liCO2],

-koolwaterstoffen. Volgens 6.

-

-'88, 01).

-10

Taisma H. en L. van Velzen, Keuze you kernenergie om milieu te spare% Ingenieurskrant

23-2-1989.

Reijnders Prof.Dr. L., Ozonlaag nog vogelvrij, Ingenieurskrant 23-3-1983.

E6] Ettinger Ir. J. van, Vraagstuk energie en milieu vereist mondial perspektief, Duurzame

Energie, 1/2-1989. 157

3.1 Algemeen.

Voor de meeste bedrijven in de industrie is het aandeel van de

energiekosten in de totale produktiekosten minder dan 5% . In de

procesindustrie daarentegen zijn de energiekosten aanzienlijk, bij

bijvoorbeeld een raffinaderij is het aandeel van de brandstofkosten in de totale produktiekosten 50-60%.

Voor aandrijvers is de verwachting dat de energie/brandstofkosten een aanzienlijk deel van de totale kosten zullen vormen. In een vergelijking van de kosten van verschillende aandrijvers, mag daarom een vergelijking van de kosten van de verschillende soorten energie niet ontbreken. In een aandrijver wordt immers energie omgezet in arbeid (= koppel * toerental *

tijdsduur). De kosten van de geleverde arbeid zijn dus oak afhankelijk van de kosten die samenhangen met de energievoorziening.

Energievoorziening probeert men altijd zo betrouwbaar mogelijk te

realiseren tegen zo laag mogelijke kosten en dat alles binnen de

maatschappelijke randvoorwaarden. Deze laatste zijn niet constant maar

wisselen voortdurend (vb: de bouw van nieuwe kerncentrales voor de

electriciteitsopwekking is binnen Nederland (voorlopig) onbespreekbaar na de ramp met de kerncentrale in Tsjernoby1).

Energiebronnen kunnen onderverdeeld warden in primaire eneroiebronnen en afgeleide energiebronnen:

primaire energiebronnen: olie, aardgas, kolen, kernenergie, flout, turf en duurzaam(wind, water zon, getijden, aardwarmtel biomassa, biogas).

afgeleide energiebronnen: electriciteit, stoom, steenkoolgas, pneumatisch net, hydraulisch net, ..

Zoals betoogd in de voorgaande paragrafen kunnen energiebronnen die we nu nog niet kennen, dan we!' niet kunnen realiseren over 25 jaar nog geen (-cc,

van betekenins spelen. Het heeft in het kader van deze studie dan oak geen zin am energiebronnen die nu nog niet toegepast warden te beschouwen, omdat

de resultaten van deze studie binnen 5 tot 10 Saar acht haa1d iijn. Daarom zuilen er alleen energiebrannen warden beschouwd die ijdens de periode, at de uitkomsten van. deze studie relevant ziin, toe epast warden en een rol van betekenis kunnen spelen,.

De volgende primaire energiebronnen zdin Mu relevant: one, gasp Roger', en

I

nucleair en be duurzame energiebronnen wind en, water. De genoemde afgeleide energiebronnen zijn ieder te beschouwen els een primaire energiebron die. een 'bewerking' of 'transformatie' heeft ondergaan. De studie is beperkt tot die afgeleide energdebronnen die, ten eerste ontstaan zijn via een transformatie van een van de germemde relevante primaire energiebronnen, en ten tweede moeten ze nu. toegepast kunnen warden:.

3.2 Primaire eneraiebronnenc

Under de prijs van prdmaire energie wordt Nerstaan

de prijs

die de

eindverbruikers moeten betaien. In de volgende paragraferc zullen

achtereenvolgens de prijs van, olLe., gas,, kolen en splijtstof 'warden besproken..

Het gebruik van de duurzame energiebronnen kost in principe niets. Om lets met die energie te kunnen doen zal men echter toch moeten investeren machines e.d. Wind en water warden meestal gebruikt voor de opwekking van elektriciteitp waarbij voor Nederland eigenlijk alleen windenergie van

belang is- Deze vormen van elektriciteitsopwekking zullen warden behandeld

in bet ,gedeelte afgeleide energdebronnerh.

3.2,1

Ohm.

De prijs van ruwe °lie fluctueert sterk_ Hiervoor zisn de volgende oorzaken aan, te wijzenz

het gedrag van de OPEC. Doordat deze landen geen, noemenswaardige

concurrentie ondervinden kunnen zij via produktiebeperkende naatregele-rt de prijs van ruwe °lie sterk beinvioeden.

De leveringsbetrouwbaarheid van ruwe alley eM daarmee de prijs, is sterk afhankelijk van de palitieke situatie in het ridden Oosten* welke niet zo

stable' is.

[won; Nationale energieverkenningen 1987 Ell.

Sind november 1988 was de gemiddelde prijs voor een vat 'OPEC-olie' gezakt

tot lets boven de IOUS$88/vat.

ben besloten

de OPEC landen tot een

rIchtprijs van 18 dollar per vat (te bewerkstelligen Via

produktiebeperkende maatregelen). an bet eind van het eerste kwartaal van 1989 was deze richtprijs bereikt. De gemiddelde prijs van zeven (OPEC)

De vraag naar olie wordt beinvloed door de economische groei. Daar de

economische groei met constant is wIsselt de vraag naar rue olle, en zal de prijs van rue °lie op de wereldollemarkt deze vraag volgen. De koers van de dollar. De prijs van rue olie wordt uitgedrukt in

US$/vat. Als de prijs van een vat rue °lie constant blIjft kart. de prijs

van een vat rue °lie in een andere valuta toch veranderen als de koers

van de dollar ten opzichte van die valuta verandert.

In de tabel 3.1 wordt het ver loop van de wereldolieprijs n ruwe olie

gegeven voor de periode '70-'87, uitgedrukt in US vat. In het

prijsverloop zijn duidelijk de eerste - (73/74) en de tweede oliecrisis (78/79) te herkennen.

