De weinig bekende bronnen van restwarmte

De kleine en middelgrote ondernemingen en bedrijven willen meer en meer het warmteverlies van hun industriële processen opvangen. -Commentaar van Sébastien Dubois, expert in warmterecuperatie.

Naast groene stroom dat veel spelers mobiliseert in de energietransitie, lijkt het concept van groene warmte meer vaag. Wij denken uiteraard aan de energie die wordt gebruikt voor ruimteverwarming en warmtekrachtkoppeling. Maar velen – waaronder de belangrijkste belanghebbenden – staan niet stil bij de warmteverliezen gegenereerd door industriële processen. Een potentiële groene energie die vaak « verloren » gaat in de rookafvoer van fabrieken. Sébastien Dubois, R&D Manager van het bedrijf ACT, heeft zich gespecialiseerd in de sector van de warmtetrecuperatie van restwarmte met de focus op kleine en middelgrote ondernemingen en bedrijven.

Jean Cech (Hernieuws) : Waarom deze activiteit ?

Sébastien Dubois (ACTE) : Onze redenering is gebaseerd op de vaststelling dat, vanuit een industrieel oogpunt, veel actoren elektriciteit, maar ook warmte nodig hebben: de voedselverwerkende industrie, metaalnijverheid, papierindustrie, enz. Om de warmte die ze nodig hebben te produceren, is elektriciteit  zelden de juiste vector. Te duur. Ze zullen de primaire warmte elders gaan zoeken. Via brandstof of door zoveel mogelijk warmte te recupereren door het proces zelf. Dat niveau is onze core business. In het begin waren we vooral gespecialiseerd in micro-gasturbines ontwikkeld als alternatief voor zuigermotoren. Door de recuperatie van warmte uit uitlaatgassen en ze te hergebruiken voor het voorverwarmen van de verbrandingslucht, kunnen we het brandstofverbruik halveren en het rendement verdubbelen. Dit ligt onder het niveau van de zuigermotor, waardoor er veel goedkopere types brandstoffen kunnen worden gebruikt, zoals laagcalorisch gas en uiteindelijk ook goedkopere apparatuur zowel in gebruik als in onderhoud. Momenteel is de eenheidsprijs van een microgasturbine minder interessant is dan die van een zuigermotor, omwille van schaalvoordelen.

J.C. : U spreekt over restwarmte. Waar zit het grote potentieel ?

S.D. : In Frankrijk, hebben het ADEME (Frans Agentschap voor milieu en energiebeheer) en het ANCRE(Frans Nationaal verbond voor coördiantie van het onderzoek) verschillende scenario’s ontwikkeld voor de ontwikkeling van energie-efficiëntie in de industrie. Hierdoor heeft ADEME onlangs een rapport gepubliceerd over industriële restwarmte industriële restwarmte. Hierin zijn de grootste energieverbruikende sectoren opgenomen, de grootste zijn – de chemie en kunststoffensector met 26% – de minder energieverslindende – de mechanische sector en gieterijen: 8% – voorafgegaan door de voedingssector, staalsector, sector van niet-metalen materialen (cement, glas, steen, etc.) en de sector papier en karton.

J.C. : Waarom wordt restwarmte op dit punt verwaarloosd ?

S.D. : Momenteel hebben de meeste grote industriële spelers hun warmteverbruik reeds geoptimaliseerd en omdat ze betrekking heeft op zulke belangrijke posten zou het ongelooflijk dom zou zijn ze te negeren. Voor kleine en middelgrote ondernemingen en bedrijven liggen de zaken enigszins anders. Tot voor kort leende de economische en energetische context er zich niet toe om te investeren in energie-efficiënte installaties. Vooral de kleine verbruikers betalen meer voor hun energie dan grote industriëlen. Velen realiseren zich dat het op niveau van warmterecuperatie is dat ze veel kunnen besparen op de aankopen van primaire energie. Maar de moeilijkheid is om te komen tot het feit dat zij inzien dat deze investering zich terugverdient en niet « als een uitgave zonder tegenprestatie wordt aanzien. » Daaraan moet worden toegevoegd dat warmterecuperatie veel meer zin heeft als de warmte direct wordt hergebruikt in het industriële proces. Maar de warmte kan ook worden benut in bijkomende warmtebehoeften, zoals bijvoorbeeld ruimteverwarming van het bedrijf. Dit kan leiden tot situaties waarin de oven veel afvalwarmte produceert, terwijl op hetzelfde moment, een verouderde-brandstofketel met moeite de lokalen ernaast kan verwarmen. Dan zit men in een situatie dat men twee keer verbruikt in plaats van de gewenste enkele keer. Dit kan door de warmte uit de schoorsteen te recupereren en deze opnieuw te injecteren in het verwarmingscircuit. En zullen de investeringen natuurlijk nog sneller terugverdiend zijn omdat de nabijheid tussen de warmtebron en de plaats van hergebruik een belangrijke rol spelen. We denken dus eerst aan de mogelijkheden om de warmte direct op de productielijn te valoriseren vooraleer men zich concentreert op een nabijgelegen verwarmingsinstallatie.

J.C. : Hoe werd deze boodschap onthaald door de KMO’s ?

S.D. : Om eerlijk te zijn, dit hangt voornamelijk af van de brandstofprijs. Als de prijs voor een olievat vijftig dollar is, is het voor de industrie moeilijk om onmiddellijk het directe belang van recuperatie van restwarmte te meten. Wanneer daarentegen de prijs van een olievat stijgt tot $ 120 is het belang ervan veel duidelijker. Momenteel zal men u een terugverdientijd opleggen van minder dan twee jaar. Nu hebben we het over een installatie dat naar verwachting meer dan tien jaar operationeel zal zijn. Sinds enige tijd aanvaarden onze partners een terugverdientijd van 3 of 4 jaar. Wij denken dat 4 of 5 jaar comfortabeler zou zijn.

