Hoe werkt thermische energieonttrekking nu precies?
In mijn vorige blog heb ik het concept van thermische energie uit oppervlaktewater (TEO) geïntroduceerd. Hierbij wordt water onttrokken uit bijvoorbeeld de Amsterdamse grachten, waarna het zijn warmte afstaat aan een koudemiddel. Dit opgewarmde koudemiddel wordt vervolgens door een compressor naar een temperatuur gebracht die geschikt is om een woning aangenaam warm te stoken. Het afgekoelde water kan vervolgens weer terug richting de gracht om opnieuw te worden verwarmd door de zon. Dit is een bewezen techniek die al veelvuldig is toegepast.
Omtrent het rendement van het systeem is, naar aanleiding van mijn vorige blog, door lezers om verduidelijking gevraagd. Zo’n 25% van de geleverde thermische energie moet elektrisch toegevoegd worden voor de werking van de pompen en warmtewisselaar. Dit rendement is voor veel locaties haalbaar, maar uiteraard wel afhankelijk van de eigenschappen van de pompen en warmtewisselaar, maar ook van de temperatuur van het water en de transportlengte van de warmte. Over het algemeen ligt de toe te voeren hoeveelheid elektrische energie bij TEO tussen de 15% en 40% van de geleverde warmte.
Het bovengenoemde systeem, waarbij warmte direct wordt gewonnen uit oppervlaktewater, is helaas maar toepasbaar op kleine schaal. Warmte is namelijk benodigd in de winter, maar op dat moment zijn de grachten slechts zo’n 5 graden Celsius. Grootschalige onttrekking van warmte zorgt in dit geval voor ijsvorming. We kunnen dan wel eerder gezellig gaan schaatsen met z’n allen, maar kunnen jammer genoeg niet voldoende energie onttrekken voor verwarming van onze woningen. Om deze reden wordt het systeem veelal toegepast in combinatie met een warmte-koude opslag (WKO). Hierbij wordt warmte in eerste instantie onttrokken uit de WKO en kan deze weer worden aangevuld met warmte wanneer het oppervlaktewater op temperatuur is. Zo kunnen we de hele winter van de warmte gebruikmaken, die we in de zomer weer aanvullen!
Schematisatie van systeem met warmtewinning direct uit de gracht (afb. 1) en gekoppeld aan een WKO (afb. 2).
Interessante oplossing voor koeling van (woon)ruimten
Is het dan wel mogelijk om een warmte-koude opslag toe te passen in een grote, drukke stad als Amsterdam? Jazeker! Er zijn op dit moment al velen WKO’s in de hoofdstad, en er is zeker ruimte voor meer. De bodem van Amsterdam is uitermate geschikt vanwege de aanwezigheid van grote watervoerende pakketten. Ook bevindt de zoutwatergrondspiegel zich op een hoog niveau en is het zoute water voor weinig andere toepassingen bruikbaar. Een ander voordeel van het gebruik van een WKO is dat naast warmte ook koude wordt opgeslagen. Dit betekent dat de opgeslagen koude gebruikt kan worden in de warmere maanden, bijvoorbeeld de zomer, om woningen direct te koelen! Dit was ook een vraag van een van de lezers naar aanleiding van mijn voorgaande blog.
Bijkomende voordelen van thermische energieonttrekking
Het grootschalig onttrekken van warmte in de zomer zorgt voor een algehele daling van de temperatuur in het oppervlaktewater, en daarmee van de complete stad. Dit zorgt voor een gunstigere biotoop en een reductie van hittestress in de stad. In de reacties op mijn vorige blog werd dit prachtig verwoord als “rebalancing the systems”. Ook is deze manier van energiewinning een lokale oplossing (zeker wanneer de benodigde stroom met zonnepanelen wordt opgewekt), waarvoor enkel lokale infrastructuur hoeft te worden aangelegd. Hiermee wordt de al beperkte hoeveelheid ondergrondse ruimte minimaal belast. Dit zijn allemaal extra bijkomende voordelen van thermische energieonttrekking. Het mooie is dat deze voordelen natuurlijk niet alleen voor de stad Amsterdam gelden, maar zoals opgemerkt door een collega ook voor alle andere waterrijke steden! Ook in de rest van Nederland worden de komende jaren op grote schaal kades en oevers vervangen en versterkt. Is dit het uitgelezen moment om het hele Nederlandse wateroppervlak als energiebron te gaan beschouwen? Wij denken van wel. Zie jij nog andere type projecten waarbij TEO een fantastische meekoppelkans kan zijn?