TABEL 3.1: wereldolleprijs van ruwe *tie in US$85/vat voor de periode '70-'87.

prijs,ruwe ;the, (US$B5 vat) jaar 70 4.0 71 4.5 72 5.0 73 7.5 74 25.0 75 22.5 76 22.5 77 22.5 78 21.7 79 44.0 80 47.5 81 38.0 82 34.0 83 30.0 84 29.0 85 27.0 86 24.0 87 16.0

-oriesoorten, eind maart '89 is 1'8U5$89/vat 4k0 rEironw NRC Hande4stylad A-4-19891..

dill US$85 3.40 gld85

US$87 = 2.00 91d85

US$88 1.95 gld88 (eind nov 'AfEld US$89 . 2.10 g1d89 (eind art '89)

De bovenstaande eenheden (gld) zijn niet heleaaal A84 elkaao gelijk ads dewed° van, de

anflatie. Over het algemeen is de inflatie in Nederland zeer gering, in 1986 en 1987 was er zelfs nelesaal geeni inflatie Jaarverslag 1987 van de Nederlandse Bank]. Damon'

lag de bovengemeade eenneden wed vergehijken.

3.2.1.1 Het verroop van de prifs van rue die in de toekomst,

goals eerder is opgemerkt fluctueert de prijs van odie sterk, oak zijh de borzaken genoemd voor dit gedragli zeer belangrijik is de verhouding tussen

vraag en

aanbod-fh de Notftie Energieprijspaddra r987-2010 (ref (la]) gaat men u t van de volgende ontwikkelingen, in vraag en aanbod op de oliemarkt:

Vraag.,

In het OESO-gedied (Organisatie voor Economische Samenwerking en

Ontwikkeling) zal de vraag near olie beperkt groeien als gevolg van

Hdiversificatie en besparingen. loch zai de vraag near olie tot het midden van de jaren negentig _{aanzienlijk toenemen doordat de vraag buiten het}

DESO-gebied sterk zal groeien. Dit is bet gevolg van een combinatie van een sterke economische groei en het onvermogen tot diversifieren en besparen kgebrek aan geld en een goede

infrastructuur)-Produk tie.

De niet-OPEC danden zurden, minder gaan produceren- De OESO-landen

produceren nu maximaal en de verwachting is dat er niet voldoende nieuwe bronnen zullen sWorden ontdekt ter aanvulling van de reserve vanwege de intensieve exploratie en exploitatie in het verleden. De produktie van, de niet-OESO-landen zal weliswaar toenemen, maar deze toename zal voor het grootste deed gebruikt warden om aan de toenemende binneniandse vraag te voldoen.,

1s gevolg van de geschetste ontwikkeling van vraag en aanbod is de verwachting dat de vraag naar OPEC olie zal groeien. Op de middellange

termijn (tot het midden van de jaren negentig) zal de prijs van °lie

voornamelijk afhangen van de reactie van de OPEC landen op deze toename van de vraag: is men bereid aan de vraag te voldoen en tegen welke prijs

Op de lange termijn (midden 90er jaren tot 2010) lijkt het waarschijnlijk dat de olieprijs zal liggen tussen een plafond- en een bodemprijs. De

prijslijnen behorende bij dew twee prijsniveaus zijn aangegeven in figuur

3.1 (ref [la]), respectievelijk als hoog en laag. De bodemprijs is

geformuleerd op basis van het gemeenschappelijke belang van de

consumptie-en de produktielanden bij lange termijn stabiliteit op een redelijk

prijsniveau. Het plafond in de prijsstelling wordt gevprmd door het

prijsniveau waarbij alternatieven voor OPEC-olie (dure conventionele

bronnen buiten OPEC, niet conventionele olie, andere energiedragers) de OPEC-olie sterk verdringen.

Nadrukkelijk wordt de aandacht gevestigd op het feit dat het hie r gaat om prijsliinen en niet om prijspaden. Iedere prijslijn tussen bodem en plafond

is even waarschijnlijk door de inherente onvoorspelbaarheid van de

oliemarkt. De verwachting is dat de olieprijs zich als een golf zal bewegen tussen bodem en plafond, alhoewel inlet uitgesloten is dat de toppen en

dalen af en toe buiten dit gebied zullen vallen. Voor lange termijn

projecten zal een gemiddelde prijslijn het beste beeld geven ("midden" in

figuur 3.1).

3.2.1.2 Olieprodukten.

De prijzen van olieprodukten zijn afhankelijk van de prijs van ruwe

al

ie en zijn als volgt opgebouwd:

prijs olieprodukten = ruwe olieprijs + transportkosten + raffinagekosten + distributiekosten + accijnzen en heffingen.

In de Nationale Energie Verkenningen 1987 (NEV) Cl] worden de volgende prijzen van de olieprodukten af-raffinaderij genoemd:

de prijzen van lichte olieprodukten (stookolie, gasolie en LPG voor de

industrie; huishoudolie voor gezinnen: Diesel, benzine en LPG voor

1-j1quur 3.1a: Prijslijnen in $87/vat voor de prijsontwIkke1ing van rue olie over de periode 1985' - 2010 [la].

750 700 650 600 550 500 450 400 (1.) 350 -5 300 250 200 150 100 50

-15a-Laag

Midden Hoog ,w1 ere we

...

1985 1990 1995 2000 2005 2010

Fiquur 3.1b: Prijslijnen in hf1.87/ton voor de prijsontwikkeling van rue

olie over de periode 1985 - 2010 Cla].

1985 1990 1995 2000 2005 2010 45 40 35 30 25 =o 20 0 15 10 5

T...

... ...

Laag Midden' Hoog

-be distributiekosten verschillen per produkt. Stookolle heeft de laagste

distributiekosten) gemiddeld hfl 7 per ton, en. benzine PE boogstex.

gemiddeid nfl 270 per

ton.

Ca,

Accijnzen en heffingen verschillen van: jaar tot jaar. Voow 985.'eh 988 golden de votgende tarieven (tabeften 3.2 t/m,3.4):

TABEL 3.2: ]Accijnzen en heff ingen ip blieprodukten in Nederland in 1185 tp,

benzine 860 gld/ton,

diesel 230 gld/tem

stookolie Undustrie E7 gld/lorp

TABEL 3.3: Accijns op olieprodukten in gld1e3 in Nederland in 1933220.

benzine, '782 gld/s3

diesel. 250.7 gld/s3

huisbrandelie 101.2 gld/m3

2ware stookolke 3A.5 gle/s3

LPG, 0 .91(1743

TABEL Eindverbruikersprijien 15138,inclusief merges en ;heft ingeni 121,

huishouding industrie centrales

Pctin

(gld/toni

huisbrandolie/gasolie 43

nb

stookolie 220 n.b.

t790 x usiel BTW 'en overigeaftrekbars belastingen.

