Industrial heat and power Archieven - Utilities

De Regionale Energie Strategie (RES) leidt tot fysieke energieprojecten, maar ook tot keuzes voor de verdeling van duurzame warmte in de regio. Om dat goed te kunnen inventariseren, werken provincies, gemeentes en waterschappen intensief samen. De Provincie Noord-Brabant liet het industriële energieverbruik inventariseren voor uitvoering van de RES. 

De provincie Noord-Brabant vroeg energieadviseur BlueTerra Energy Experts om het energieverbruik van de industrie in de regio te inventariseren. De regionale energiestrategie (RES) is een document waarin energieregio’s beschrijven hoe en waar ze duurzame elektriciteit opwekken en hoe ze de warmtetransitie mogelijk maken. De regio’s inventariseren tevens de behoefte aan transport en opslag van energie en warmte. Consultant Jeroen Larrivee: ‘Er is al het een en ander bekend over industrieel energieverbruik, maar vaak ontbreekt de geografische component. Die is nodig voor de link de warmtebehoefte van de gebouwde omgeving. De RES moet inzichtelijk maken hoe de gebouwde omgeving zo snel mogelijk duurzame bronnen kan inzetten voor verwarming. De inzet van industriële restwarmte kan daarbij een optie zijn.’

Cascaderen of transporteren

Larrivee is bewust voorzichtig in zijn formulering omdat het uitkoppelen van restwarmte niet altijd de meest efficiënte keuze is. ‘Bedrijven met reststromen van honderdtwintig graden Celsius kunnen die warmte beter zelf benutten in hun processen. En anders is er vaak wel een buurman die de warmte kan gebruiken. Er zijn voldoende technieken om deze relatief hoge temperaturen op efficiënte wijze naar procescondities te krijgen. Pas bij temperaturen van onder de vijftig graden, kan het zinvoller zijn om die warmte richting gebouwde omgeving te transporteren.’

Ook hier behoudt Larrivee de nodige reservering, omdat er veel variabelen zijn die het succes bepalen. ‘Hoe dichter bedrijven bij de gebouwde omgeving staan, hoe goedkoper het wordt de warmte te transporteren. Uit onze ervaring blijkt dat afstanden tot de vijf a tien kilometer nog acceptabel zijn. Alhoewel sommige projecten ook laten zien dat zelfs met grotere afstanden kan worden gerekend. Je zult echter ook moeten nadenken over hoe toekomstbestendig een warmtenet is. Kan de industriële warmteleverancier ook in de toekomst nog warmte leveren? Of kies je voor meerdere leveranciers op één centrale infrastructuur? Ook om die laatste reden is het slimmer om in te zetten op warmtenetten op lagere temperaturen. Als je temperaturen van rond de vijftig graden Celsius aanbiedt, kan ook zonnewarmte, aquathermie of bijvoorbeeld restwarmte van datacenters als bron worden gebruikt. Daarmee nemen de risico’s op warmtetekorten af.’

Veel potentieel

Hoewel het rapport nog niet officieel aan de provincie is overhandigd is, kan Larrivee wel melden dat er veel warmtepotentieel is. ‘Er is voldoende restwarmte voor de helft van de Brabantse woningen, maar vanwege grote afstanden tussen industrie en woonwijken kan hier maar een deel van worden gebruikt’.

Regionale Energiestrategie

Bij het maken van het Klimaatakkoord waren verschillende zogenoemde sectortafels betrokken. Parallel aan de landelijke onderhandelingen aan de sectortafels, is Nederland opgedeeld in 30 energie-regio’s op initiatief van gemeenten, provincies en waterschappen. Iedere regio werkt momenteel aan zijn eigen regionale energiestrategie. De regio-accounthouders leveren voor 1 juni hun concept RES in waarna het planbureau voor de leefomgeving.

Dit artikel is geschreven in samenwerking met de beurs Industrial Heat & Power die 6 tot en met 8 oktober wordt gehouden in de Brabanthallen in Den Bosch. De beurs laat de laatste ontwikkelingen zien op het gebied van industriële energie- en warmtevoorziening en gaat in een kennisprogramma in op ontwikkelingen als power-to-x, energie-efficiency en de industriële energietransitie.

De revival van de gasturbine is mede te danken aan de toenemende vraag naar flexibel vermogen. Deeltijdhoogleraar Sikke Klein denkt dat bestaande en nieuwe gasturbines nog efficiënter kunnen worden, ook op deellast. En als ze dan ook nog op meerdere brandstoffen kunnen draaien, garanderen ze een stabiel elektriciteitsnet als zonne- en windenergie het laten afweten.

