Industriële warmtepomp zorgt voor warm tapwater

21 februari 2018

Eind vorig jaar werd in Hengelo een leiding in gebruik genomen waardoor restwarmte van de zoutfabriek van AkzoNobel, deels met tussenkomst van een warmtepomp, kan worden benut in woonhuizen en bedrijven. Hier wordt deze warmte ingezet voor vloerverwarming.

Tekst: Klaas de Jong

Afvalenergiebedrijf Twence levert via een in 2011 opgeleverde pijpleiding stoom aan de zoutfabriek van Akzo Nobel. Die stoom ontstaat door de verbranding van afvalmateriaal. De wanden van de verbrandingsoven bevatten een netwerk van buizen die zijn gevuld met water dat door de opwarming stoom wordt. Deze stoom gaat niet alleen naar de zoutfabriek, maar wordt ook gebruikt om een generator aan te drijven voor elektriciteitsproductie. De besparing op aardgas die de zoutfabriek daarmee realiseert bedraagt 70 tot 80 miljoen m³ per jaar.

Houtfabriek als stoombron
Onlangs heeft de zoutfabriek er een andere stoombron bijgekregen, namelijk de houtpyrolysefabriek Empyro. In deze nieuwe fabriek op het terrein van Akzo Nobel wordt resthout kortdurend verhit, waarbij uit elke 1.000 kilo biomassa zo’n 650 kilo olie wordt onttrokken. Empyro produceert op deze manier 20 miljoen liter bio-olie per jaar, en gebruikt daarbij ook de restwarmte uit dit proces. Die restwarmte levert 4,5 miljoen kWh elektriciteit per jaar op, en 80.000 ton stoom voor de zoutfabriek.
In het proces van de zoutfabriek wordt koelwater gebruikt dat met een temperatuur van 40 °C wordt afgevoerd. Lange tijd leek benutting van deze restwarmte praktisch en financieel onhaalbaar. Om het lauwe water naar bebouwd gebied te brengen, moest een dure leiding onder het Twentekanaal worden getrokken. Maar ook de relatief lage watertemperatuur leidde niet direct tot enthousiasme, en bovendien was er geen infrastructuur voor dit type warmtegebruik in Hengelo. Dat laatste veranderde toen de gemeente een warmtebedrijf oprichtte en daarvoor financiële steun van de provincie Overijssel kreeg.

Lange tijd leek benutting van de restwarmte praktisch en financieel onhaalbaar.

Project in stroomversnelling
De eerste jaren van het warmtebedrijf verliepen moeizaam, maar vanaf 2015 kwam het project in een stroomversnelling. In dat jaar sloot Hengelo een contract met Akzo Nobel voor warmtelevering, en met Combi Terminal Twente voor het gebruik van restwarmte uit de zoutfabriek. In 2016 werd een Green Deal gesloten tussen het Ministerie van Economische Zaken en de gemeente, provincie, netwerkbedrijf Alliander, warmtebedrijf Ennatuurlijk, campus High Tech Science Park, Akzo Nobel en Fudura (aanbieder van energiemanagement). De partners in de Green Deal gingen aan de slag, wat leidde tot de aanleg van twee leidingstukken van elk 400 meter, onder het Twentekanaal door. De ene leiding diende voor het warmtetransport vanaf de zoutfabriek naar huizen en kantoren, waar de aanvoer direct wordt gebruikt voor vloerverwarming. De andere leiding dient voor het retourtransport.

De stoomleiding bij AkzoNobel.

‘Smart thermal grid’
Ook de innovatiecampus High Tech Science Park is aangesloten op de leiding. Daarbij gaat het echter om inpassing in een smart thermal grid, het Bronnet dat de campus samen met DWA en Fudura ontwikkelde, met steun van de provincie Overijssel. Via dit netwerk worden warmte en koude tussen gebouwen uitgewisseld. Koeling is voor de innovatiecampus van belang in verband met de vele computers die er worden gebruikt, en de testen die er met allerhande apparatuur plaatsvinden.

Driepijpsnetwerk en warmtenet
De uitwisseling via het Bronnet gebeurt via een gesloten driepijpsnetwerk. De koudeleiding levert water met een temperatuur van 10 °C. Afhankelijk van de watertemperatuur van het buitenwater zorgt het Twentekanaal voor de koeling hiervan. Als het kanaal voor onvoldoende vrije koeling zorgt, worden warmtepompen ingezet om aan de koudevraag te voldoen. De warmtepompen leveren ook warmte aan de warmteleiding, op 35 °C. Het lauwe koelwater van Akzo Nobel vult voor zover nodig de warmteproductie van de warmtepompen aan. Voor de woningen die op het warmtenet van Hengelo zijn aangesloten, is de watertemperatuur van de bron (40 °C) niet hoog genoeg. Gebruik hiervan zou een aparte voorziening in de woningen vereisen om het warm tapwater legionellavrij te houden. Dat vergt niet alleen extra investeringen, maar kost ook veel ruimte in de woningen.

De HeatPac-warmtepomp van Sabroe. 

Innovatieve warmtepomp
De oplossing die Ennatuurlijk, de exploitant van het warmtenet, hiervoor biedt, is om de temperatuur van het water te verhogen naar 70 °C. Voor conventionele warmtepompen zou de directe benutting van water van 40 °C technisch een probleem opleveren, omdat de koeling van de compressormotor daarbij in het nauw komt. Ennatuurlijk koos daarom voor een innovatieve warmtepomp, de HeatPac, die wel in staat is om de sprong van 40 °C naar 70 °C te maken, met een COP van 5,5. Deze compacte warmtepomp van de Deense fabrikant Sabroe, onderdeel van Johnson Controls, gebruikt ammoniak als koudemiddel en is uitgerust met een zuigercompressor voor toepassing met hoogtemperatuur-bronnen.

Over de auteur
Klaas de Jong is directeur van Energieprojecten.com.

Meer informatie
www.warmtenetwerkhengelo.nl
www.warmtebedrijfhengelo.nl

> Leestip: Op de International Heat Pump Summit werd vorig jaar veel aandacht aan industriële warmtepompen gegeven. Eerder publiceerden we hier een verslag van.