Zomercolumn: Robert de Smidt
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
Gerelateerde artikelen, events & downloads
Reacties
Mooi ontwikkeling, ik zie de zouthydraten met plezier tegemoet ter ondersteuning (of vervanging) van de cv. Energiebesparing klinkt overigens leuk, maar van het energieprestatieadvies dat ik begin dit jaar heb laten uitvoeren werd ik niet gelukkig. Zon pv en een zonneboiler hadden beide een betere terugverdientijd dan verdere isolatie van onze C-label woning volgens de EPA van ons huis. Met een stijging van de aardgasprijs met 10% dit jaar denk ik dat veel huiseigenaren veel meer geïnteresseerd zijn in het verlagen van hun energierekening dan in de minieme bijdrage aan het verminderen van het broeikaseffect als gevolg van minder gasverbruik...
Beste Krispijn, realiseer je wel dat gas het grootste deel van je energierekening uitmaakt en dat de besparing die je met dit soort technieken realiseert, substantieel is.
Beste Paul, Als de besparing echt substantieel is ten opzichte van de kosten van de maatregelen dan is het tijd om de terugverdientijden en rendementen die in het EPA (of maatwerkadvies zoals dat tegenwoordig heet) aan te passen. Gelet op onze ervaring met de zonneboiler geloof ik onmiddelijk dat de besparing van HR glas ook hoger ligt dan ons voorgerekend is. Een zonneboiler en HR ketel kosten volgens ons maatwerkadvies Euro 5.500 (bij ons duurder door keuze van installateur en installatie) en bespaart Euro 227 per jaar. Mijn eigen schatting na 7 maanden is dat de maatregelen die we genomen hebben* ons ongeveer Euro 500 per jaar op de gasrekening gaan schelen. Ik heb het effect van HR glas nog even nagekeken in het EPA advies van Vereniging Eigen Huis dat we begin dit jaar hebben laten uitvoeren. HR glas kost Euro 2.500 en levert Euro 67 per jaar op. Buiten vervanging van de CV, aanleg zonneboiler en HR glas zaten er geen tips in ons maatwerkadvies (behalve klein grut als thermostaatkranen en korter douchen). We staan overigens open voor partijen die het energieverbruik kunnen verlagen van onze woning bij gelijkblijvende woonlasten (bouwjaar woning 1991, huidige EPC 1,24)... Het maatwerkadvies van eerder dit jaar is digitaal beschikbaar en er is ruimte in de hypotheek. Belangrijkste voorwaarde: het oog wil ook wat. * genomen maatregelen: - VR vervangen door HR ketel met klokthermostaat - zonneboiler met heatpipes - isoleren verwarmingsbuizen op zolder - thermostaatkranen voor bad en douche - hotfill voor vaatwasmachine en wasmachine (effect op elektra, niet op gas).
Mooi artikel. Aangezien jullie natuurlijk de experts zijn, waar kan ik verdere serieuze informatie vinden over magnesiumchloride opslag en het benodigde systeem.
@rva Veel informatie is vertrouwelijk, maar hier nog wat extra informatieve en meer diepgaande links: http://www.ecn.nl/docs/library/report/2010/v10009.pdf http://www.ecn.nl/docs/library/report/2010/m10086.pdf http://www.ecn.nl/nl/nieuws/newsletter-nl/archief-2009/maart-april-2009/seizoensopslag-van-warmte/ http://www.ecn.nl/docs/library/report/2012/m12014.pdf http://www.ecn.nl/docs/library/report/2010/m10096.pdf