‘CollecThor’: het vijfde generatie warmtenetwerk dat wel eens de norm zou kunnen worden
Europa staat aan de vooravond van een drastische energieshift die ook – en misschien wel vooral – een gigantisch effect zal hebben op de manier waarop we bouwen. Vandaar dat er al meerdere jaren wordt geëxperimenteerd met technieken om ‘duurzame’ energie op de best mogelijke manier aan te wenden. Intussen hebben al heel wat oplossingen hun deugdelijkheid bewezen, maar volgens Vito EnergyVille kan het nog steeds beter. Daarom lanceerde de organisatie in samenwerking met Fluvius en Tethys de ‘CollecThor’ in het Thor Park in Genk: een warmtenet van de ‘vijfde generatie’.
Warmtenetten zijn verre van een nieuw gegeven. Toch zijn ze in België nog helemaal niet ingeburgerd, terwijl ze volgens Vito EnergyVille wel degelijk de toekomst zijn. “Vandaag ligt het accent van de energietransitie voornamelijk op de elektrificatie van ons energiesysteem, met toepassingen zoals warmtepompen en elektrisch voertuigen,” vertelt Koen Allaerts, onderzoeker bij Vito EnergyVille. “De lokale opwekking van elektriciteit staat op het voorplan, maar het genereren van warmte en koude is minstens even belangrijk. Vooral slimme oplossingen die een collectieve opslag en uitwisseling van thermische energie mogelijk maken, zijn een absolute ‘must’ om de Europese ambities van de energieshift te concretiseren.” Gert Moermans, eveneens onderzoeker bij Vito EnergyVille: “In dit kader zijn we al in 2017 gestart met onderzoek om in het Thor Park een warmtenet aan te leggen. Helaas is dat veel complexer dan de installatie van pakweg PV-panelen, aangezien het om een ‘collectief’ systeem gaat. Met andere woorden: verschillende gebouwen dienen energie met elkaar uit te wisselen om tot een interessant resultaat te komen. Ook in het Thor Park – waar een KWO werd geïnstalleerd – bleken de meeste gebouwen toch nog de traditionele verwarming op gas en koeling met chillers te verkiezen. Uiteindelijk zijn we erin geslaagd om alle neuzen in dezelfde richting te krijgen en konden we aan de slag met een echt collectieve oplossing.”
Uniek concept
Dat er precies voor een warmtenet werd gekozen, heeft niet alleen met het onderzoek naar meer energie-efficiëntie te maken. “In het Thor Park wordt bewust de kaart van duurzaamheid getrokken,” aldus Koen Allaerts. “Dit betekent onder meer dat de nieuwe kavels/gebouwen geen toegang meer tot een gasleiding zullen hebben. Een situatie die trouwens in de komende jaren overal in België gemeengoed zal worden.” Gert Moermans vervolgt: “Toch zijn er nog maar weinig warmtenetten in ons land. Deze die wel bestaan, zijn doorgaans weinig energie-efficiënt omdat ze op basis van hoge temperaturen functioneren. Daarom besloten we in Thor Park een nieuw type te installeren dat functioneert als gedeelde bron voor de warmtepompen die zich in de individuele gebouwen bevinden en werkt op basis van 7 à 20°C. Hierdoor is er een groot bijkomend voordeel: er kan met deze oplossing ook passief worden gekoeld, in tegenstelling tot de vorige generaties van warmtenetten.” Jona Michiels, business development manager bij Tethys. “Een ander verschil is dat de oplossing wordt gebruikt voor een mix van oude en nieuwe gebouwen met verschillende functies. Zowel kantoren als laboratoria en zelfs het iconische centrale mijngebouw zijn erop aangesloten.” Koen Allaerts vervolgt: “Verder is het uniek omdat ‘CollecThor’ in ons onderzoek kadert. En dit is doorheen de jaren geëvolueerd van de zoektocht naar het optimale ontwerp naar slimmere aansturingen.”
Eerst warmtenet, pas dan geothermie
In een eerste fase verbindt ‘CollecThor’ de gebouwen van Thoreaq, Thor Central, IncubaThor en EnergyVille 1 & 2. In de komende jaren zullen ook de nieuwe panden op de aangrenzende (nog braakliggende) kabels worden aangesloten. Jona Michiels: “Bedoeling is om via het thermische net alle gebouwen zowel duurzaam te verwarmen als te koelen. Hierbij wordt ingezet op een maximale efficiëntie door de onderlinge uitwisseling van restwarmte en -koude.” Koen Allaerts vervolgt: “Belangrijk is dat dit prioritair is, want de energie van de geothermie – een KWO op 65 meter diepte – wordt enkel gebruikt wanneer er een onevenwicht tussen de koude/warmte uitwisseling is. Een voorbeeld: in de lente kan gebouw 1 volop genieten van de zon, maar gebouw 2 situeert zich in de schaduw. In dit geval wordt de overtollige warmte van gebouw 1 op het net gezet en door gebouw 2 gebruikt. Pas wanneer deze energie onvoldoende is, wordt ook van de geothermie afgenomen. Kortom: het warmtenet wordt gebruikt als een uitwisselingsmodaliteit. Vandaar dat deze oplossing toepasbaar is op een site met zowel oude als nieuwe gebouwen.”
