“Warmte opslaan wordt steeds belangrijker”

Voor industriële bedrijven die hun warmteprocessen willen verduurzamen, is het vaak een interessante optie om een deel van de warmte op te slaan. Nieuwe technieken en het hertekenen van de productieprocessen kunnen leiden tot een aanzienlijke CO2-reductie. Ken Somers, Partner & Master Expert bij McKinsey & Company, gaat hierop in.

“De beschikbaarheid van elektriciteit zal in te toekomst vooral gebaseerd  zijn op renewables zoals zon en wind die niet op elk moment van de dag of het jaar in dezelfde hoeveelheden aanwezig zullen zijn. Dat betekent dat op momenten dat het aanbod groter is dan de vraag, het overschot zal moeten worden opgeslagen voor andere momenten waar er een tekort zal zijn. Dit is nodig om de beschikbaarheid op alle momenten van het jaar te kunnen garanderen, terwijl het ook positieve businessmodellen kan opleveren”, stelt Ken Somers.

Warmte opslaan
“In een eerste stap kun bedrijven bijvoorbeeld de e-boiler gebruiken. Als de elektriciteit goedkoop is, produceren ze hiermee stoom. Maar hiermee kunnen ze nog niet voorzien in de stoombehoefte die ze jaarlijks nodig hebben. Zijn de elektriciteitsprijzen laag, dan is het interessant om meer warmte te produceren en deze op te slaan. Hierdoor kunnen bedrijven wellicht 80-90 procent in hun warmte voorzien. Het wordt bovendien steeds eenvoudiger om ook hogere temperaturen op te slaan waardoor dit in combinatie met de economische context leidt tot nieuwe opties.”

CO2-prijs

“Een tweede element dat we niet mogen onderschatten is de prijs van gas”, gaat hij verder. “In het verleden kostte warmte je 15 euro per megawattuur, maar CO2 zal de komende jaren in Europa naar verwachting leiden tot een extra 20 euro per megawattuur, waardoor de totale gecombineerde kosten van warmte rond de 40 euro per megawattuur zal komen te liggen Dit betekent dat investeringen in nieuwe technieken zoals warmtepompen zich snel zullen terugbetalen.”

Thermische batterij

Er zijn diverse manieren om warmte op te slaan. De thermische batterij is een vrij nieuwe techniek waarmee bedrijven veel warmte kunnen opslaan, tot volumes van 100- 200 megawattuur. Het is dus geschikt voor industriële schaal. Hoe de technologie werkt? Via elektrische weerstand kunnen bijvoorbeeld stenen worden opgewarmd tot 1200-1400 graden. Door er vervolgens lucht overheen te blazen kan de warmte eruit worden gehaald. Dit is mechanisch eenvoudig en de constructiekosten zijn laag. Volgens onze berekeningen zijn de de kosten om de warmte op te slaan, rekening houdend met de levensduur van de batterij, 5 euro per megawattuur. Hiermee ben je tien keer goedkoper uit dan een elektrische batterij. We zien thermische batterijen daarom als een grote game changer.”

Geothermie

Ook geothermie is een interessante optie. “We merken dat er op een heel nieuwe manier over geothermie wordt nagedacht. Vroeger werd deze techniek gelinkt aan een warmwaterbron, maar dat is niet nodig. Start-up Eavor Loop is bijvoorbeeld in een pilot aan het onderzoeken of het mogelijk is om op vier tot vijf kilometer diepte een warmtewisselaar te plaatsen. Een vloeistof circuleert in een gesloten circuit waardoor zonder pompsysteem warmte op industriële schaal kan worden gegenereerd.  Als hun systeem werkt, de eerste resultaten worden in 2024 bekendgemaakt,  kan dit opnieuw een gamechanger zijn voor de industrie.”

Meer opties

Maar er zijn nog meer opties om processen te verduurzamen. Zo bouwen BASF, Linde en Sabic momenteel de eerste elektrisch verwarmde krakers terwijl ook Shell en Dow elektrisch kraken onderzoeken. Andere bedrijven zoals Coolbrook zetten dan weer in op de zogenoemde RotoDynamic Reactor waarbij ze niet met resistieve warmte-elementen te werk gaan maar via kinetische opwarming en daardoor betere rendementen hopen te kunnen behalen dan huidige processen. Haldar Topsoe, een grote speler in de ammoniawereld heeft momenteel een kleine 100kW demonstratieplant die gebruik maakt van eSMR-technologie (steam reformer) die is gebaseerd op biogas als grondstof en groene stroom als verwarming. Kort samengevat komt het erop neer dat ze gebruik maken van dunne tubes die zelf het verwarmingselement zijn. Door ze aan te sluiten op elektriciteit kan een temperatuur tot 900 graden Celsius worden bereikt. Uit eerste 3000+ draaiuren van de demonstratiefabriek blijkt dat de techniek succesvol werkt, indien de verdere opschaling slaagt dan kunnen productieprocessen duurzaam én op veel kleinere schaal worden toegepast. Kortom, om te verduurzamen is het soms nodig om processen volledig opnieuw uit te tekenen, waardoor ook totaal nieuwe methodes ontstaan waarmee meer winst is te behalen. Dat is mooi om te zien. De energietransitie is complex, maar op diverse gebieden worden grote stappen voorwaarts gemaakt. En dat is mooi om te zien. ”