Log in

Klik hier om in te loggen


Wachtwoord vergeten?

Nog geen inlog? Registreer nu
Om misbruik van dit formulier door spamrobots te voorkomen, vragen wij u hier het controlewoord stowa in te vullen!

Thermische energie

Er zijn de afgelopen jaren veel nieuwe technieken ontwikkeld om de warmte die wordt toegevoegd aan het (drink)water terug te winnen en opnieuw te gebruiken, of de temperatuur van grond- en oppervlaktewater te benutten voor bijvoorbeeld verwarmen of koelen van gebouwen. Hieronder bespreken we de mogelijkheden en haalbaarheid.

Terugwinnen van warmte uit de waterketen

Huishoudens en bedrijven voegen veel thermische energie toe aan de waterketen voor het verwarmen van water. Deze hoeveelheid is zelfs een factor 10 tot 20 groter dan de benodigde operationele energie in die waterketen. De besparingspotentie is daarmee ook veel groter. Thermische energie gaat nu naar verwachting grotendeels verloren op weg naar de afvalwaterzuivering. Dit komt door uitwisseling van warmte met de wanden van het rioolstelsel en door menging met koudere waterstromen, zoals regenwater en grondwater.

Het terugwinnen van thermische energie is relatief eenvoudig, via warmtewisselaars. Binnenshuis kan met een douche warmtewisselaar de warmte uit afvalwater teruggewonnen voordat het in het riool terechtkomt. Via een warmtewisselaar (met een rendement van vijftig procent) kan een gemiddeld huishouden jaarlijks ongeveer 610 kWh aan energie besparen (zie figuur 2.).Ter illustratie: het jaarlijks elektriciteitsgebruik van een gemiddeld huishouden bedraagt ongeveer 3400 kWh. Dit komt overeen met ongeveer 140 euro per jaar, bij een kWh-prijs van 23 eurocent. De investering voor deze douchewarmtewisselaar wordt daarmee binnen drie tot acht jaar terugverdiend. Voor meer informatie klik hier

Om de potentie en de haalbaarheid voor het terugwinnen van thermische energie goed te kunnen beoordelen, is het nodig de thermische-energiehuishouding in de waterketen in beeld te brengen. Daarmee kan bijvoorbeeld het beste tijdstip en de meest geschikte locatie voor de terugwinning worden bepaald (in huis, of ergens erbuiten). Ook optimalisatie van technieken en de mogelijke (tijdelijke) opslag van thermische energie vragen aandacht.

Voor waterzuiveringsbeheerders is het van groot belang dat wordt onderzocht of en zo ja: welke invloed het terugwinnen van thermische energie heeft op het functioneren van de rwzi. Het zuiveringsproces kan namelijk aan effectiviteit inboeten door veelvuldige terugwinning van thermische energie uit afvalwater. Hierdoor kan de temperatuur van het aangevoerde afvalwater te laag worden. Zo wint warmtebedrijf Eneco Delft warmte terug uit het effluent van de AWZI Harnaschpolder, wat geleverd wordt aan huishoudens en levert de rwzi Raalte warmte aan zwembad de Tijenraan.

Riothermie
Riothermie is een techniek waarmee thermische energie uit de riolering kan worden teruggewonnen. Hiertoe wordt een warmtewisselaar in de riolering geplaatst, waarmee warmte en/of koude wordt gewonnen. De temperaturen zijn nog relatief laag. Met een warmtepomp wordt de temperatuur naar een bruikbaar niveau gebracht. De techniek is wereldwijd al toegepast, waarbij bewezen is dat de jaarlijkse energiekosten flink lager zijn ten opzichte van conventionele technieken. In Nederland begint de interesse voor deze techniek ook op gang te komen. Zo zijn er voor meerdere gemeenten kansenkaarten ontwikkeld voor de winning van warmte uit het riool. In de kaart zijn ook de bestaande WKO’s opgenomen omdat met rioolwarmte onbalans in deze ondergrondse opslagsystemen voor warmte en koude kan worden opgelost.