100 =1niet beschilbaar

3.2.2 Kolen.

In tegenstelling tot de prijs, van aardolie is de prijs, van kolen in tet

algemeeh stabiel. De pr van de koleit _{is stabieher den die van one .:a2S}

aC

0,4

(4. 1

3.4: (HO - ,/ n.b.

devoid van de grote voorraden die verspreid

zip

over diverse delen van de wereld. Bovendien is er concurrentie tussen de leveranciers: er is een grote spreiding in eigenschappen, produktiekosten en leveringsvoorwaarden.

Tens1otte zijn er geen politieke verwikkelingen die de

leveringsbetrouwbaarheid van kolen in gevaar kunnen brengen.

Er is structureel enig prijsverschil tussen industrible ketelkolen en ketelkolen voor elektriciteitscentrales. De ketelkolen voor centrales zijn

ongeveer 20% duurder omdat voor elektriciteitsopwekking een grotere

leveringsbetrouwbaarheid gewenst is. Deze grotere leveringsbetrouwbaarheid wordt verkregen door geografische spreiding en lange termijn contracten met

politiek stabiele partners.

De overslag en distributie kosten zijn hfl 16/ton en hfl 10/ton voor

respectievelijk industrie1e- en centrale kolen El].

Tussen 1985 en 1987 is de kolenprijs bijna gehalveerd. In 1985 was de prijs voor industriele kolen hfl 153/ton en voor centrale kolen hfl 187/ton. Daze (voor kolen zeer ongebruikelijke) sterke prijsdaling was te wijten aan het

feit dat na 1979 fors is geinvesteerd in de produktie- en transport

infrastructuur om aan de sterk toenemende vraag naar kolen te kunnen

voldoen. Daze toename was het gevolg

_{van net.}

grote prijsvoordeel ten

opzichte van olie en gas en het streven naar diversificatie. De

investeringen waren gebaseerd op de verwachting dat de vraag naar kolen stark zou blijven stijgen.

Door het achterblijven van de economische groei in de 80er jaren, de sterke daling van de olieprijs na 1985 en de energiebesparing is de verwachte verbruiksgroei van

ko len

echter niet gerealiseerd. Het gevolg was dat er

een overcapaciteit ontstond in de produktie en het transport van kolen, met

de prijsdaling a1s gevolg. De overcapaciteit verspreidt over veal

producenten waarborgt een stabiele prijs voor de nabije toekomst. Na het midden van de jaren 90 zal de prijs van kolen echter enigszins gaan stijgen als gevolg van nieuwe investeringen noodzakelijk voor de vervanging van de produktie- en transportmiddelen.

tn

tabel 3.5 wordt de ontwikkeling van de kolenprijs aangegeven volgens de

middenvariant van het energieprijs scenario van het ministerie van

Economische Laken, met a1s startpunt de kolenprijs van 1987 13].

Uitgangspunt voor de in tabel 3.5 geschetste ontwikkeling is de

veronderstelling dat prijsontwikkeling van kolen, in tegenstelling tot olie en gas, minder beinvloed zal worden door marktomstandigheden en politieke verwikkelingen, maar vooral afhankelijk zal zijn van de ontwikkeling van de winningskosten.

In tabel 3.6 worden de eindverbruikersprijzen van koien vermeld voor de periode 1987-2010.

TABEL 3.5: Ontwikkeling van de kolenprijs (elektriciteits centrales) volgens de middenvariant scenario van het sinisterie van Economische Zaken [3]. 1 dollar = 2 gulden)

van het energieprijs Neronderstelling:

jaar kolenprijs kolenprijs

(10 igld/ton) 1987 100 96 1990 100 96 1995 105 101 2000 125 120 2010 140 NA

-1.9-ABEL 8.6cEindverbruikersprijzen voor kolbn, sasengesteld set behap van tabe1 3.5 en de genoesde bedragen you oversiag en distributie, uitgaande van 20 % pcijsyecsch1i tussen iolen you de industrie en die your centrales.

iaar eindyerbruibersprijs ,4'1d/ton

industrie centrales 1987 93 406 1990

3

106 1995 97' 111 2000 112 130 2010 124 144 kardoas.

In Nederland is de prijs voor aardgas gebaseerd op het marktwaardebeginsel=

de prijsstelling is afhankelijk van de prijs van het concurrerende

afternatief in de detreffende deelmarkt. Bit betekent dat de prijs voor aardgas voor crootverbruilkers is gerelateerd: aan de invoerprijs van stookolie en voor huishoudelqsk kileinverbruik aan de invoerprijs van huisbrandolie..

Recentelijk hebben de Samenwerkende Elektriciteitsproducenten (SEP) een contract gesloten met het noorse STATOR., voor de levering van 2 miljard _OE/ 'kubieke meter gas gedurende 25 jaar tegen kolenombouwpariteit& Bit gas. _zaa. vanaf 1995 warden gestookt in de _{groningse Eemscentrale. Dit contract} tussen de SEP en het noorse STATOIL betekent een doorbraak op het gebied

van de aardgasprijzen) hiermee wordt namelijk de koppeling van deb

aardgasprijs en de stookplieprijs iosgelaten. Be 6asunie heeft zichr tot nu toe altijd) net succes, verzet tegen een gasprijs op basis van kolen. Valor

de elektriciteit productiebedrijven is de kolenkoppeling echter zeer

aantrekkeliik omdat de prijs voor koten een stuk lager is, en bovendien eel-)

veei stabieler dan de

drils

van o,fie

00 De 6asunie heeft in 1988 39.8 siljard m3 aardgas afgezet in Nederland. Oft contract van

de SEP en het noorse Statoil is duo ongeyeer 5L van de binnenlandse gasafzet _{yam de}

gasunie,, en baarsee een geme14verideswoor de, 6asunie6,

Als reactiecp &it contract heeft de Gasunie nu coedkoop gas aangeboden aan

de nederlandse stroombedrijven.

