Een belangrijk aspect om aan de energiedoelstellingen van het klimaat te voldoen, is het opslaan en gebruik maken van restwarmte. Op dit moment gaat er nog te veel energie, in de vorm van warmte, verloren doordat energievraag- en aanbod niet goed op elkaar zijn afgestemd.

Hoe energievraag- en aanbod op elkaar af te stemmen?
Naast het reduceren van energie, is het dus van belang om de energievraag – en aanbod op elkaar af te stemmen. Ofwel, gebruik zoveel mogelijk duurzame energie op het moment dat deze energie opgewekt wordt, maar hier zit vaak het probleem. Om zo efficiënt mogelijk met duurzame energie om te gaan is het belangrijk deze energie op een slimme en duurzame manier op te slaan en te gebruiken als er vraag naar is.

Gebruik maken van bestaande en nieuwe technieken
Voor het opslaan van energie zijn er vele mogelijkheden, zowel op het gebied van elektrische, chemische, mechanische – als thermische energieopslag. De thuis lithium-ion batterij en warmwaterbuffers zijn bekende bestaande technieken in de markt echter met nog een beperkte opslagcapaciteit. Ontwikkelingen voor meer opslagcapaciteit zijn er ook door bijvoorbeeld gebruik te maken van nieuwe technieken zoals PCM’s (phase change materials) of een zoutbatterij.  Door het opslaan van energie in PCM’s, kunnen er grote hoeveelheden energie geabsorbeerd worden door van fase te veranderen wanneer de omgevingstemperatuur een bepaald niveau bereikt, de overgangstemperatuur genoemd. Deze energie wordt vrijgegeven wanneer de omgevingstemperatuur daalt tot onder de overgangstemperatuur en de faseverandering wordt omgekeerd. Ook de zoutbatterij behoort tot de mogelijkheden. Met sommige zouten kun je met water een chemische reactie opwekken waarbij warmte vrijkomt. Dit is zeker geen nieuw inzicht. En het is ook al bekend dat het mogelijk is om dat proces om te keren door weer warmte toe te voegen. Een bijkomend voordeel hiervan is dat er tijdens de opslagperiode geen energieverlies optreedt. Dat maakt warmtebatterijen op basis van dit principe zeer geschikt om langere periodes te overbruggen. Het overschot aan thermische zonne-energie uit de zomer kan dus in de winter worden gebruikt om bijvoorbeeld de woning te verwarmen. Belangrijk bij het opslaan van energie is wel dat de benodigde materialen ook duurzaam en voor langere tijd beschikbaar zijn.

Gebruik maken van alternatieve technieken
Een nog betere oplossing is door gebruik te maken van de al aanwezige technieken. Hierdoor hoeft er minder geïnvesteerd te worden en is de terugverdientijd korter. Een voorbeeld hiervan is het opslaan van restwarmte in bijvoorbeeld Sprinkler tanks op industrieterreinen zie ook: Restwarmte opslaan in sprinklertanks – Stichting Warmtenetwerk. Een andere mogelijkheid in de infrastructuur is het opslaan van warmte in waterkelders van verkeerstunnels. Deze tunnels liggen vaak bij druk bewoonbare gebieden waar veel warmtevraag is, zie ook: Stadsverwarming met restwarmte uit verkeerstunnels – Stichting Warmtenetwerk 

Restwarmte vanuit een industrieproces of mobiliteit wordt aan de omgeving afgegeven, waardoor er veel energie verloren gaat en er vaak nog extra geventileerd of gekoeld dient te worden. Dit leidt dan ook weer tot meer energieverbruik.

Restwarmte opslaan in de sprinkler heat storage tank

Wat is restwarmte?
De term restwarmte lijkt heel breed, maar de definitie die hiervoor in Europa is vastgelegd luidt:

Restwarmte is onvermijdelijke thermische energie die als bijproduct in industriële of bedrijfsmatige processen wordt opgewekt en die zonder verbinding met een warmtenet ongebruikt terecht zou komen in lucht of water [EUR-Lex].

Restwarmte is dus warmte die over is en niet meer binnen het bedrijf zelf kan worden gebruikt. Beschikbaarheid van bronnen, de temperatuur en de afstand tot een warmtenet zijn belangrijke parameters voor de haalbaarheid van het hergebruik van restwarmte, ofwel een restwarmteproject. Restwarmte wordt vaak ingezet in combinatie met ander warmtebronnen. (Rest)warmtebronnen zijn in vele sectoren aanwezig, bijvoorbeeld zoals hieronder weergegeven:

Overzicht van (rest)warmtebronnen

Om een restwarmteproject te starten moet er dus voldoende warmte aanbod zijn, maar ook warmte vraag. Welke technische aanpassingen er noodzakelijk zijn om het hergebruik van restwarmte te realiseren, hangt sterk af van de situatie. De aanpassingen op een industrieel bedrijf gebeuren meestal tijdens een geplande onderhoudsstop. Voor een bedrijf is het van belang dat onttrekking van restwarmte het kernproces niet nadelig beïnvloedt. 

Restwarmteprojecten kenmerken zich door veel innovatie. Technische innovaties zitten vooral in het beter beschikbaar maken van restwarmte uit processen en warmtopslag. Andere innovaties zitten vooral aan de organisatorische kant zoals de wijze waarop risico’s beperkt kunnen worden en hoe het financieringsvraagstuk opgelost kan worden.

Impact op energie-efficiency
De impact van restwarmte op de energie-efficiency van een systeem is enorm. Het gebruik van restwarmte is, afhankelijk van de temperatuur mogelijk, direct te gebruiken of als bronwarmte voor een warmtepomp, waarmee hoogwaardige warmte aan de gebouwde omgeving geleverd kan worden. Het rendement van een warmtepomp wordt uitgedrukt in Coëfficiënt Of Performance (COP) en stijgt hiermee substantieel. Een goed voorbeeld hiervan is het gebruik maken van restwarmte uit koelinstallaties, zie hiervoor: Restwarmte uit koelinstallaties voor gebouwverwarming | LinkedIn

Restwarmte uit koelinstallaties als bron voor een warmtepomp

De belangrijkste randvoorwaarden voor het gebruik van restwarmte zijn dus de temperatuur, de beschikbaarheid en de afstand tot de afnemers. Ook is het belangrijk of een combinatie mogelijk is met andere warmtebronnen in verband met leveringszekerheid. Hiervoor is het van belang om per locatie een business case op te stellen, die inzicht geeft in de investeringen die gedaan moeten worden en waarin ook de terugverdientijd bepaald kan worden. Voor de energietransitie is restwarmte een belangrijke toepassing. De verwachting is dan ook dat de benutting van deze techniek sterk zal groeien.

Ofwel, restwarmte: gewoon dóen!