Wat voor een alternatieven zijn er voor de inzet van die restwarmte
Wat voor een alternatieven zijn er voor de inzet van restwarmte?
Het overwegen van restwarmte om in te zetten voor de warmtevraag van de bebouwde omgeving komt in eerste instantie voort uit het probleem van de oppervlaktewater temperatuur in de Rijnmond, zoals de lezen valt in het rapport "Verkenning Warmtelozingen en Duurzaam Hergebruik Restwarmte" van CE Delft.
Hierin is een vraag van het ministerie van Rijkswaterstaat beantwoord, of het mogelijk is om de randstad te verwarmen met restwarmte. CE Delft heeft helaas nagelaten om de vraag zelf te beoordelen, namelijk door te vragen of er niet betere opties waren. Die opties zijn er wel degelijk.
Voorbeeld 1
Ter illustratie kiezen we een bijzonder inefficiente manier om electriciteit te maken, de Stirlingmotor. Bij het beschikbare temperatuurverschil is een rendement van 18%. Dat is heel weinig, maar om een leuk voorbeeld te nemen:
- Volgens de VNPI is de beschikbare petrochemische restwarmte rond de 550MW
- Warmtenetten halen historisch een rendement van 65% (Warmtemonitor) hiervan komt dus ~358MW aan bij de huishoudens.
- Om 358MW aan warmte te maken zijn 71,500 warmtepompen van 5kW (thermisch) nodig.
- Om die warmtepompen aan te drijven is een electrisch vermogen van 85MW nodig aan huis bij COP 4.2 (goed haalbaar COP voor deze technologie)
- We rekenen met 90% netefficientie, dan is er 94.5MW opwek nodig
- 94.4MW/550MW = ~17.2% dat is lager dan het te verwachten Stirling rendement, je houdt dus een kleine hoeveelheid elektricitisch vermogen over voor andere dingen.
Op deze wijze zou er evenveel warmte geleverd worden aan huishoudens als door een warmtenet te bouwen. De bespaarde kosten kunnen dan misschien wel ingezet om die 71500 woningen te isoleren (waardoor het benodigde vermogen nog verder afneemt, want deze berekening is gemaakt op basis van gelijkblijvende warmtevraag)
Voorbeeld 2
Een betere keuze is het inzetten van de restwarmte als voorverwarming bij de electriciteitsproduktie via een STEG Centrale. Een Gas en Stoomturbine combinatie behaalt in principe een laagste temperatuur binnen het systeem van ~42C. Het Warmtenbedrijf Rotterdam stelt dat de restwarmte geleverd wordt op 110C. Via een warmtewisselaar kan deze warmte overgezet worden naar de uitlaatstoom van de STEG, die weer verhit wordt om superverhitte stoom te maken. Alle energie die op dit punt toegevoegd wordt hoeft niet aangevoerd te worden vanuit de door verbranding opgewekte uitlaatgassen van het gasturbine deel van de installatie. Op die manier is de energie in het proces ingebracht. De beperking aan deze vorm is dat er van de totale produktie van de STEG, er maar een klein deel van de energie op deze manier kan worden toegevoegd. Het totaal opgestelde STEG vermogen wat er voor nodig is, is groot. Aan de andere kant liggen er al diverse warmtenetten die ook van warmte moeten worden voorzien. Dat meenemende, past het redelijk in wat er al is aan STEG centrales in het havengebied.
Een interessant detail hierin is dat de voorgenomen delta-T voor de warmtelink 50C is. Deze vorm van afgifte heeft potentieel 68C aan delta-T (110C min 42C) om over te zetten. Er kan meer energie uit de restwarmte overgedragen aan electriciteitsproductie via STEG, dan door middel van de Warmtelinq. Het rendement van STEG centrales wordt door de IPCC gemiddeld gesteld op 49%. Moderne STEGs zijn gemeten tot efficienties van 60%. Bij 50% rendement wordt er 275MW (electrisch) opgewekt, voor een warmtepotentieel van 1155MW (warmte) door middel van WP/WKO oplossingen met een COP van 4.2.
Het ligt voor de hand dat deze strategie in staat is veel meer andere uitstoot te verdringen dan de strategie van de warmte eenvoudigweg rondpompen door warmtenetten.
Waarom gebeurt dit niet?
De beste aanwijzing waarom dit niet gebeurt is terug te vinden in een ander rapport van de VNPI, waarin diverse petrochemische bedrijven genqueteerd zijn. Daaruit blijkt dat veel WKK's voor het einde van hun economische levensduur uit gebruik worden genomen. De VNPI heeft naar de reden hiervoor gevraagd, en het antwoord was grotendeels 'overcapaciteit op de energiemarkt'. Dit maakt duidelijk waarom partijen in de haven niet willen deelnemen in de produktie van elektriciteit - het levert niet voldoende op.