Met gaat

om een contract waarbij, de

gasprijs is gebaseerd op de prijs van kolen, en de Gasunie is nu dus oak bereid (gedwongen) de koppeling van aardgas en olieprijs los te laten [4].

Up het moment warden, de gasprijzen bepaald aan de hand van een schijven systeem met tariefzone's, zie tabel 3.7:

The. 3.7: Tariefzone's voor aardgasprijzen in Nederland.

zone verbrulk in m3/jaar

a 0 - 170000 (kleinverbruik)

170000 - ImIn lmln - lOmln lOmln - 50m1n

50mln

De Gasunie en de VEGIN hebben de volgende prijzen afgesproken voor de komende jaren, zie tabel 3.8:

NHL 3.8: Prijsafspraak tussen de easunie en de BEGIN In ESL

zone gasprijs in ct/m3 1989 (*) 1990 1993 a 33.87 31.455 30.08 20.660 21.894 22.775 17.860 21.00 21.00 16.860 20.00 20.00

exclusief 18.5% BTW, inclusief milieuheffing: VA 170000 m3/jaar 0.07 ct/m3

/ 170000 i3/jar 0.220 ct/m3

Het ministerie voor economische zaken heeft oak een scenario gemaakt voor de aardgasprijs ontwikkeling uitgaande van de prijs van aardgas in 1987, dit wordt getoond in tabel 3.9.

TABEL 3.9: Aardgasprijs ivoor elektriciteits centrales, 2 50 min m3/jaar) ontwikkeling volgens het middenvariant energieprijs scenario van het ministerie van Economische

Zaken (veronderstelling: 1 dollar = 2 gld) [3].

jaar aardgasprijs {%) (ct/13) 1987 100 20.1 1988 108 21,7 1989 116 23.3 1991 125 25.1 1995 130 26.1 2000 167 33.4 2010 200 40.2

As men tabel 3.8 en 3.9 vergelijkt dan ken geconcludeerd warden dat de aardgasprijs vow- 1989 volgens het energie scenario van EZ aan de hoge kant is. Bovendien zal de prijs in de toekomst voor elektriciteits centrales sterk gaan dalen als de koppeling tussen de prijs van aardgas en kolen een feit wordt.

3.2.4 Kernenerdie.

In de NEV £1] worden de volgende splijtstofkosten genoemd:

Doze kosten zijn gebaseerd op de volgende aannamen: eon 1000 MW centrale

eon uraanprijs van 68 US$/kg uraanoxide. De uraanprijs is verondersteld constant to zijn tot 1995, daarna verwacht men eon stijging van 1% per jaar. De overige kosten van de beschouwde splijtstofcyclus lverrijking, fabricage, opwerking en opberging) zijn constant

verondersteld.

De voorgaande aannamen resulteren in een toename van de soli tstofkosten

van ongeveer 0.25% per jaar na 1995.

*)De meeste verbruikers hebben grote voorraden, in de orde van vier teal het jaarverbruik,

welke eon grote invloed hebben op markt de komende Jaren. Men verwacht_{dan oak} dat de

uraanprijs konstant zal zijn tot 1995. Na 1995 zal enige uitbreiding van de mijncapaciteit

noodzakelijk zijn. De hoeveelheid uranium die gewonnen tan _warden met de huidige

capaciteit zal namelijk naar huidig inzicht tegen het jaar 2015 door huidige en nieuw te bouwen kerncentrales zijn opgebruikt [la]. harem zal or na 1995 opnieuw moeten

warden geinvesteerd co op de lange termijn aan de vraag to kunnen voidoen. Daarom wordt or eon stijging van de urEanprijs met lUjaar verwacht na 1995.

ilk)

n

9/ Goa---4r_

jaar solijtstofkosten

1985 1995 3.5 2000 3.55 2010 3.65

21

-Ads in verband met het milieu besEoten zou warden am kernenergie wereldwijd op grate schaal toe te gaan passen is de verwachting dat de uraanprijs sterk zal gaan toenemen. De toepassing van kernenergie is de laatste jaren vertraagd door verschillende ongelukken <Harrisburg 1979, Tsjernabyl 1986.9

an de daarnavolgende herbezinning op veiligheid van, kernenergie. Ads gevodg hiervan is de enploitatie van uranium nauweliiks toegenomen. Wanneer de vraag naar uranium ineens, ster* zou stijgen zal de prijs gaan stijgen omdat

het tient jaar duurt voordat een nieuwe andergrondse uraniummijn

operationeel is. Gezien de ulispraken van minister Nijpels (zie hoofdstuki "Energie en Milieu') en de huidige weerstand in de samenleving tegen kernenergie lijikt het niet waarschijnlijk dat de toepassing van kernenergie

q:pri wereldschaal stork zal stijgen in de nabije toekomst. We kunnen de

prognose uit de NEV dus nog wel gebruiken ten aanzien vdn de prijs van splijtstof.

Vodgens de

gasnota van 13-2-1989' er

in

het eerstvolgefide elektriciteitsplan (1991-2000) van de SEP <samenwerkende eiektriciteits

Afdeleide eneroiebronnen.

nder de priis van, afgeleide energre zad warden verstaan de kostpriis. 'be

kostprijs is in dit gevai de Son van' de brandstofkosten kosten

bewerking/transformatie.

producenten) geen sprake zijn van, uitbreidkng van kernenergie in Nederland 15adi [5b],

32.5 Overzicht eneroreoriflen primaire enerare.

de toepassing van

jnar '83 '85 "187 '88 '90 91 '95 2000 10

iuwe ie qld/tord LiOT 164# .483 267 12 332 158 468 575

($/oat) Eta] 1.2.8 21.4 22.8 24.5 28.5 35.0

aa<dgae e-centrailes Ittlil31 (11 20.1 21.7 20.0 25,1 26.1 13.4 40.2 ketelkolen (01/ton) (31 1103 172 177 96 96 301 120 134

splijt4tof Ict/k1011 Ild 335 3%5 3,5 :1.5 3.5 3.5' 3.55 3.I5

3.3

+ van

zal

-23

Het begrip kosten wordt, analoog aan de definitie van kosten in 'Inleiding in de bedrijfseconomie' van R. Slot [6] als volgt gedefinieerd:

Kosten = de oeldswaarde van de produktiemiddelen

die warden

opgeofferd bij het produktieproces.