J.C. : Gaat het overheidsbeleid ook in die richting ?

S.D. : Momenteel is het Belgische beleid voornamelijk gericht op de productie van groene stroom door middel van groenestroomcertificaten. Restwarmterecuperatie staat niet echt op de agenda. In Canada, waar we net een missie hebben afgerond, stimuleert men de kW. Indien je erin slaagt om kW terug te winnen, of het nu elektrische of thermische zijn, dan krijg je een subsidie. In Frankrijk wint de warmterecuperatie sinds het invoering van de witte certificaten, aan terrein.

J.C. : Wat verklaart deze meer exclusieve houding bij ons ?

S.D. : Het feit dat men zich nu toespitst op het elektriciteitsnet. Men heeft beslist om geen kernenergie meer te benutten, afhankelijker te worden van fossiele brandstoffen, alle aandacht gaat naar de energietransitie. Warmte komt op de tweede plaats, terwijl de productie is onlosmakelijk verbonden is met het gebruik van brandstoffen.

 

Bron : ADEME, « Industriële restwarmte : weten om te handelen », maart 2015.

J.C. : Wat is de omvang van de warmteverliezen die u vaststelt wanneer u tussenkomt bij een KMO ?

S.D. : Dit is natuurlijk afhankelijk van het type industrie en het totale verbruik ervan. Maar het is niet ongewoon dat het aandeel restwarmte tussen de 30 en 75% ligt, afhankelijk van het lastenboek. Het zal ook afhangen van de temperatuur van de lozingen. Hoe lager ze is, hoe moeilijker ze zal kunnen gevaloriseerd. Daarna zal het belang van de recuperatie evolueren of ze ter plaatste kan worden gevaloriseerd om de totale investering zo laag mogelijk te houden.

J.C. : Kan men deze restwarmte niet stockeren of valoriseren op een warmtenet bijvoorbeeld ?

S.D. : De warmte kan effectief worden opgeslagen, in tegenstelling tot elektriciteit dat direct moet worden verbruikt. Elektrische opslagsystemen met een batterij zijn slechts bedoeld voor zeer laag verbruik en is momenteel geen oplossing op industriële schaal. Warmteopslag is enkel interessant als er een grote behoefte is aan warmte, direct of via het warmtenet. In andere gevallen, wanneer er geen behoefte is aan warmte, kan afvalwarmte worden omgezet in elektriciteit maar hierin moet dan meer worden geïnvesteerd. De benutting ervan, via stadwarmtenetwerken in een stad of een industriële structuur, is ook het voorbeeld van verschillende experimenten in het buitenland, zoals in de Valléé de la Chemie, in de Lyon regio. Bovendien is er het probleem dat er voor de opslag van warmte en elektriciteit momenteel nog geen levensvatbare oplossing is of oplossing op grote schaal. Dit is het onderwerp van veel studies, namelijk door middel van dergelijke polymeren bijvoorbeeld. Vandaag zit dit onderzoek in een nog vrij embryonale fase en zullen waarschijnlijk nog jaren voorbijgaan voordat men spreekt over economisch aantrekkelijke en grootschalig beschikbare oplossingen.

J.C. : We hebben vaak het gevoel dat veel van dit soort projecten, zeer aantrekkelijk op papier, dan verzanden in eindeloze technische, financiële en / of administratieve …

S.D. : U moet weten dat de opzet van een warmterecuperatieproject veel eenvoudiger lijkt dan het is. Op voorwaarde dat men niet in de val trapt dat het uitermate complex wordt. Men heeft inderdaad de neiging om zich onmiddellijk te focussen op grote installaties die meerdere bedrijven voorzien en een gehele verwarmingsinstallatie in plaats van lokaal en aan direct gebruik te denken. Investeringen in dit soort projecten zijn in feite veel betaalbaarder en transparanter wanneer we ons richten op de lozingen en de behoeften van één enkele fabriek. Het gebruik van restwarmte om te voldoen aan de lokale behoeften is onderdeel van een natuurlijk proces van rationeel energiegebruik (REG), dat gebruik maakt van de begrippen « circulaire economie » (nota van de redactie : zie ons artikel gebieden richten zich op circulaire economie). Net als elke nieuwe manier van denken, moet deze visie over de verbruikscyclus worden aangeleerd.

J.C. : Een beleid met sectorovereenkomsten en systemen zoals ISO en EMAS zouden niettemin de industriële visie hierover toch moeten hebben gestimuleerd, niet ?

S.D. : Dat klopt. En het is een feit dat de warmterecuperatievraag op haar eigen site of die van haar directe buur groeit. Maar onderschat niet het belang van de voorbereidende werkzaamheden voor de installatie van het recuperatiesysteem op de site. Men spreekt inderdaad over afvalgassen en elk industrieel proces op dit niveau heeft zijn specifieke kenmerken, zowel qua temperatuur, maar ook qua deeltjes of rookgassamenstelling. Soms kan de aanwezigheid van corrosieve gassen de recuperatieapparatuur veranderen . We moeten ook rekening houden met de rookcondensaten – wanneer wij de dampen maximaal afkoelen, condenseren ze – en de drukvraag heeft ook een impact op de levensduur van de apparatuur. Er moet rekening worden gehouden met al deze punten om een realistische oplossing te kunnen voorstellen aan de industrieel. En in sectoren zoals de petrochemie zijn deze uitdagingen nog niet allemaal weggewerkt. Dit maakt dat er nog een kloof is tussen de vooruitgang van de industriële visie en de uitgewerkte oplossingen. Toch denk ik dat we de goede kant opgaan en dat we meer en meer zullen horen praten over warmterecuperatie op industriële sites.