Leestijd: 2 minuten

De industrie kan op korte termijn deels overschakelen van gasgestookte naar elektrische technieken om warmte op te wekken. Dat zegt Lennart van der Burg van TNO. Energie zal op termijn steeds meer uit duurzame bronnen afkomstig zijn, maar in de tussentijd, de transitieperiode, moet er vooral snel geschakeld kunnen worden tussen energie uit fossiele bronnen en energie uit duurzame bronnen. TNO ontwikkelde daartoe, samen met ECN, het zogenaamde Industrial Hybrid Energy System.

De (proces)industrie moet op relatief korte termijn van de fossiele brandstoffen af. En nu ook de gaskraan in Groningen versneld lijkt te worden dichtgedraaid, is er voor de Nederlandse bedrijven een extra incentive om eens goed te kijken naar de energiehuishouding. Warmte maken van elektriciteit, beter bekend onder de naam ‘power to heat’, is al op korte termijn mogelijk en deze techniek vormt een eerste stap in de transitie naar een duurzame energievoorziening.

Realistisch

Op dit moment wordt zo’n 530 petajoule per jaar aan fossiele brandstoffen benut voor de opwekking van warmte voor de Nederlandse productieprocessen. Op korte termijn kan er al 1500 megawatt uit power to heat worden verkregen. Dat is nog lang niet voldoende, maar vormt een belangrijke eerste stap. “Je moet realistisch zijn op dit gebied”, meent TNO onderzoeker Lennart van der Burg. “Volledige elektrificatie is simpelweg nog niet haalbaar. Tot die tijd zullen we gebruik maken van combinaties van duurzame en fossiele energie. Een hybride model dus.”

Volledige elektrificatie is simpelweg nog niet haalbaar. Tot die tijd zullen we gebruik maken van combinaties van duurzame en fossiele energie. Een hybride model dus

Balans

Volgens Van der Burg houden vijf factoren de totale ‘energieweegschaal’ in balans: “Je hebt enerzijds interconnectie, het inkopen en leveren van energie van en aan het buitenland. De tweede factor zijn de centrales, veelal op fossiele energie dus. Daarnaast heb je windenergie. Vervolgens conversie, omzetting naar waterstof bijvoorbeeld en power to heat. En tenslotte hebben we demand on response, iets wat tot nu toe nog weinig gebeurt. Uit deze vijf factoren haal je dus de flexibiliteit die nodig is om de energieweegschaal in balans te houden.”

Het door TNO en ECN ontwikkelde Industrial Hybrid Energy System is eigenlijk een combinatie van demand response en conversie. “Afhankelijk van de energievraag wordt opgewekte energie direct omgezet, of via conversie omgezet in bijvoorbeeld waterstof of warmte.”

ICE

Dat roept meteen de analogie op met de hybride auto. Toyota bouwde eind jaren negentig al een personenauto die moeiteloos schakelde tussen de ICE (Internal Combustion Engine) en drie elektromotoren, die werden gevoed door een accupakket vlak achter de achterbank. Nu kan op een gemiddelde stadsrit de ICE zomaar enkele tientallen keren worden in- en uitgeschakeld, maar voor een grote energiecentrale is zoiets niet mogelijk toch?

“Goed punt”, meent Van der Burg. “Kijk, we zijn dit systeem aan het testen bij een aantal industriële bedrijven. Zo’n bedrijf heeft bijvoorbeeld een applicatie waar de warmte normaliter uit een gasketel of WKK wordt gehaald. We bouwen een warmtepomp en elektrisch warmte-element in die applicatie die naast, maar ook los van de bestaande ketel of WKK, zijn werk kan doen. We gaan dus onderzoeken hoe vaak je kunt schakelen tussen die twee systemen. Wat de onderliggende voorwaarden zijn, wanneer het efficiënt wordt, etcetera. Of we meerdere keren per dag, of meerdere keren per uur kunnen omschakelen, ontdekken we dus tijdens het project. Technisch gezien kan een WKK best meerdere keren per uur afschakelen, maar of dat financieel interessant is, dat gaan we uitvinden.”

Technisch gezien kan een WKK best meerdere keren per uur afschakelen, maar of dat financieel interessant is, dat gaan we uitvinden

Open source

De achterliggende technologie van het Industrial Hybrid Energy System op de eerder ontwikkelde PowerMatcher technologie. “Deze technologie is al in 2011 ontwikkeld bij ECN”, verduidelijk Van der Burg. “Deze technologie werkt op een slim algoritme dat een groot aantal variabelen inzet om tot een goede afweging te komen welke energievorm op welk moment het meest gunstig is. We hebben met PowerMatcher een aantal projecten gedraaid in kantoren en andere omgevingen en daar bleek deze technologie goed te werken. De basistechnologie is open source beschikbaar en wij hebben het algoritme verder geoptimaliseerd.”

Staal

Van der Burg maakt zich geen illusies over de inzetbaarheid binnen de diverse subdisciplines van de procesindustrie. “We zijn hier bezig met power to heat. In de staalindustrie zul je toch echt iets anders moeten bedenken om van de fossiele brandstoffen af te komen. Voor bedrijven die nu een simpele WKK hebben staan en die over een jaar of twee van hun contracten af zijn, kan deze technologie wel echt iets betekenen.”

In de staalindustrie zul je toch echt iets anders moeten bedenken om van de fossiele brandstoffen af te komen