Dus:

de kostprijs van afgeleide energie = brandstofkosten + (kosten voor bediening en onderhoud + kapitaalkosten) van de bewerkingsinstallatie.

Van de genoemde afgeleide energiebronnen te eten electriciteit, stoom, steenkoolgas, pneumatisch net en hydraulisch net beperkt deze studie zich tot elektriciteit en stoom b j het behandelen van de prijs van afgeleide

energie.

Steenkoolgas kan in plaats van kolen of aardgas warden gebruikt als

brandstof bij de elektriciteitsopwekking (*). Het procede is echter vrij nieuw en wordt op het moment in de praktijk getest. Het is een proces dat zeker toekomst heeft maar wordt op het moment in Nederland nog niet op grote schaal gebruikt.

(*) Steenkoolgas wordt geproduceerd in een gasfabriek waar steenkaal wordt vergast. Net grate

vaardeel van het gebruik van steenkoolgas

in pints

van steenkaal is dat tijdens het

vergassingspraces het allergraatste deal van de schadelijke verontreinigingen al kan

warden geelimineerd. Ten °Fichte van aardgas heeft het steenkaolgas het voardeel dat het

een lager stikstof gehalte heeft. Bovendien zal elektriciteitsopwekking met behulp van

kolenvergassingstechnolagie op den duur concurrend zijn met de huidige maderne

paederkoolgestaakte centrales.

Uit men studie in apdracht van de SEP uitgevoerd door Comprima B.V. blijkt dat de

verwachting is dat het technisch modelijk zal zijn am vanaf 1998 op grate schaai 1600 tot

7(10 MW) electriciteit op te wekken met behulp van kolenvergassingsprocessen. Op dit

moment moot echter de praVtische geschiktheid nog bewezen warden Bal.

Hydraulische en pneumatische netwerken worden in stand gehouden met

bekend is (rendement-netwerk transformatie-rendement

transpert/distributie rendement), kan men de benodigde hoeveelheid

pneumatische/hydraulische energie omrekenen naar de energie die

in bet

netwerk moet warden gestopt. Er van uitgaande dat dit men van de behandelde energiesoorten is kunnen de kosten voor energie dus berekend warden. Hierdoor wordt een afzonderlijke behandeling van deze twee in dit verband

overbodig.

3.3.1 Elektriciteit.

Elektriciteit kan centraal en decentraal opgewekt warden. Bij de openbare elektriciteits voorziening in Nederland wordt elektriciteit op men aantal plaatsen in het land centraal opgewekt. In de Industrie daarentegen ziet men dikwijls eigen elektriciteitscentrales naast men aansluiting op het openbare net.

De huidige structuur van de nederlandse openbare elektriciteitsvoorziening is aim volgt C21:

De elektriciteit wordt geproduceerd door de elektriciteitsproduktie

bedrijven (EPB) (op het moment zijn dat er vijf: EPON, UNA, EZH, EPZ, PZEM, zie figuur 3.2), en gedistribueerd door de distributiebedrijven (EDB). De EPB leveren de door hen geproduceerde elektriciteit aan de SEP (samenwerkende elektriciteitsproduktiebedrijven), tegen men vergoeding van de direkte opwekkingkosten (*) (brandstofkosten, kapitaalkosten en kosten voor bediening en onderhoud). De SEP levert daarop elektriciteit aan de vijf EPB tegen het uniforme Landelijke Basis Tarief (LET). De EPB verkopen de elektriciteit vervolgens aan de EDB tegen het Regionaal Basis Tarief (RBT). Het RBT is gelijk aan het LET vermeerderd met de indirekte kosten (*) van iedere EPB.

Het LET was in 1988 210 gld/kW, de RBTen waren aim volgt [2]:

EPB produktie in MW RBT in old/kW (1988)

EFON 4492 248

UNA 3091 260

EZH 2748 246

PZEM 862 260

PZEM

862

MIPJ.7

-d4a-PRODU KTIEBEDRIJV EN ANNO 1988

EPON

4492 MW

UNA

3091 MW

EZH

2748 MW

EPZ

3836 MW

Direkte kosten onderscheiden sigh, van indirekte kosten doordat zij wel direkt aan een

produkt kunnen warden toegerekend en indirekte kosten niet.

Het beleid van de SEP en van het ministerie van Economische Zaken is

gericht op een zo breed mogelijk gebruik van verschillende brandstoffen (aardgas, kolen en kernenergie). Via deze diversificatie beoogt men de

elektriciteitsvoorziening minder gevoelig te maken voor onverwachte

brandstofprijs ontwikkelingen en aanvoeronderbrekingen.

Het aandeel van de verschillende brandstoffen in de openbare elektriciteitsvoorziening is als volgt:

jet '85 '87 '90 '95 2000 2010

variant _i'Wen gas kern kolen gas kern

%ko1en 27 31 51 51 76 44 50 87 42 25

%olie 1 2 -

-%gas 64 60 43 44 19 51 23 13 58 14

%kernenergie 8 7 6 5 5 5 27 - - 61

'85 en '87: ref [9].

'90 en '95: volgens e-plan 89-98 van de SEP.

2000 en 2010: volgens het NEV middenscenario [1].

De kostprijs van eiektriciteit is gedefinieerd ads de som van de

brandstofkosten, de kosten voor bediening/onderhoud en de kapitaalkosten. In 1983 in door het Energie Studie Centrum in Petten onderzoek gedaan naar de kostprijs van de verschillende elektrIclteitopwekkingstechnieken. De resultaten van dit onderzoek zijn besproken in het artikel: 'De kostprijs van energle' £7] en worden samengevat in tabel 3.10.

TABEL 3.10: Kostprijs van de verschillende elektriciteits-opmekkingssystemen (1983), op basis

van de reeel constante annuiteiten-methode

Ill.

elektriciteits kapitaalkosten bedienings- en onderhoudskosten brandstofkosten totaal

opwekkingssysteem (Lt/kWh) (et/kWh) (ct/kWh) (et/kWh)

gascentraie kolencentraie kerncentrale (KIvI/Niria) (Damveld) oliecentrale materkracht voorgeschakelde gasturbine Cal 1.6 2.3 4.7 9.6 2.0 4.4 1.0-2.7

TABEL 3.11: Aanvullende informatie tabel 3.10.

