Je leest:

Duurzame energie in de regio

Duurzame energie in de regio

Auteur: | 4 juli 2012

Energie besparen moet je ook regionaal aanpakken, zegt promovendus Leo Gommans in zijn onderzoek ‘Gebiedsgerichte Energetische Systeemoptimalisatie’. Bij een regionale aanpak kan bijvoorbeeld de restwarmte van energieslurpende bedrijven moeiteloos doorstromen naar andere gebruikers in het gebied.

We moeten zuininger omspringen met energie en meer duurzame energie inzetten. De energietransitie vraagt ook van ons dat we minder afhankelijk worden van fossiele branddstoffen. Het gebruik van energie wordt meestal per machine, installatie of gebouw bekeken. Bouwkundig ingenieur Leo Gommans pakt het anders aan. Hij onderzocht onder andere de mogelijkheden voor een regionale energietransitie in Zuid-Limburg en Zuidoost-Drenthe. In zijn visie krijgen de restwarmte van bedrijven en het biogas van een boerderij een eigen plek in een duurzame regionale infrastructuur.

Energiegebruik in Zuid-Limburg. Gebruikte energie stroomt door van de ene gebruiker naar de andere. Het is cascadering van energie
bron: Van Kann / Gommans

Het project SREX

Binnen het project SREX wordt gezocht naar een synergie tussen de energiewereld en de ruimtelijke wereld. Hierin speelt het begrip ‘exergie’ een belangrijke rol om ruimte en energie efficiënt aan elkaar te koppelen. Het project met subsidie van Agentschap NL wordt uitgevoerd door de Technische Universiteit Delft, Rijksuniversiteit Groningen, Wageningen Universiteit en Hogeschool Zuyd uit Heerlen.

Het promotieonderzoek Gebiedsgerichte Energetische Systeemoptimalisatie maakt deel uit van het onderzoek ‘Synergie tussen regionale planning en exergie’ (SREX) waarin onder andere plannen voor Zuidoost-Drenthe en Zuid-Limburg zijn ontwikkeld. Exergie richt zich op het optimaal inzetten van specifieke energiesoorten. Exergie is de maximale hoeveelheid arbeid die (in theorie) uit een medium (vloeistof, gas) gewonnen kan worden bij het in evenwicht brengen met de omgeving.

De energievoorziening van Zuid-Limburg komt nu nog vrijwel geheel van bronnen buiten de regio. Het kan duurzamer en efficiënter, bijvoorbeeld door meer plaatselijke zon en wind in te zetten. Afstemming van de regionale energievraag op plaatselijke duurzame energiebronnen leidt tot optimaler gebruik van energie.

Voorbeeld energiecascade

Cascadering staat voor hergebruik van energie. Het idee? Partij A gebruikt energie om een hoge warmte (bijvoorbeeld 600 graden Celsius) te kunnen gebruiken. De restwarmte kan dan door naar partij B die genoeg heeft aan warm water van 80 graden Celsius. In de casestudie Zuid-Limburg worden onder andere de cascademogelijkheden voor het gebied Brunssummerheide-Oost beschreven.

Na een positieve meting kan geothermie worden toegevoegd aan een regionale infrastructuur voor duurzame energie.
Geothermie.de

Het gebied bij Brunssum bestaat uit een heidelandschap, een vuilnisbelt, een bos en enkele woongebieden. De hoogexergetische energiegebruikers in het gebied (chemische industrie, enkele bakkerijen) kunnen een bron zijn voor restwarmte in de regio. De bossen in het zuiden zorgen voor snoeihout en biomassa. De mest van de schapen op de heide en het afval van de vuilnisbelt leveren na vergisting methaangas op. Deze brandstof kan worden gebruikt om er elektrische stroom of warmte mee te genereren. Het biogas van de rioolwaterzuiveringsinstallatie kan worden ingezet als hoogwaardige (hoogexergetische) energie voor de industrie op Dentchenbach. Wil je alle energiebronnen en afnemers in zo’n regio aan elkaar koppelen, dan heb je een warmtenet nodig, zoals in Leeuwarden al het geval is (zie filmpje).