Warmte-koudeopslag uit grondwater (WKO)

Riothermie is uitermate geschikt om gecombineerd te worden met andere laagwaardige thermische technieken, zoals bodemenergie (ook wel bekend als warmte koude opslag). Hierbij vullen de diverse technieken elkaar uitstekend aan. Zodoende kan bijvoorbeeld energie die in de zomer door riothermie gewonnen wordt in de bodem opgeslagen worden voor gebruik in winter.
 

Bij warmte-koudeopslag wordt in de zomer relatief koud grondwater omhoog gepompt om gebouwen te koelen. Het grondwater warmt hierdoor (iets) op, waarna het opgewarmde water wordt teruggepompt in de bodem. In de winter wordt dit water weer omhoog gepompt om diezelfde gebouwen te verwarmen. Energiezuinige warmtepompen waarderen dit water daarbij op tot de gewenste temperatuur. Het water geeft zijn warmte af aan de gebouwen en wordt vervolgens weer met lagere temperatuur in de bodem opgeslagen. In de daaropvolgende winter begint de cyclus weer opnieuw.

De opslag van warmte en koude in de ondergrond is een bewezen techniek, met in potentie een grote toepasbaarheid in Nederland. Als een WKO goed functioneert, zijn terugverdientijden van minder dan tien jaar mogelijk. Besparingen op energie liggen daarbij tussen de veertig en tachtig procent ( bron: Wikipedia). Bedrijven en particulieren zijn daarom zeer geÔnteresseeerd in het aanleggen van KWO. Het beleid en de regelgeving rond KWO zijn echter nog sterk in ontwikkeling. De provincie is bevoegd gezag voor het vergunnen van WKO, maar met de komst van de Waterwet krijgen waterschappen meer invloed.

Koudewinning uit oppervlaktewater

Door oppervlaktewater van rivieren of plassen langs of door gebouwen te laten stromen, kan warmte worden ontrokken en worden de gebouwen gekoeld. Het oppervlaktewater is ’s zomers normaliter koel genoeg om een aangenaam binnenklimaat te creÎren. Om ook in zeer hete zomers oppervlaktewater te gebruiken voor koeling, kan worden overwogen in de winter relatief koud oppervlaktewater in de bodem op te slaan en dat in de zomer voor koeling te benutten. Hiermee ontstaat een regeneratieve WKO-bron.

Het gebruik van oppervlaktewater als koeling voor gebouwen is in opkomst. Dat komt mede door de steeds grotere vraag naar koeling als gevolg van betere isolatie van gebouwen, meer interne warmteproductie (elektrische apparatuur) en klimaatverandering. De terugverdientijd van een koudewinningsinstallatie wordt algemeen geschat op 25-30 jaar. Het hangt sterk samen met de distributieafstand van het water.

Er zijn veel potentiële afnemers van koude uit oppervlaktewater door de concentratie van bedrijvigheid langs het water. De wetgeving rondom levering van koude is echter nog volop in ontwikkeling, meer nog dan voor de levering van warmte. Verder moet worden onderzocht wat de ecologische effecten zijn van de opwarming van oppervlaktewater.

Warmtewinning uit oppervlaktewater

Door het toepassen van een warmtepomp kan oppervlaktewater niet alleen als koude-, maar ook als warmtebron fungeren. Oppervlaktewater is een natuurlijke zonnecollector en heeft daarmee veel potentie als laagwaardige bron voor het verwarmen van woningen en kantoren. In de Haagse wijk Duindorp is dit principe toegepast voor het verwarmen van een aantal nieuwbouwwoningen.

De warmtepomptechniek biedt een energetisch voordeel van circa 15 tot 25 procent ten opzichte van een conventionele verwarmingsbron, zoals een aardgasketel. De techniek wordt momenteel echter nog zeer beperkt toegepast. De terugverdientijden hangen – net als bij koudewinning uit oppervlaktewater - sterk samenhangen met de distributieafstand van het water. Indicaties daarover zijn tot op heden moeilijk te geven.