Riothermie: leasebare groene energie
De zoektocht naar groene warmtebronnen als alternatief voor de klassieke, fossiele brandstoffen zit in een stroomversnelling. Twee voor Vlaanderen recente, maar veelbelovende alternatieve warmtebronnen zijn het afvalwater in onze rioleringsnetten en het gezuiverde water op onze rioolwaterzuiveringsinstallaties. Dit biedt voldoende vermogen om woongebouwen, kantoren en zelfs zwembaden of warmtenetten van de nodige energie te voorzien.
De uitdaging om het primair energieverbruik
in ons land te verduurzamen, is nog bijzonder groot weet Frederik Loeckx van
Flux50. “In 2021 hadden we een primair energieverbruik van 1501 petajoule (PJ).
Amper 9,5% daarvan werd op duurzame wijze gegenereerd. Maken we de vertaalslag
naar Vlaanderen, dan gaat 55% van het totale energieverbruik naar verwarming en
is amper 6% daarvan van groene oorsprong. Het verduurzamen van onze
verwarmingsenergie is dus een niet te onderschatten opgave. Riothermie kan een
deel van die behoefte op een relatief eenvoudige manier invullen. Dat blijkt uit
de eerste praktijkcases in ons land.”
Eenvoudig en snel
Riothermie is niet meer of minder dan het
winnen van thermische energie uit afval- of effluentwater, dat is het
gezuiverde water dat een rioolwaterzuiveringsinstallatie verlaat. “En het mooie
eraan is, dat het een relatief eenvoudige techniek is”, opent Maarten
Raemdonck, manager innovatie bij Aquafin. “Om warmte uit afvalwater te
recupereren, volstaat het om een warmtewisselaar in de rioleringsbuizen te
installeren. Dat kan met een vrij beperkte impact en in een minimum van tijd.
Interessant is dat het geleverde vermogen relatief goed is. De geleidervloeistof
in de warmtewisselaar zal de warmte of koelte van het afvalwater via een
buizennet naar een of meerdere warmtepompen in het gebouw transporteren.”
Enorm volume beschikbaar
Riothermie wordt in België momenteel als een
restwarmtetoepassing beschouwd. Er lopen echter gesprekken om deze energie (naar
analogie aan de Europese regelgeving) als een groene bron te definiëren. Dat
zou een positieve invloed hebben op eventuele subsidies en de EPB/EPC-berekeningen.
Aquafin is alvast een grote aanhanger van de techniek en ziet heel wat
potentieel in zijn eigen infrastructuur. De waterzuiveringsspecialist heeft vandaag
om en bij de 6000 kilometer collectoren en meer dan 300
rioolwaterzuiveringsstations in exploitatie. Daarnaast beheert het ook ongeveer
1 op 3 gemeentelijke en stedelijke rioleringsnetten. Hiermee biedt Aquafin een groot
potentieel aan hernieuwbare energie, want afvalwater wordt constant
geproduceerd. Weliswaar bepalen het beschikbare vermogen (de hoeveelheid
afvalwater in de collector en de temperatuur ervan) alsook de afstand tot het
rioleringsnet of het financieel interessant is om riothermie toe te passen.
Twee soorten riothermie
Niet alleen het afvalwater in de
rioleringsbuizen bevat energie. Ook het gezuiverde water dat de
rioolwaterzuiveringsinstallatie verlaat, biedt mogelijkheden om er thermische energie
uit te winnen. “Daarom onderscheiden we twee types riothermie”, aldus Maarten
Raemdonck. “De meest gekende is die waarbij we een warmtewisselaar in het
rioleringsnet (afvalwater) aanbrengen. De tweede biedt echter een groter
potentieel: daar gaan we de warmte onttrekken aan het gezuiverde water dat de
rioolwaterzuiveringsinstallatie verlaat. Het beschikbare vermogen is een
belangrijk onderscheid tussen de twee oplossingen. Wanneer we afvalwater als
bron gebruiken, is - afhankelijk van het debiet in de collector - een vermogen
van 50 tot 600 kW mogelijk. In uitzonderlijke gevallen – bij hoge debieten in
stedelijke omgevingen – is zelfs 1 MW haalbaar. Hierdoor wordt bij riothermie
op basis van afvalwater doorgaans met één enkele afnemer gewerkt. Deze zal het volledige
vermogen benutten om een kantoorgebouw, een zwembad of een wooncomplex van 15 à
20 appartementen te verwarmen of te koelen. In het geval van een
rioolwaterzuiveringsinstallatie is het in stedelijke gebieden mogelijk om een
vermogen tot 15 MW aan het effluentwater te onttrekken. Hierdoor kan riothermie
de nodige energie leveren om een warmtenet te bedienen. In dergelijke gevallen
sturen we het effluentwater door een warmtewisselaar om de nodige ΔT te
onttrekken, waarna die energie vervolgens met behulp van een warmtepomp wordt
opgewaardeerd. De warmtepomp staat in dit geval dus aan onze zijde, in een
gebouw op de RWZI van Aquafin.” Let wel: de hoeveelheid energie die aan het
afvalwater kan worden onttrokken, is niet oneindig. Het waterzuiveringsproces
is een biologisch proces waarbij de bacteriën een bepaalde temperatuur nodig
hebben om hun werk optimaal te doen. Tegelijkertijd produceren deze organismen
ook warmte tijdens hun zuiveringswerk. Aquafin waakt nauwgezet over die
temperaturen om te verzekeren dat de rioolwaterzuiveringsinstallaties optimaal
blijven werken. Dat is meteen de reden waarom het aantal afnemers op een
collector beperkt is.