Elektriciteits verondersteld investering veronderstelde

opmekkingssysteem c,pgeweRt Yersogen levensduur

(gld/kW) (jaar) gascentrale kolencentraie 600 kerneentrale (KIvI/Niria) 931 (Damveld) 900 oliecentrale watercentrale 1300 1865 25 3784 25 5145 20 1300 Cd)

--4000 gld/kWh 5000 bedrijfsuren) ('LT 1.3 1.3 1.1 1.6 0.7 1.2 0.7 11.0 13.3 6.3 9.9 6.5 8.2-9.9

(#) bij de berekening van de kostprijzen zijn de zogenaamde systeemeffecten buiten

beschouming gelaten. In dit verband kan men hierbij bijvoorbeeld denken aan het benutten van openbare net, het gebruik van reservevermogen of opslagcapaciteit of het terugleveren

van windturbinegebruikers.

la) plus f280 wanneer een oliecentrale met rookgasontzwaveling en stofafvang wordt

uitgerust).

3.3.2 Windenerdie.

Het Energie Studie Centrum (ESC) heeft een rekenmodel (ERWIN) ontwikkeld [B] waarmee het effect van het wijzigen van een aantal variabelen izoals

investeringshoogte en energleprijsniveaul op de rentabiliteit van

windenergiesystemen kan warden berekend. Uitgangspunt voor de berekening

met het ERWINmodel is de regeringsdoelstelling om 1000 MWe aan opgeste1d windturbine vermogen te realiseren in 't jaar 2000. Men gaat er van uit dat &it zal leiden tot produktverbeteringen en serieproduktie. Uit de berekeningen ultgevoerd met het ERWIN model zijn de volgende conclusies getrokken La]: 9.3 17.2 14.1 5.6

-26

3.9 6.0

In het jaar 2000 zal windenergie rendabel zijn.

Als het integral Programma Windenergie (subsidiering van

windenergieprojecten) in 1990 stopt zal windenergie nog niet rendabel zijn. Um rendabele windenergie in het jaar 2000 mogelijk te maken zal de pverheid ontwikkeling en toepassing in de periode 1990-2000 financieel moeten blijven ondersteunen.

Met het model zijn de volgende kosten van de met windturbines geproduceerde electriciteit in centen per kWh:

Resultaten zijn stork afhankelijk van windregime (in dit geval dat van de kuststreek),

economische levensduur (veronderstelling 15 jaar) en de terugleververgoeding voor

elektriciteit.

rotordiameter (in m)/jaar kosten geproduceerde electriciteit in ctikWh

voor het windenergiesysteem: IC windturb. in lijn

lokatie kuststreek 16 / 1990 9.1 25 / 1940 10.3 16 2000 7,5 25 / 2000 7.0 34i2000 7.9 45 / 2000 11.0 /

3.4 keferenties.

Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland, Nationale Energie Verkenningen 1987

(ESC-42), Petten, September 1987.

[1a]Ministerie van Econosische Zaken, Directoraat-Generaal voor Energie, Notitie

Energieprijspaden 1987-2010, 's-Gravenhage, november 1987.

Afdeling Econosisch Onderzoek van de VEGIN, Energie in cijfers, GAS no.3, moan t 1989.

[2a]Meeder, Drs. J.F. Aardgas na 1992, GAS no4, april 1989.

Hasselt Ir. R. van, Lage aardgasprijs voor warmte-kracht-koppeling wordt onvermijdelijk,

Duurzame Energie, 1 Fehr '89, p 28.

Financieel Dagblad 6-1-89.

Geelhoed Drs N.J., De nieuwe overeenkomst tussen de Gasunie en de VEEN, GAS no.3,

maart '89, p115.

[5a]Gasnota 13-3-1989, kenserk E/EE2189011259, Ministerie van Economische Zaken.

[5b]Pershericht no. 100, Ministerie van Economische Zaken, Directie Voorlichting, dd.

13-3-1989. CO Slot Prof.Dr. R., Elementaire bedrijfseconomie, Leiden/Antwerpen, 1983.

[6a1SEF gesatigde optilistisch over kolenvergassing, PT procestechniek 43 (1988), no 2.

De kostprijs van energie, PT werktuigbouw 39 (1984), no 2, p66-67.

Bakema S.F. en F.G.H. van Wens, Rentabiliteit van windenergiesystemen, Energie Studie

Centrum van het Energieonderzoek Centrum Nederland), Energiespectrum, april 1989.

Meij Dr.R., Luchtverontreininging door elektriciteitsopwekking met kolen,

Energiespectrum, februari 1989.

[10]ESC-Werkrapport nr: ESC-WR-88-19, Energie Studie Centrum, Stichting Energieonderzoek

Centrum Nederland.

121

Z _{VERBRANDINGSMOTOREbt.}

4-1 Introduktie.

In dit hoofdstuk zullen aileen verbrandingsmotoren morden,beschouwd doe gestookt uorden met foss1ele brandstoffen,

VerbrandingsMOtoren Wan men op verschilBende manieren indelen. Gebrudkeli'Jk is het cm onderscheid te maken naar arbeidsproces naar constructie Ell.

k

IF

4K1.1 Indebinp naar arbeidsproces.

Men onderscbedd arbeidsprocessen met inw dige- en uitwenddge verbranding.. Inwendige verbranding vindt plaats sij motoren _{met compressie- of vonk} ontsteking Q1) en bij, gasturbines _{et een open cyclus (El. Bij; gasturbines}

Met een gesloten cyclus en, de stirlingmotor t3) is er sprake van een

arbeidsproces met verbranding- rn deze studie is echter

uitgeTaan van een indeling op basis van de uerktuigkundige constructie.

4.1.2 Indeling near constructie..

Verbrandingsmotoren warden gebouwd airs zurgermotor clan uel als roterende

stomingsmachine de gasturbine. Dit zijd twee principieel verschillende constructies. In tabel, 4.3 warden beide vergeleken,

Er is gekozen voor een indeling op basis van de constructie omdat het voor het vervolg aantrekkeli,jk is dat zowel motoren, met compressie ontstekihg ails motoren met vonkontsteking 'semen genomen kunnen warden, onder het hoofd

zuigerverbrandingsmotoren.