Wie denkt dat de rol van gasturbines in de energietransitie is uitgespeeld, moet nog eens goed nadenken. Want hoewel duurzame bronnen zoals wind- en zonne-energie een groter aandeel krijgen in de energiemix, neemt ook de behoefte aan flexibele capaciteit toe. Het is mede daarom dat de stichting Gasturbine Onderwijs de leerstoel Gas turbine for power generation aan de TU Delft blijft ondersteunen. Sikke Klein is sinds 2017 de deeltijdhoogleraar die het onderwijs en onderzoek naar gasturbines in banen leidt. Hij zal tijdens het kennisprogramma van de beurs Industrial Heat & Power een inkijkje geven in de toekomst van de gasturbine in een energielandschap in transitie.

Revival

De businesscase voor gasturbines is een tijdje niet goed geweest. Een aantal jaren geleden werden zelfs gascentrales in de mottenballen gelegd. Ook de warmtekrachtinstallaties van tuinders en industriële partijen stonden op de nominatie om te worden afgebroken.

Inmiddels zorgt de lage gasprijs in combinatie met een hogere CO2 prijs voor een betere concurrentiepositie ten opzichte van kolencentrales en lijkt de gasturbine bezig met een revival. De rol die deze nu heeft, zal volgens Klein wel veranderen. ‘Hoewel gasturbines al bekend stonden om hun flexibiliteit, wordt hier nog niet maximaal gebruik van gemaakt’, zegt Klein. ‘Met de toename van duurzame bronnen, krijgen de turbines bovendien een andere rol. Het intermitterende karakter van zon en wind vraagt om systemen die ook op deellast een hoog rendement halen en snel kunnen starten en stoppen. Dat is mogelijk met aanpassingen in het systeemontwerp. We onderzoeken bijvoorbeeld of het mogelijk is om de rookgassen te recirculeren vanuit de schoorsteen naar de inlaat van de gasturbine om zo ook een hoog rendement op deellast te kunnen halen.’

Biobrandstoffen

Een ander belangrijke afgeleide van de energietransitie is de introductie van nieuwe brandstoffen zoals waterstof of biobrandstoffen. Klein: ‘De chemische industrie zoekt naar fossielvrije vervangers voor aardolie en aardgas. Stoom- en stroomopwekking zal in de circulaire en emissiearme economie waarschijnlijk onderdeel worden van een langere waardeketen. De koolwaterstoffen met lange ketens zijn een waardevolle grondstof voor chemische processen. De restproducten kunnen dan als voeding voor een gasturbine dienen.

Deze aanpak haalt de meeste waarde uit kostbare grondstoffen. Dat vraagt echter wel om gasturbinesystemen die met deze restproducten kunnen omgaan. We hebben bijvoorbeeld gekeken hoe we een gasturbinecyclus zo slim mogelijk kunnen integreren met de productie van methanol via biomassavergassing.’

Waterstof

Hoe dan ook zal er tijdens periodes zonder wind en zon ook elektriciteit moeten worden geleverd met een zo laag mogelijke CO2 emissie. Klein: ‘We onderzoeken samen met Nuon, AnsaldoThomassen, OPRA, Emmtec en Nouryon, waar ik de rest van de vier dagen werk, of we geheel nieuwe gas turbine branders kunnen ontwerpen voor waterstof.  Nuon is bijvoorbeeld van plan zijn Magnum-centrale voor te bereiden op de inzet van waterstof als brandstof. Maar ook de andere bedrijven zijn hierin geinteresseerd.’

Nederland heeft een aardige installed base wat betreft gasturbines, al dan niet in combinatie met stoom. Als we de gasturbinebranders zodanig aanpassen dat de verbranding controleerbaar wordt, kunnen we die centrales via retrofit klaar maken voor de toekomst. Als we hierin slagen, leveren deze vernieuwde gasturbines flexibel en betrouwbaar vermogen tegen minimale investeringen en met potentieel nul CO2 emissies.’

Flexibilisering van gasturbines

Wanneer: 10 oktober

Tijd: 12:30 – 14:00

Waar: Industrietheater

Donderdag 10 oktober spreekt Prof. Dr. Sikke Klein in het Industrietheater over flexibilisering van gasturbines. U kunt zich hier aanmelden. https://www.databadge.net/nrgy2019/reg/hnp/