Robert de Smidt van ECN vertelt hoe aardgas in de nabije toekomst overbodig is.

DE ZON IN HUIS

In de toekomst is voor compacte warmteopslag een belangrijke rol weggelegd in het duurzaam bouwen. Met behulp van seizoensopslag kan zonnewarmte in de zomer opgeslagen worden om deze in de winter weer vrij te maken.

Door zonnewarmte niet op te slaan in water maar in zouthydraten, kan de installatie compact blijven. Hierdoor lijkt in de nabije toekomst aardgas overbodig voor het verwarmen van huizen en tapwater.

Seizoensopslag
Warmteopslag is niet nieuw. In de meest gebruikelijke vorm wordt water, verwarmd door zonnecollectoren, opgeslagen in een groot geïsoleerd vat. Dit werkt prima voor dagelijkse opslag, maar voor opslag op de langere termijn is zeer veel water nodig.

Hierdoor zou een woonhuis een hele verdieping moeten inleveren (50-100 m3). Dit is duidelijk geen haalbare kaart in de gebouwde omgeving. De oplossing voor dit probleem ligt in de opslag van warmte in een ander medium.

Zouthydraten
Door warmte op te slaan in zouthydraten is seizoensopslag wel mogelijk. In de winter, wanneer er een warmtevraag is, wordt door het hydrateren van een zout zoals magnesiumchloride warmte geproduceerd. Deze reactie is exotherm en reversibel.

In de zomer zorgt zonnewarmte voor dehydratie, waarbij waterdamp ontstaat. Zo lang deze twee producten van elkaar gescheiden blijven, gebeurt er niets en gaat er ook geen energie verloren. De technologie is bij ECN al met succes in het lab getest.

Magnesiumchloride is op grote schaal voorradig, goedkoop en onschadelijk voor het milieu. Door de zeer grote energieopslagdichtheid (2 GJ/m3), kan de installatie tot 10 keer kleiner gedimensioneerd worden als een systeem gebaseerd op warmwateropslag. Een systeem voor seizoensopslag van warmte zal hierdoor ongeveer 5 m³ in beslag nemen.

Installatie
De belangrijkste onderdelen van het systeem zijn een zonnecollector, een opslagvat voor het zout en een warmtewisselaar om de vrijkomende warmte functioneel te maken. Waarschijnlijk ligt de eerste commerciële toepassing tussen 2015 en 2020.

Een vacuümbuiscollector levert per jaar zo'n 1,2 GJ/m². Hierdoor is bij energiezuinige woningen een relatief klein collectoroppervlak toereikend. Echter, bij woningen met een warmtevraag conform landelijk gemiddelde (circa 56 GJ) wordt het collectoroppervlak te groot om de vraag volledig duurzaam te dekken.

Daarom is het bij bestaande bouw verstandig om eerst energiebesparende maatregelen te treffen. Daar valt nog veel winst te behalen.

Energiebesparing
Volgens cijfers van Agentschap NL verbruiken woonhuizen die in de laatste jaren gebouwd zijn gemiddeld 1200 m³ aardgas (42 GJ) per jaar. Dat is al flink minder dan het genoemde landelijk gemiddelde van bestaande huizen.

Op basis van deze getallen kan warmteopslag in zouthydraten zorgen voor een jaarlijkse reductie van minstens 2,5 ton CO₂ per woning. Hiermee vormt compacte warmteopslag een veelbelovend wapen in de strijd tegen het broeikaseffect!

Robert de Smidt
Researcher Energy & Infrastructure bij ECN

Oproep
Ook een zomercolumn schrijven? Stuur een mail naar g.vos@duurzaamgebouwd.nl