Doorbraak voor energie-efficiëntere warmtenetten
Zopas werd het STORM-project afgerond, een door de Europese Unie gefinancierd initatief dat liep van maart 2015 tot maart 2019. Het project wilde energie-efficiëntie op wijkniveau aanpakken door een netwerk-controller voor stadsverwarming en -koeling (DHC) te ontwikkelen. De projectpartners zijn erin geslaagd een dergelijke controller te bouwen op basis van zelflerende algoritmen, die inmiddels succesvol werd getest op demosites in Heerlen (Nederland) en Rottne (Zweden). De nieuwe controller maakt het mogelijk om het gebruik van restwarmte en hernieuwbare energiebronnen in DHC-netwerken te maximaliseren.
De Belgische deelnemers omschrijven de slimme controller als een doorbraak van energie-efficiëntere warmtenetten, waarbij een significante hoeveelheid hernieuwbare energie wordt gebruikt. De controller zorgt voor een lager gebruik van fossiele brandstoffen en laat een verhoogd aandeel aan restwarmte en hernieuwbare bronnen in warmtenetten toe. Met de controller werd de warmtevraag afgevlakt en kan extra capaciteit op het warmtenet benuttigd worden. Bovendien werd een CO2-emissiereductie van ongeveer 11.000 ton/jaar bereikt.
Een warmtenet bestaat grotendeels uit (een) productiebron(nen) van warmte, een transport- en distributieleiding en warmteafnemers (gebouwen of woningen), al dan niet aangevuld met een thermische energieopslag of buffering. De productie volgt altijd de warmteafnemers of ze zorgt ervoor dat altijd voldoende warmte kan geleverd worden. Het slimmer maken van dit warmtenetwerk kan door het gebruik van de thermische massa van deze gebouwen zodat een verschuiving van de warmtevraag gerealiseerd wordt. Dit creëert meer flexibiliteit in het systeem en het is hier dat de STORM-controller zijn toepassing vindt.
De slimme controller kan ingezet worden voor verschillende strategieën: het afvlakken van de piekvraag, de marktinteractie en de uitwisseling van warmte tussen de verschillende netwerken (celbalancering). Testen om de piekvraag af te vlakken op de Zweedse demosite in Rottne leidden tot een langetermijnpiekreductie van gemiddeld 12,75% vergeleken met het referentiescenario zonder de STORM-controller. Bijkomend werd vastgesteld dat zelfs in maanden met een lage warmtevraag tot 57% vermindering van deze piekvraag aan warmte werd gehaald.
Een andere strategie die de controller kan gebruiken is marktinteractie, een koppeling van de thermische warmtevraag van gebouwen in functie van de elektriciteitsprijs. Voor warmtepompen verschuift de STORM-controller de warmtevraag om overeen te komen met dalprijzen voor elektriciteit, waardoor warmte wordt aangeleverd zonder comfortverlies maar aan lagere prijzen. Voor warmtekrachtkoppelingseenheden wordt dit door hoge elektriciteitsprijzen gestuurd.
De celbalancering-strategie werd uitgetest op de demosite van het Nederlandse Mijnwater in Heerlen. Daar kon de controller het debiet op de transportleiding gedurende de hele testperiode verminderen zonder de energielevering naar consumenten in gevaar te brengen. Voor piekafvlakking werd een potentieel bereikt van 17,3%. Bovendien kan de capaciteit van het warmtenetwerk verbeterd worden met 42,1%, wat overeenkomt met een totaal van 48.200 woningequivalenten die aanvullend kunnen worden aangesloten op het bestaande warmtenetwerk .
In elk van de demosites werd een CO2-emissiereductie bereikt van ongeveer 11.000 ton/jaar of het equivalent van de uitstoot die wordt veroorzaakt door ongeveer 1.400 gezinnen. Dankzij de diversiteit aan mogelijke toepassingen kan de STORM-controller een breed marktpotentieel aanboren en zelfs voor koude netwerken toegepast worden. De Europese markt voor stadsverwarming is momenteel ongeveer 35 miljard € waard en zal naar verwachting de komende tien jaar met ongeveer 50% groeien.
Het STORM-project wordt gefinancierd door het Horizon 2020-programma van de Europese Unie. EnergyVille was projectcoördinator en verantwoordelijk voor de coördinatie en het onderzoek met betrekking tot de slimme controller voor stadsverwarming en -koeling. EnergyVille is een samenwerking tussen de Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek (VITO), de KU Leuven, de UHasselt en het Leuvense onderzoekscentrum imec. Andere onderzoekspartners waren Mijnwater bv, Hogeschool Zuyd, NODA Intelligent Systems, Euroheat & Power / DHC+ Technology Platform en Växjö Energi. De onderzoekers leveren expertise aan de industrie en overheden op het vlak van intelligente energiesystemen voor een duurzame stedelijke omgeving, zoals smart grids en geavanceerde warmtenetten.