Restwarmte en riothermie Early Morning Toast Bijeenkomst Stichting kiEMT, netwerk Arnhem Hoenderloo, 26 maart 2014 Rada Sukkar
[email protected] 06-15945727
Tauw introductie TAUW BV • In Top 10 van Nederlandse ingenieursbureau • sinds 1928 • 750 medewerkers • Integer • Professioneel • Maatschappelijk betrokken
Rada Sukkar • Sinds 2008 bij Tauw • Daarvoor Rijk, waterschappen en provincie • Civiele ingenieur en schrijfster
Inhoud presentatie • De ontdekking: Thermische energie in Nederland warmtegebruik en warmtelozing naar het riool • De inspiratie: Voorbeelden hergebruik warmte uit afvalwater (= riothermie) • De toekomst maken wij samen
Energie potentieel in het afvalwater 65 Peta J = 2 miljard m3 aardgas 1,3 miljoen huishoudens (20% Nederlandse huishoudens)
Gemiddelde jaarverbruik (kWH) per huishouden
Energiegebruik per huishoudens 610
138
186
108
599
Wasdroger Verlichting Diepvrieskist
270
Koelkast met vriesvak Wasmachine
Energiegebruik per huishouden per jaar (kWh)
(Koelen (elektrisch 305 612
Verlichten (elektrisch) 563
Wassen en drogen 231 (elektrisch) 734
286
380
TV Video overige
Energiegebruik per huishouden per jaar (kW h)
(Koelen (elektrisch 612 W assen en drogen (elektrisch) 734 (Koken (aardgas 227 Verwarmen (aardgas) 4.332
Diverse apparaten (elektrisch) 1.100
540
Vaatwasmachine CV-pomp
Warm water (aardgas) 1.385
(Koken (aardgas 227 Verwarmen (aardgas) 4.332
Verwarmen en warm (water (elektrisch 518
Verlichten (elektrisch) 563
Verwarmen en warm (water (elektrisch 518 Diverse apparaten (elektrisch) 1.100 Warm water (aardgas) 1.385
Thermische energie in het riool ? 60
Bedrijven + 16 Effluentlozing - 23,3
PJ/Jaar
40
20
10
Thermische energie + 65
Slibbehandeling - 1,0 Afkoeling rwzi -4,2
Huishoudens + 49 Inzameling, transport afvalwater - 37,5
Douchewarmtewisselaar bij particulieren
• • • •
Douchewarmtewisselaar Kosten: Euro 400,- (excl. inbouw) Besparing: 50% gasverbruik EPC verlaging: ongeveer 0,1
Energiegebruik Nederland 18% grondstof
40% warmte 18% transport
24% electriciteit
40 – 60% stroom 60 – 40% warmte
Waarom weinig gebruik restwarmte ?
Energiegebruik industrie volgens ECN
Waarom geen gebruik van restwarmte? • Aanleg warmtenetwerken duur • Behoefte temperatuurniveau (hoog-laagwaardige warmte) inzet restwarmte mogelijk voor warmtebehoefte < 100 graden
EU en nationale regelgeving EED Energy Efficiency Directive (EU richtlijn) Warmteplannen lidstaten verplicht in 2015 Plannen met uitgebreide beoordeling van het potentieel voor warmtekrachtkoppeling en stadsverwarming en -koeling Lidstaten kunnen aan centrales eisen stellen voor het nuttig gebruiken van restwarmte, maar ook aan de industrie In Scandinavische landen is het al verplicht
Nederlandse warmtewet per 1-1-2014 Wet ter bescherming van de afnemers van warmte
Voorbeelden riothermie • Riothermie = hergebruik warmte uit afvalwater Voorbeelden mogelijkheden riothermie: • Huishoudens - douchewarmtewisselaar - verwarming
• Openbare gebouwen - verwarming ziekenhuizen, zwembaden, scholen • Verwarming wegdek, fietspaden • Hergebruik restwarmte binnen eigen bedrijf - warmtewisselaar, warmtepompen - beter zuiveringsproces
• Gebruik warmte van andere bedrijven - via warmte netwerken
Gebruik warmte uit afvalwater in de woning
Systeem Riothermie 25%
100%
75%
COP = 4
Warmte uit overige bronnen
Winter
WP
-10 tot + 5 °C Buitenlucht
Oppervlaktewater
12 - 15 °C
4 tot 10 °C
Riool
12 tot 14 °C
Grondwater
Warmtewisselaar in betonbuis • Rioolwarmtewisselaar • Geintegreerd of later ingebouwd • Vrij verval of persleiding • Ø400 = 1,5 kW/m • Kosten buis = +500% tov beton
Relining, rioolrenovatie • Rioolwarmtewisselaar: • Buiten liner voor sterkte • Tussen liner met warmtewisselaar • Binnen liner voor fixatie
• Vrij verval, Ø300 – 1000 • Ø500 = 0,15 kW/m • Kosten: Eur 500/m incl relining
Externe warmtewisselaar • Externe rioolwarmtewisselaar • Vrijverval • Anti biofilm door mechanische en biologische verwijdering (beluchting) • Opbrengst > 150 kW
Zwembad Raalte
Fietspaden ijs- en sneeuwvrij met verwarmd asfalt
• Gebruik grondwater of warm afvalwater in riolering • Buizensysteem (vloerverwarming) onder fietspad
Beter zuiveringsproces door warme water
Opwarming van actiefslib januari Qgw_in Temp_in
Qat_in Temp_in
11490 m3/d 19,7 C
49.798 m3/d 14,2 C
Qrwzi Temp E toevoer Qgw_uit Temp_uit E toevoer E toevoer
11490 m3/d 16,2 C 1953962 J/s 5,2 TJ
49.798 m3/d 15,0 C 1953962 J/s
Droging zuiveringsslib in kassen
•Lage temperatuur droging is energetisch gunstige techniek voor slibdroging •Toepassing zonne-energie en restwarmte van bedrijven •Methode wordt toegepast in Duitsland, USA en Oostenrijk •STOW: 2013/38; Slibdroging in kassen met en zonder restwarmte (Tauw Haalbaarheidsonderzoek Nieuwe slibeindverwerking, 2011)
De weg naar riothermie • Kansenkaart: aanbod en vraag in beeld brengen • Quickscan: Haalbaarheid in hoofdlijnen in beeld brengen voor specifieke locatie • • • • • • •
Keuze systeem + dimensies Investeringskosten Energetische opbrengst Besparing op CO2 uitstoot Terugverdientijd Combinatie met overige bronnen Eventueel in een smart grid
• Voorontwerp Realisatie
Warmtenetwerk Haalbaarheidsonderzoek warmte terugwinning Bedrijventerrein Heerenveen • Nieuw aan te leggen riooltracé 1500 m (in 2013) • 2 zuivelfabrieken lozen relatief warm afvalwater (20 - 35 °C) • Toekomst uitbreiding industrie verwacht
KK Riothermie URK
Where to apply?
Afsluiting Wat kan Tauw betekenen voor bedrijven? als gebruikers: • Haalbaarheidsstudies en ontwerp Als leveranciers: • Samenwerking innovatie diensten/producten • ontsluiting markt
En voor overheden? • opstellen kansenkaarten/haalbaarheidsstudies voor bestaand en nieuwe ontwikkelingen • En dat doen we met kennis van techniek, gebieden en markt/netwerken bij bedrijf en overheid
Hergebruik warmte is immers een kwestie van slim combineren vraag en aanbod
