5 minute read
Energie uit water
Wanneer we het hebben over groene energie, denken we vaak aan zonne-energie of windenergie. Maar ook uit water halen we energie. Iv-Water is momenteel bezig met een reeks van projecten die in het teken staan van energiewinning uit water.
Slibvergisting Voor waterschappen is energie uit water halen niet nieuw. Bij het zuiveren van afvalwater vangen ze het slib af. Veelal wordt het slib vergist, waarbij biogas vrijkomt. Vervolgens gebruiken ze dat biogas in een warmte-krachtkoppeling (WKK-installatie). Een gasmotor drijft een generator aan voor de opwekking van elektriciteit en de vrijgekomen warmte kan vervolgens worden gebruikt voor de verwarming van het slibvergistingsproces en de bijgebouwen op de zuiveringsinstallatie.
Ook uit water halen we energie.
“Bij de energiefabriek Sleeuwijk is dit anders,” legt Paul Kloet, adjunct-directeur Iv-Water, uit. “Daar verzamelen ze het slib van de negen omliggende zuiveringen en door deze schaalvergroting produceren ze met behulp van slibvergisting een grote hoeveelheid groen gas. En gezien deze schaalgrootte is het interessant het gas op te waarderen naar aardgaskwaliteit voor consumptie door derden. Het waterschap is hier eigenlijk een leverancier geworden van gas. Dat vraagt wel wat van de bedrijfsvoering op de rwzi. Qua veiligheid moet bijvoorbeeld met andere aspecten rekening worden gehouden.” In Sleeuwijk wordt nu zo’n twee miljoen kuub aardgas per jaar geproduceerd. In het licht van de wens om in Nederland in 2050 aardgasvrij te zijn, is dit zeker een interessant project. Iv-Water verzorgde het integrale ontwerp van de energiefabriek en ondersteunde het waterschap bij de aanvraag van de omgevingsvergunning. Daarnaast verzorgde en coördineerde Iv-Water de procestechnische opstart van de gehele installatie.
De Nederlandse waterschappen produceren ongeveer 125 miljoen kuub biogas. Dat is circa 17% van de Nederlandse biogasproductie. Momenteel wordt echter nog maar een klein deel opgewaardeerd naar groen gas voor externe consumptie.
Thermische energie Het vergisten van slib is niet de enige manier om energie uit water te halen. Aquathermie is een andere variant. Water is namelijk een belangrijke drager van warmte en is daarmee zowel geschikt als transportmedium en als energiebron. Met behulp van aquathermie is het mogelijk om gebouwen te verwarmen en/of te koelen door het gebruik van warmte en koude uit oppervlaktewater, afvalwater of drinkwater.
De warmte uit het water kan worden opgeslagen in de bodem en vervolgens, wanneer dit nodig is, worden opgewaardeerd met een warmtepomp. Bij deze centrale warmte-opwekking is een warmtenet nodig dat het water naar de gebouwen transporteert. In 2019 is de Green Deal afgesloten om initiatieven te stimuleren die meer gebruikmaken van deze warmtebronnen.
“Iv-Water is betrokken bij een aantal projecten in het kader van warmtenetten”, vertelt Paul. “De watertemperatuur van bijvoorbeeld effluent (gezuiverd afvalwater) is continu zo’n 10-15 graden Celsius. Door de inzet van een elektrische warmtepomp kan de warmte eenvoudig worden onttrokken. Met deze warmte kan een verwarmingssysteem gemakkelijk naar circa 45 graden Celsius worden gebracht en is het dus geschikt voor de verwarming van gebouwen en processen.”
Aquathermie is ook ingezet op de energiefabriek Sleeuwijk als alternatieve warmtebron voor het vergistingsproces en dus komt de energie hier niet uit afval, maar uit de warmte van het aangevoerde afvalwater. Door dit initiatief van onze projectleider Ronny Faasen frustreerden we de bouw niet in het kader van onverwachte beperkingen als gevolg van de stikstofproblematiek (PAS). Door dit alternatief was de inzet van een deel van het biogas voor deze verwarming niet meer nodig. Daarnaast kan er hierdoor nog circa 10-15% meer aardgas worden geproduceerd en geleverd. In dit specifieke project is gekozen voor warmtepompen met een uitgangstemperatuur van circa 70 °C. Er zit wel een nadeel aan deze wijze van verwarmen, omdat afvalwater niet continu op de installatie wordt aangevoerd. Door het bijplaatsen van een beperkte buffer kunnen de hydraulische fluctuaties in het dag-/nachtpatroon worden opgevangen en kan de installatie continu van de benodigde warmte worden voorzien. “Meer hoogwaardige warmtebronnen kunnen uiteraard ook worden ingezet, maar dan is de bron veelal restwarmte vanuit een industrieel proces of met behulp van bijvoorbeeld geothermie.”
“Zo is Iv-Water momenteel via Inenergie betrokken bij een project van Vattenfall”, vervolgt Paul. “Dit project betreft het realiseren van een koppeling tussen laagwaardige en hoogwaardige warmtebronnen met als inzet een robuust warmte netwerk met een hoge beschikbaarheid. Het plan in dit project is om de warmte/koude van meerdere bronnen bij een distributiestation samen te brengen. Het betreft een combinatie van WKO aangevuld met stadsverwarming. We zijn nu bezig met het ontwerp en het bepalen van de benodigde ruimte voor de installatie en de eisen die hieraan gesteld moeten worden. Vattenfall heeft hierbij veiligheid hoog in het vaandel staan.”
Creëren van een bron Het klinkt heel eenvoudig, het halen van energie uit water, maar is dat ook zo? Paul legt uit: “Bij de slibvergisting moet er wel een bepaalde schaalgrootte behaald worden om het lucratief te maken. Om een businessmodel sluitend te krijgen zijn veel stakeholders betrokken. Daarnaast hebben dit soort projecten vaak een grote impact op de omgeving. Het gaat niet alleen om het vergisten van het slib en hierbij gepaarde beheersmaatregelen ter voorkoming van explosiegevaar. Als je slib gaat ophalen bij verschillende zuiveringen, zorgt dit ook voor meer transportbewegingen wat impact heeft op de omgeving.”
“Bij thermische energie is het nog lastiger te organiseren. Het creëren van een bron vlakbij de uiteindelijke gebruikers is in veel gevallen een uitdaging. Hiervoor is directe nabijheid van voldoende capaciteit rioolwater, effluent of oppervlaktewater essentieel. Bovendien zijn de meeste bestaande woningen gebouwd voor hoge temperatuurbronnen. Deze nieuwe laagwaardige warmtebronnen zijn daardoor veel beter inzetbaar in nieuwbouw. De inzet van aquathermie vraagt dus om een intensieve verkenning wat betreft de haalbaarheid.” Energieneutraal De energietransitie is een belangrijk thema voor de waterschappen. De meeste waterschappen hebben de ambitie om op termijn energieneutraal te opereren. Sommige al in 2030. “Voor de toekomst is er niet maar één goede oplossing qua keuze van energiebron”, vervolgt Paul. “Energie uit water is een goede bijdrage in de energietransitie, maar de vervanging van fossiele brandstoffen zal door verschillende bronnen moeten worden opgevangen. En welke bron het is, zal altijd afhangen van wat de beste oplossing is voor de betreffende locatie en situatie. We bekijken iedere mogelijkheid integraal. Het blijft altijd maatwerk.”•
