Warmtepomp begint zijn plek te vinden in de procesindustrie
Stimulering door SDE++ maakt eerste benutting potentieel mogelijk
Bij de elektrificatie van de warmtevraag in de industrie komen twee technologieën nadrukkelijk naar voren: de e-boiler en de warmtepomp. Dat blijkt onder meer uit de SDE++ subsidie-aanvragen in 2021 en 2020. Tijdens een Inspiratietour van RVO, VEMW en NVDE werden drie warmtepomp-projectvoornemens van DSM, Cosun Beet Company en Danish Crown Foods toegelicht.
Elektrificatie
Hoewel alle verduurzaming start met het besparen op energiegebruik is elektrificatie voor de industrie een belangrijke maatregel om de CO2-uitstoot in lijn met het Klimaatakkoord - opgave industrie 14,3 Mton reductie in 2030 - terug te brengen. Dit vereist grootschalige investeringen in nieuwe technologieën. Tegelijkertijd zal er een sterke toename plaatsvinden van het aanbod van duurzame elektriciteit. Dit geeft weer andere uitdagingen, met name op het gebied van flexibiliteit. Dankzij de verbreding van de SDE++ regeling komt er subsidie vrij voor marktrijpe elektrificatie-technologieën zoals de industriële warmtepomp en de e-boiler. In de SDE++ 2020- en 2021-ronden zijn 44 subsidieaanvragen voor de toepassing van industriële warmtepompen ingediend met een cumulatief vermogen van 102 MW, en een emissiereductiepotentieel van 120 kton.
Energiegebruik
De industrie gebruikt jaarlijks zo’n 560 PJ aan energie voor warmteproductie. Die productie vindt grotendeels plaats door inzet van aardgas. TNO ziet bij de huidige temperatuur niveaus tot 100 oC een warmtepomp potentieel van 37 PJ (1250 MWth). Wanneer ook de hogere niveaus (100-200 oC) mainstream worden komt een potentieel van 155 PJ (5400 MWth) in beeld, ruim een kwart van de industriële warmtebehoefte. Waar e-boilers met name flexibiliteitsvermogen kunnen bieden op een beperkt aantal draaiuren (2000-3000 uur) per jaar, bij een lage elektriciteitsprijs (< 25 euro/MWh), zijn industriële warmtepompen meer geschikt als baseload machine (8000 uur/jaar). In een industrieel afnameprofiel is een combinatie van deze technologieën mogelijk.
Processen
De toepassingen voor de warmtepomp zijn met name te vinden bij droog-, concentratie- en destillatieprocessen, waarbij vloeistoffen (meest water) worden verdampt. In de procesindustrieën zoals de voedingsmiddelen- en papier&kartonindustrie is het benodigde temperatuurniveau voor meer dan 90 procent hoger dan 90 oC en lager dan 200 oC. Restwarmte kan in een warmtepomp worden opgewerkt tot dat gewenste niveau. Daarbij kan het energetisch gezien doelmatiger zijn om een meertrapsverdamping toe te passen dan ééntraps, omdat bij een toename van de temperatuursprong de efficiency (COP) afneemt. Voor een bredere toepassing van warmtepompen dienen een aantal randvoorwaarden aanwezig te zijn, zoals voldoende aansluit- en transportcapaciteit van elektriciteit, voldoende opwekking van hernieuwbare elektriciteit, de interne beschikbaarheid van kennis, expertise en vertrouwen in de technologie, en een stimulering van de onrendabele top die ook maatwerk mogelijk maakt m.b.t. de meertrapstoepassing van de warmtepomp, en de inpassingskosten voor de technologie die soms factoren hoger ligt.
VEMW, 15 december 2021