Via leasingformule
Warmte uit afvalwater recupereren, is zowel
ecologisch als economisch een interessant verhaal. De blijkt uit de eerste
praktijktoepassingen in zowel Brussel als Vlaanderen. Omdat het potentieel niet
oneindig is, wil Aquafin een gelijk speeldveld creëren voor iedereen die
concrete plannen heeft om via riothermie koeling of warmte af te nemen. Maarten
Raemdonck daarover: “De warmtewisselaar blijft onze eigendom. Wij beheren en
onderhouden deze en stellen de warmte ter beschikking via een leasingmodel met
een looptijd van 25 jaar. Om voor deze energiebron in aanmerking te komen, moet
aan vijf voorwaarden voldaan zijn. Er moet sprake zijn van een minimumafname en
een duidelijk tijdspad richting realisatie. Die worden vastgelegd in een
bindend contract waarin de taken van Aquafin duidelijk beschreven staan. De
afnemer betaalt tot slot een vergoeding indien het contract niet wordt
uitgevoerd.”
Benieuwd naar het potentieel van riothermie
in jouw project? Controleer de haalbaarheid op de potentieelkaart via www.riothermie.be
Afgelopen jaar nam Aquafin zijn vernieuwde hoofdzetel
in gebruik, een toonbeeld van duurzaamheid en de nieuwe manier van werken. En –
hoe kan het anders – de waterexpert paste hier zelf het concept van riothermie
toe voor het verwarmen en koelen van de bijna energieneutrale campus. “De
warmtewisselaar is geïntegreerd in het rioleringsnet dat door de straat loopt.
De collector met een diameter van 1800 mm verzamelt het afvalwater van 22.000
inwoners van Aartselaar en omgeving. Concreet hebben we daarin een
warmtewisselaar van 78 meter geplaatst. Deze bestaat uit inox schelpen en onttrekt
over die afstand ongeveer 1°C aan het afvalwater. Het glycolcircuit brengt deze
energie naar twee warmtepompen, zodat gelijktijdig kan worden verwarmd en
gekoeld”, licht Maarten Raemdonck toe. De energie die de 78 meter lange
collector verzamelt, levert drie vierde van de totale verwarmingsbehoefte van
de Aquafincampus en een nog groter deel van de benodigde koelenergie.
|
Verwarming |
Koeling |
Energievraag gebouw |
229 kW |
218 kW |
COP warmtepomp |
4,2 |
5,5 |
Energievraag afvalwater |
174,5 kW |
269 kW |
Primair circuit |
20% glycol |
20% glycol |
Temperatuurregime warmtewisselaar |
4,5/7,5°C |
30/25°C |
Groep Van Roey realiseerde de renovatie van
het hoofdkantoor. De innovatiemanager van deze aannemer, Jona Michiels, stelt
dat riothermie qua implementatie een eenvoudig verhaal is. “Aquafin brengt de
leidingen vanaf de warmtewisselaar tot aan de perceelsgrens. Daar sluiten wij
de leidingen aan die we als aannemer hebben gelegd, installeren de warmtepompen
en regelen de installatie in. Het is heel vergelijkbaar met een BEO-lussysteem,
alleen komen er geen boringen of vergunningen bij te kijken. De demarcatie van
de verantwoordelijkheden bij riothermie is dus heel helder. Het installeren van
de warmtewisselaar in de collector heeft overigens geen invloed op de werf: de
planning en logistiek blijven identiek en er komt geen extra hinder bij te
kijken.”