Waarom wordt opslag van warmte en koude steeds belangrijker? En welke opslagtechnieken zijn er? RaboResearch deed hier onderzoek naar en publiceerde de resultaten in ‘Toekomstbestendige warmte(-koude)netten in Nederland: opslag van warmte en koude.’ In dit artikel beschrijft Stichting Warmtenetwerk een aantal van hun bevindingen.
Opslag van warmte en koude is een belangrijke schakel tussen vraag en aanbod. Maar het regelen van het aanbod van hernieuwbare warmte- en koudebronnen is complex. Waar de warmteproductie van geothermie en bodemenergie nog relatief stabiel is, is deze bij zonthermie, aquathermie en aerothermie bijvoorbeeld erg hoog in de zomer. De vraag naar warmte piekt daarentegen vooral in de winter. Het is daarom belangrijk om warmte en koude op te slaan. Voor de korte termijn gebeurt dit met kleine, eenvoudig toepasbare en breed inzetbare buffers die warmte gedurende enkele uren tot een week kunnen vasthouden. Ook voor de langere termijn is opslag nodig, om warmte in de zomer op te slaan en in de winter af te geven (of omgekeerd met betrekking tot koude).
Minder slijtage
Opslag stemt vraag en aanbod van warmte en koude op elkaar af. Daarnaast zijn er nog meer voordelen, stelt RaboResearch. Ze zorgen voor minder slijtage van warmte(-koude)systemen, optimaler gedimensioneerde systemen, betere benutting van hernieuwbare warmtebronnen, lagere broeikasgasemissies, lagere kosten voor het gebruik van het elektriciteitsnet en snellere aansluiting op het elektriciteitsnet in het geval van congestie.
Buffervaten
Er zijn diverse technieken om energie op te slaan. Qua kortetermijnbuffering worden buffervaten (TTES/Tank Thermal Energy Storage) het meest toegepast. Bij warmte(-koude)netten kunnen ze de verschillen in vraag naar en aanbod van warmte op korte termijn (tot enkele dagen) overbruggen. Afhankelijk van de grootte kan een buffervat de dagelijkse piekvraag naar warmte van een straat, wijk of een kleine stad afdekken. Een tweede manier van kortetermijnbuffering (uren tot dagen) is de opslag van warmte in de thermische massa van gebouwen. Materialen zoals betonvloeren of bakstenen nemen voelbare warmte op tijdens opwarming en geven die later langzaam weer af (doorgaans ’s nachts). Met slimme sturing kan hiermee de warmtevraag worden afgevlakt. Echter, de opslagcapaciteit is hierbij relatief klein en het ontbreekt nog aan slimme warmtemeters. Deze optie zit bovendien nog in de experimentele fase.
Voor langetermijnopslag zijn er meer opties. Denk aan tankopslag (TTES/Tank Thermal Energy Storage), Kuilopslag (PTES) of open bodemenergiesystemen (OBES) met drie temperatuurklassen lage temperatuur (LT), ook wel WKO genoemd, middentemperatuur (MT) en hoge temperatuur (HT) elk met eigen kenmerken, voordelen en uitdagingen. Tot slot is er nog Mine Thermal Energy Storage (MTES), oftewel mijnopslag en thermische opslag in beton, steen of keramiek.
Uitdagingen
Langetermijnopslagsystemen vereisen veel ruimte, soms bovengronds (kuilen, buffervaten), soms ondergronds (aquifers). Dit kan een enorme uitdaging zijn, vooral in gebieden waar de ruimte schaars is, zoals in steden. Het verkrijgen van vergunningen voor het realiseren van opslagsystemen is vaak tijdrovend en complex. Opslagsystemen met boringen dieper dan 500 meter, vallen onder de Mijnbouwwet, wat leidt tot nog zwaardere vergunningenprocedures, langere doorlooptijden en hogere kosten. De meeste Nederlandse systemen voorkomen bewust dat ze de grens van 500 meter overschrijden. Ook interferentie tussen ondergrondse systemen is een aandachtspunt. Zodra installaties in elkaars buurt liggen, kunnen ze elkaar beïnvloeden waardoor gebiedsregie een vereiste is.
Grootschalige opslagprojecten zijn kapitaalintensief en het verdienmodel is complex. Opslagsystemen die nog niet volledig marktklaar zijn hebben vaak een nog hoger prijskaartje.
Publiek draagvlak
Tot slot stipt RaboResearch nog de publieke perceptie aan als aandachtspunt. Bovengrondse opslagtanks, boorlocaties en kuilen zijn zichtbaar in het landschap. Dit kan weerstand oproepen. Ondergrondse systemen roepen dan weer vragen op over bodemverstoring of veiligheid. Om het draagvlak te vergroten, zijn er meerdere opties: Je kunt succesverhalen delen, coöperatieve modellen met lokale deelname ontwikkelen, duidelijke uitleg geven over milieuaspecten en zichtbaar aantonen wat de voordelen zijn zoals lagere warmtekosten.
Op dit moment heeft Nederland al ruime ervaring met betrekking tot kortetermijnopslag en WKO’s. Voor langetermijnopslag (grote hoeveelheden gedurende maanden opslaan) staan we nog maar aan het begin. Versnelling is mogelijk als we inzetten op technologische doorontwikkeling, standaardisatie, kostendaling, duidelijkheid rondom wet- en regelgeving, ruimtelijke inpassing en een gestandaardiseerde vergunningsprocedure.