Tot op een tiende van een graad
Dat deze uitwisseling überhaupt mogelijk is, heeft onder meer te maken met een revolutionaire sturing die Vito EnergyVille zelf ontwikkelde en met ‘CollecThor’ verder wil optimaliseren. Koen Allaerts: “Deze oplossing zorgt voor een real-time zicht op de productie, distributie en afname, wat lokale verfijning mogelijk maakt. Op basis van algoritmes wordt de warmte- en koudevraag immers minutieus op elkaar afgestemd. Hierbij kunnen we zelfs tot op een tiende van een graad werken.” Gert Moermans vervolgt: “Ook artificiële intelligentie speelt een belangrijke rol. Op basis van historische data, weersvoorspellingen en gebouw-fysische kenmerken willen we het gebruik van de ‘back-up’ – de KWO dus - tot een absoluut minimum beperken. In feite is het een soort energiemanagementsysteem dat ervoor zal zorgen dat de piekvraag drastisch wordt afgevlakt en er minder ‘afval’-energie is.”
Slimme warmtenetten zijn de toekomst
Het modulaire karakter maakt van ‘CollecThor’ een ‘levend’ thermisch net dat verdere upgrades en uitbreiding toelaat. “In tegenstelling tot andere warmtenetten kan het dus overal worden uitgerold”, vertelt Jona Michiels. “Op deze site is er de link met KWO, maar een koppeling met BEO-velden, riothermie, lucht/warmtepompen… is eveneens mogelijk. Op technisch vlak liggen de beperkingen vooral bij de integratie met oudere gebouwen die hoge temperaturen vereisen. Daarnaast is er ook een bepaalde schaal nodig opdat er voldoende warmte en koude zou kunnen worden uitgewisseld.” Dirk Kusters, projectmanager Fluvius Warmte. “De allergrootste uitdaging is het organisatorische luik omdat er een draagvlak tussen de verschillende stakeholders moet worden gevonden. Er moeten juridisch-operationele contracten worden opgesteld die toelaten om van een individualistische manier van denken over warmte/koudevoorziening naar een collectieve benadering over te gaan. En dat is toch een vrij complex gegeven dat niet altijd even gemakkelijk te realiseren valt. Toch zijn we met Fluvius ervan overtuigd dat dergelijke lage-temperatuur warmte/koudenetten in de toekomst aan belang zullen winnen. Daarom zijn we met veel enthousiasme in dit project gestapt, want we willen investeren in de nodige infrastructuur voor deze nieuwe generatie van collectieve warmtenetsystemen. Lage-temperatuur warmte/koudenetten - zoals ‘CollecThor’ - hebben het voordeel dat de aanleg relatief gemakkelijker is in vergelijking met hogere temperatuur warmtenetten. De niet-geïsoleerde HDPE-leidingen vereisen minder ruimte in de ondergrond en minder complexe lastechnieken dan de geïsoleerde stalen leidingen voor hogere temperaturen. De minder zware certificeringseisen laten ook toe dat meer aannemers de werken kunnen uitvoeren.” Jona Michiels voegt hier nog aan toe: “Ook groep Van Roey gelooft sterk in deze generatie warmtenetten. We merken in elk geval bij de bouwheren een sterke vraag naar dit soort oplossingen. Daarom zijn we ervan overtuigd dat aannemers zich best verdiepen in de technologie, want ze zal alleen maar in belang toenemen.”
Esco die koude en warmte ‘as a service’ levert en zorgt voor een volledige ontzorging van de technische installatie. “Dankzij onze geïntegreerde aanpak – van ontwerp tot exploitatie – garanderen we samen met zusterbedrijf IFTech een betrouwbare en duurzame levering van thermische energie aan de verschillende gebouwen in Thor Park. De inzet van geothermie gekoppeld aan een slim energiebeheer bewijst dat duurzame energiesystemen en economische haalbaarheid perfect hand in hand gaan.”
Zorgt voor de distributie van warmte en koude op openbaar terrein. Stad Genk sloot met Fluvius een samenwerkingsakkoord voor de aanleg en het beheer van de warmtenetten die ze op haar grondgebied wil ontwikkelen. “Met ‘CollecThor’ zetten we als warmtenetbeheerder een belangrijke stap richting de toekomst van energie in Vlaanderen. Dankzij het modulaire en slimme karakter van dit netwerk kunnen we flexibel inspelen op de noden van vandaag en morgen.”
Een groot bijkomend voordeel is dat er deze oplossing ook passief kan worden gekoeld.
Op basis van algoritmes wordt de warmte- en koudevraag minutieus op elkaar afgestemd.
De allergrootste uitdaging is het organisatorische luik omdat er een draagvlak tussen de verschillende stakeholders moet worden gevonden
Er wordt ingezet op een maximale efficiëntie door de onderlinge uitwisseling van restwarmte en -koude.