Warmteterugwinning: de ongekroonde koning op weg naar netto nul uitstoot

Naarmate het jaar vordert, staan zowel het bedrijfsleven als de samenleving voor vele uitdagingen en onzekerheden. De energiemarkten blijven volatiel, waarbij het conflict in Europa een duidelijk effect heeft op de energiezekerheid in de hele wereld. En we zien nu al de gevolgen van de klimaatverandering, met steeds meer onvoorspelbare gebeurtenissen. 

Wat zeker is, is dat we om onze universele doelstelling van netto nul te bereiken, een vastberaden focus op innovatie en actie nodig hebben. Bedrijven nemen al het voortouw en beseffen dat er meer te doen is, maar minder tijd om deze doelen te bereiken.

In navolging van de inspanningen van vooruitstrevende bedrijven gaan nu ook de regeringen de uitdagingen aan. Dit jaar wordt in Duitsland de EEG 2023 van kracht (een wijziging van de wet inzake hernieuwbare energiebronnen¹). Het is de bedoeling dat tegen 2030 80% van het elektriciteitsverbruik van het land afkomstig is van hernieuwbare energie en dat de elektriciteitsproductie tegen 2035 nagenoeg vrij is van broeikasgassen.

Er is ook een nieuwe Duitse wet inzake energie-efficiëntie in behandeling bij de federale overheid². Als dit wordt aangenomen, moeten bedrijven die meer dan 10 gigawattuur (GWh) energie per jaar verbruiken, regelingen voor energiebeheer invoeren. Kleinere bedrijven die 2,5 GWh gebruiken, zullen energie-audits moeten uitvoeren, terwijl alle bedrijven ofwel afvalwarmte in productieprocessen moeten vermijden ofwel deze zelf moeten gebruiken, indien dit economisch haalbaar is.

Niet alleen Duitsland beschouwt efficiëntie als cruciaal voor een potentiële netto nul toekomst. Afgelopen september heeft de regering Biden-Harris in de VS haar "Industrial Decarbonization Roadmap" gepubliceerd. Net als in Duitsland komt ongeveer 30% van de behoefte aan industriële proceswarmte in de VS voor rekening van de stoomproductie.

Efficiëntie in de praktijk: warmteterugwinning in uw ketelhuis

Een groot voordeel van de focus op efficiëntie is dat het gaat om actie, nu, niet morgen, en zonder grote veranderingen in de infrastructuur. De argumenten om de efficiëntie van stoomsystemen te verbeteren kunnen niet duidelijker zijn. Stoom blijft van vitaal belang voor veel processen en is het belangrijkste eindgebruik van energie in de industriële sector. Onze ervaring is echter dat veel bedrijven zich niet bewust zijn van de onbenutte mogelijkheden om de efficiëntie van stoom te verbeteren.

De kern van elk stoomsysteem is de opwekking van stoom, en welke brandstof u ook gebruikt, die komt waarschijnlijk uit een ketel. Bij alle ketels is continue verdamping een onderdeel van de normale werking. Dit verhoogt geleidelijk het aantal opgeloste vaste stoffen binnenin, die moeten worden beheerd om schade aan zowel de ketel als het aangesloten stoomsysteem te voorkomen.

De gebruikelijke manier om dit aan te pakken is het zogenaamde spuien van ketels. Dit wordt verder onderverdeeld in twee categorieën: spuien onderaan (ook bekend als intermitterend of bodemspui) en continu spuien. (oppervlakte of topspui) Bij beide methoden worden ongewenste afzettingen effectief gespuid door een deel van de capaciteit van de ketel vrij te maken. Als dit gewoon als een noodzakelijke handeling wordt beschouwd, zonder dat wordt getracht de warmte en het water terug te winnen, is het een aanzienlijke energieverspilling.

Maar vooral bij de grotere volumes van continu spuien kan deze energie worden opgevangen en gebruikt. Natuurlijk bepaalt de specifieke aard van een stoomsysteem het potentieel voor terugwinning en energiebesparing, maar zelfs in een eenvoudig warmteterugwinningssysteem kan de terugverdientijd slechts enkele maanden bedragen.

Wanneer meer geavanceerde systemen worden ontwikkeld (zoals in het onderstaande diagram), waarbij flash-stoom en spuiwarmte worden gebruikt om het voedingswater te verwarmen en te ontluchten, kunnen de jaarlijkse besparingen in de tienduizenden euro's lopen. En dat tegen een bescheiden investering.

Schema van een spui-flash-installatie met ontvanger