Uitgelicht door de redactie

Sociale Wetenschappen
We gaan naar de maan

Neurowetenschappen
ChatGPT kan goed papegaaien

Techniek
Vijf vragen over ChatGPT

De restwarmte van bedrijfsprocessen kan worden ingezet in processen die qua energiegebruik op elkaar aansluiten; de verwarming van woonwijken en de verblijven van tropische dieren in de dierentuin. Attractiepark Snowworld produceert voor zijn activiteiten koude met lagetemperatuurwarmte als restproduct. Dat kan in de laatste trap van de cascade gebruikt worden. Omdat niet alle warmte en energie direct kan worden gebruikt, is er ook opslag van energie nodig. In de ondergrond van Zuid-Limburg is al een labyrint van mijngangen aanwezig waarin mijnwater staat met temperaturen tussen de 15 en 40 graden Celsius. Daarin is een warmte- en koudeopslag te realiseren. In de buurt is een Nederlandse stuwmeer beschikbaar voor energieopslag. In het meer is een hoogteverschil van enkele meters te realiseren.

Exergie

Wie wil besparen, gaat hergebruiken. Dat kan ook met energie. Gommans zoekt naar exergie om de kwaliteit van energie regionaal slim in te zetten.

Hoogwaardig gas van de bioboer leent zich vooral voor industriële processen

Hoogwaardig gas gebruiken voor het verwarmen van een huis tot een temperatuur van 22 graden is exergetisch gezien een doodzonde. Gas kun je beter inzetten in industriële processen. De restwarmte van deze bedrijfsprocessen kun je vervolgens elders voor verwarming gebruiken, in plaats van gas. Als je dan al gas gebruikt in een huishouden, kun je het hoogwaardige gas beter eerst inzetten voor de opwekking van elektrische stroom, iets wat nu nog nauwelijks gebeurt. Met de restwarmte van de stroomopwekking kun je dan moeiteloos water verwarmen voor de radiatoren en voor tapwater in de keuken.

Onze warmte thuis of op het werk kan ook prima geproduceerd worden uit restwarmte, hernieuwbare zonnewarmte, geothermie of afvalwarmte. Dat inzicht en de inzet van hernieuwbare energie in de industrie draagt veel bij aan een duurzame energievoorziening in de regio. Gommans beschrijft in 300 pagina’s hoe regio’s exergetisch beter kunnen functioneren en welke technieken er zijn om alle plaatselijke potenties optimaal te gebruiken. Door er vanuit een regionaal perspectief naar te kijken, ontstaan nieuwe mogelijkheden.

Slot

Het onderzoek beschrijft meerdere exergieconcepten om het energiesysteem van een gebied te optimaliseren. Ruimtelijke functies en technische middelen in een regio moeten aan elkaar gekoppeld worden. Zo kan cascadering van warmte gerealiseerd worden met warmtenetten die warmtebronnen en woonwijken met elkaar verbinden. Ook wordt een ‘Lowex-netwerk’ voorgesteld voor de distributie van laag-exergetische warmte en koude.

Om hernieuwbare energie op tijd op de juiste plek te krijgen, zijn oplossingen nodig om de energie te converteren, te transporteren en op te slaan. Voor een goede energieafstemming in een regio adviseert Gommans om de huidige vraaggestuurde energievoorziening in een regio te veranderen in een aanbodgestuurde. Met die aanpak maak je beter gebruik van de hernieuwbare bronnen.

Bij het koken schiet veel warmte langs de pan omhoog. Het hete kookwater gaat na gebruik de afvoer in. Wordt het tijd om energie optimaal in te gaan zetten?
Wiki Commons

Beleidsinstrumenten

Het ontwikkelde rekenmodel is een (ontwerp) technisch instrument dat gebiedsgerichte ruimtelijke planning ondersteunt. Maatregelen om energie te besparen (bijvoorbeeld het isoleren van gebouwen) kunnen worden vergeleken met maatregelen om energie op te wekken (bijvoorbeeld windturbines). Met het rekenmodel kunnen meerdere milieuaspecten worden doorgemeten; de energetische terugverdientijd, de CO2-terugverdientijd en de financiële terugverdientijd van maatregelen. In een toekomst met hernieuwbare energiebronnen zal de CO2-emissie volgens Gommans geen maat meer kunnen zijn voor duurzaamheid.

Volgens Gommans wordt het landgebruik een nieuwe ecologische maatvoering. Een van de rekenmodules ondersteunt deze visie. Het onderzoek beschrijft Energy Potential Mapping om alle bronnen in beeld te brengen voor de keuze van een energie-infrastructuur in een gebied.

Restwarmte gebruiken kan een flinke milieuwinst opleveren. Van de warmte die we in Nederland opwekken, gebruiken we maar 60 procent. De rest, een equivalent van 15 miljard m3 aardgas, wordt geloosd aan de lucht of het water. Het ontginnen van industriële restwarmte staat eigenlijk nog maar net in de kinderschoenen.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 04 juli 2012

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.