Zukgerverbrandingsmotoren en gasturbdnes zudileb verder _afzonderijk behandeld warden,.

411, Compressie-ontsteking mil zeggendat lucht gecomprimeerd wordt tot _{een zodanige druk en}

temperatuur hereikt is om de ingespoten brandstof te ontsteken. Hiervoor _{suet dan}

wel de juiste hrandstof uitgekozen worden. Zuigerverbrandingsmotoren die werken volgens dit principe warden dieselmotoren genoemd.

Bij vonk-ontsteking wordt net alleen lucht gecomprimeerd maar een lucht-brandstof

mengsel, dit type zuigerverbrandingsmotoren wordt dan ook mengselmotoren(Otto-motor'

genoemd. De compressie verhouding en de brandstof moeten zo worden gekozen dat het

ii

-30=

lucht-brandstof mengsel niet uit zichzeri ontbrandt tijdens de compressie. Dit mil dus,

zeggen dat de compressie-eind-temperatuur niet to hoog sag zijn en dat de brandstof net te gemakkelijk mag ontbranden.

(2) Zie hoofstuk over gasturbines.

(I) Net Stirling-proces is een continu verbrandingsproces dat bij atmosferische druk pleats

vindt. In een Stirling motor kunnen veel brandstofsoorten gestookt worden omdat het

prunes lagere eisen stelt aan de brandstofkmaliteit.

TebeT 4.1:.2ulgermachtnes versus ralerende stromingsmathines

ZUMERNACNINES ROTERENDE STRONHESMACHINES

Procesverloop eeriodiek, (stuurkleppen nodig) tontinu

oevoln:

extra bewegende delen met eem -geenidleppen en geenidaegmiel

massatraagheid en storingskans

vliegmielnoodzakelijk

Doorsthoming niet stationadm

oevolg:

versnellings- en vertragingA-krachten in in- en uitgaande massastrood anbeidsmediud

Arbeidskrach ten

opgpmekt doom:

Constructie- been en weeugaande zuigers: principe devolo:

trillingen tengevolle van massakrachten

-hoge wrijvingsverliezen lagere bedrijfstoerentallen

als gevolg van het smeren van de

2uiger komt olie im het

arbeids-medium.

Mendement vanaf een minimudbelasting

ongeveer constant

6evaar

statische energie transformatjeN

daardoor:

-hoge drukkrachten sonde constructie

grootte van de machine lbeperAt

togrote druk tij zuigermachines

veer asvermogen;

drukbegrenzer noodzakelijk

stational:-pkaatseldjk huge eater aalbelasting

dynamische energietnansformatie

kleine krachten

lichte constructie -grate machines ogeliik

ronddraaiend wiel

=evenmichtige massaverdeliing

kleine wrijvingsveriiezen -hogere bedrijfstoerentallen

arbeidsmedium worAt niet met ['lie

vervuild

belastingafhankelijk

verhoogde verliezen tij

deel-overbelasting

to hoge toerentallen bij roterende

stromingsmachines veer asvermogeng

toerentalbegrenzer noodzakelijk

Prestatied toerentalonafhabkelilic toerental afhankelijk:

Cuitzonderingn verbrandings- minimum bedrigstoerenta/

4.2 ZuAgerverbrandinosmotoren.

Met het cog op het doeE van, dew studie is het gewenst am de beschouwde aandrijvers onder te verdelen, in groepen met vergeiijkbare eigenschappen.

Zo oak zuigerverbrandingsmotoren. Voor de omderverdeling van

zudgerverbrandingsmotoren is gekozen voor een indeling aan de hand van het toerental van de verschidlende types. Bit is gedaan tegen de voigende achtergrond;

Het lijkt misschien voor de hand te liggen om dit type motoren in te delen

naar toepassing. Men zou dan bijvoorbeeld kunnen denken aan, een

onderverdeting in personenauto-, vrachtauto-, trekker-, scheeps-1, en stationaire motoren. Zo'n, indeling is werktuigkundig niet zo interessant omdat een bepaalde zuigerverbranddngsmotor in het algemeen geschikt gemaakt kan worden voor een tepaadde toepassdng door het toevoegen van de "Pjuiste

accessoires".

Beter zou zijn on eeh indeling te baseren op de gestookte brandstofl

resulterend in earl underverdeling in mengsei-, diesel- en gasmotoren. In

dit kader wordt deze indeling niet gevolgd omdat de mengsel- en dieselmotor in eerstei instantie tegeri.jk zulien warden beschouwd, en de gasmotor in het geheed niet.

En ddt geval is de beste indeTing op basis van de gemiddelde zuigersnelheid

of het toerental. Oorspronkelijk bad de gemiddelde zuigersnelheid de

voorkeur, deze is immers een goede maat voor de. mechandsche slijtage van de motor. Be gemdddelde zuigersneiheid 'was oorspronkelTik ongeveer omgekeerd

evenreddg met

de

bouwgrootte van zuigermotorenR. Be gemiddelde

zuigersnelheid van, grate motoren is echter zo sterk toegenomen dat er geen

indeling neer te verwachten is. Daarom

is de

indeling yam

zuigerverbrandingsmotoren gebaseerd op een aantal toerentaigebieden. Oeze

indeling is weergegeven, in tabei 4.2a. Per toerentalbereik zijn enige kenmerkende eigenschappen gegeven van motoren die in dat bereik vallerk. In dit overzicht zijn de motoren met toerentallen grater clan 7000

warden toegepast in moters en, racewagens e.d.1 niet opgenomen. zinvolle

-321-De gemiddelde zuigersnelheid is echter nog steeds een goede maat voor de mechanische belasting van, de motor en dus voor de technische levensduur.

4.2.1 Aanschafkosten als funktie van de zuigerdiameter.

Ref C3l vermeldt een verband tussen de fabricagekosten van een

zu$gerverbrandingsmotor en zijn zuigerdiameter. De in ref (34 gegeven

figuur is weergegeven in figuur 4.1. Zoals figuur 4.1 toont zijn de

labricage kosten per stuk net laagst voor die motoren die in massaproduktie gemaakt warden: personenwagen-mengselmotoren en vrachtwagen-dieselmotorenr

met een bijbehorende zuigerdiameter van, respectievelijk

65-105 mm en

100-120'imm; (zie tabel 4.2a)..

Volgens

figuur 44

U3]). zijn. mengselmotoren 30-40% goedkoper

dieselmotoren met overeenkomstige zirigerdiameter. flit prijsverschil is niet een gevolg van specifieke eisen aan de fabricage van dieselmotoren, maar wan het feit dat mengselumotoren in grotere aantallen gemaakt warden,.

De laatste jar-en is er een tendens naar steeds meer en steeds snellere dieselmotoren voor toepassing in personenwagens. De dieseimotor worth dan

oak steeds meer een concurrent van de mengsetmotor als krachtbron in

dersonenwagens en, de fabricage aantallen zullen ongetwiffeld toegenomen

zijn.flet prissniveau van diesetmotoren met zuicerdiameters van 75-95 mm zal dus waarschijnlijk lager zijn dan is weergegeven in figuur 4.1. Toch is er nog steeds een grijsverschil tussen mengsel- ea dieselmotoren ml het

voordeel van de

eerste-Zowet voor kleinere als voor grotere guigerdiameters wdrden de

fabricagekosten per motor hoger, doordat de fabricage aantallen afnemen. Vooral voor de qrotere zuigerdiameters nemen de fabricagekosten sterk toe. Dit is te verklaren uit het feit dat de zeer grate motoren vaak niet serie gebouwd warden, ze zijn dus erg arbeidsintensief.

Afgezien van aillertei dijzondere Jkartingen en vocrwaarden bij de aanschaf van een zuigerverbrandingsmotor wordt aangenomen at de aanschafkosten voor het merendeel afhankelijk, zijn van de fabricagekosten- Het bij4<t dam oak

dan

Fimuur 4-11; Fabrikagekosten van zuipermotoren (mengsel(Otto-k- en

dieselmotor) uitgezet als funktie van de zuigerdiameter T31.,

Fabrikagekosten zijn relatief eergegeven per kW vermogen.f,

400 700 ?OO 100' 11 Ht! t. e 1 Diesel'- Meow Otto- Motoren i d tmml "In ,m 300 ,

32b

Aanvullinq op fiquur 4.1.

In figuur 4.1 zijn de fabricagekosten van zuigerverbrandingsmotoren

gerelateerd aan de zuigerdiameter. Om eon eerste indruk to krijgen van het prijsniveau 1989

is veer eon beperkt aantal zuigerverbrandingsmotoren de budgetprijs opgevraagd. Om eon

volledig beeld to krijgen moeten natuurlijk veer meer prijzen opgevraagd warden. De

resultaten zijn weergegeven in het volgende overzicht:

motor uitvoering zuigerdiameter vermogen

budgetprijs

(ma) (kW) iHfl) (Hfl/kW) (%) (vlgs

fig4.1)

M8200 4 cil. in lijn 89 90

11/11/23

100 80

[WOW 4 cil. in lijn 87 53 12529 236 190 100-190

_..;..t5.0, SWD DRo210 6 cil. in lijn 210 420 325000 774 630 200

SWD FHD240 idea 240 MO 450000 405 330 240-255

SWD 8W280 idea 280 1770 750000 423 340 250-270

SO TM410 idea 410 3720 1650000 444 360 300-320

Om echt lets zinnigs to kunnen zeggen over het verband uit figuur 4.1 moet men veel men

informatie inwinnen. Toch lijkt het crop dat de verhoudingen van figuur 4.1 wel aardig

kloppen. Tevens moot opgemerkt warden dat de SWD DRo210 volstrekt niet in het plaatje past,

hij is relatief duur. Dit heeft waarschijnlijk to maken met zijn relatief lage vermogen per

liter slagvolume:

motor uitvoering zuigerdiameter slag vermogen specifiek vermogen

(mm) (aim) (kW) (kWil)

SWD DRo210 6 cil.

in lip

210 300 420 6.74

SWD FHD240 idea 240 260 1110 15.7

SWD SW280 idea 280 300 1770 16.0

logisch am te veronderstellen dat de aanschafkostervaok afhankelijk ziin wan. de zuigerddameter.,

4.2.2 Technische levensduur van zutherverbrandincismotaren.

De technische levensduur van, een zuigerverbrandingsmotor wordt bepaald door de constructie en de bedrijfsomstandigheden.

As

maat voor de mechan sche slijtage die. optreedt in een.

zuigerverbrandingsmotor wordt gewoonlijik de gemiddelde zuigersnelheid genomeri. De gemiddellde zuigersnelhedd wordt gedefinieerd alsi.

cm = 2*s*n/60y

waarbij s = slag in m

n = toerental in omwentelingen per minuut

Naarmate de gemiddelde zuigersnelheid toeneemt wordt in het, algemeerd de techndsche levensduur van de motor kleiner. (lit de defenitie van

cm volgt

dat

cm zowei van de constructie (s) ars van de bedrijfsomstanddgheden kn)

afhangt.

Oorspronkelijk was, de gemdiddelde zuigersnelheid angeveer cmgekeerdl

evenredig met de bouwgrootte van de motor. De zuigersnelheid is echter zo

sterk toegenomen dat dit verband niet moor helemaal apgaat. In tabel 4.2b

21jn voor de verschillende categorien zuigerverbrandingsmotoren uit tabel 4.2a de nu gebruikelijke waarden van de gemiddelde zuicersnellheden gegeveni.

Naast de gemiddedde zuigersneiheid als maat voor de technische levensduur warden de. motorkentallen, p _{(gemiddelde effectieve druid en}

I me

P/(a*A

*Vs/d

) CP = effectief vermogen, a = aantal cilinders,

P 2 e _Az =

zuigeroppervlaky s = slag, d= boring/ gebruikt als maat voor de belasting van de motor Cll.

me isis een. maat voor de rechanische belasting van, de motor ten ievolge van

de gaskrachten op de zuiger, tevens is p maat voor de thermische

belasting van de motor. Pe/(a*A* Js/d' )' is een maat voor de totale

mechanische belasting van de motor tengevolge van zowel de gas= ais de massakrachten.

m