Restwarmte in de industrie: hoe te benutten?

Eigen warmtevoorziening verduurzamen

restwarmte industrie BMD AdviesDe industrie kan fors bijdragen aan de vermindering van CO₂ in de lucht door restwarmte te benutten (restwarmtebenutting). Bij het voor bedrijven uitvoeren van EED Energie-audits en energiebesparingsonderzoeken zijn de mogelijkheden om vrijkomende restwarmte te benutten een vast aandachtspunt. Deze restwarmte ontstaat bij industriële processen en faciliteiten (utilities).
Onder restwarmte wordt onvermijdelijke thermische energie verstaan die een bedrijf als bijproduct opwekt en die zonder nuttige aanwending ongebruikt terecht komt in de buitenlucht of het water. Daarbij is warmte in water beter uit te wisselen dan warmte in lucht. Door middel van het benutten van restwarmte kan het thermisch energieverbruik (warmtegebruik) van een bedrijf gereduceerd worden. Daarmee vindt ook CO2-emissiereductie plaats. De eigen warmtevoorziening wordt verduurzaamd.

Onbruikbare restwarmte verhogen

De restwarmte wordt benut door middel van het terugwinnen van warmte voor bijvoorbeeld het toepassen van ruimteverwarming of in andere productieprocessen. In dat geval is de temperatuur van de restwarmte hoog genoeg voor toepassing binnen het bedrijf.
Mocht de temperatuur van de restwarmte echter te laag zijn om direct te gebruiken in het bedrijf, dan kan de temperatuur met een industriële warmtepomp verhoogd worden. De onbruikbare warmte wordt op een hoger, bruikbaar temperatuurniveau gebracht, en daarmee opgewaardeerd. Warmtepompen hebben een direct energiebesparingseffect doordat ze het aardgasverbruik verminderen of volledig verdringen. Daarnaast biedt de elektrificatie van de warmte de mogelijkheid om langs de elektrische kant verder te verduurzamen. Criteria waarbij warmtepompen in de industrie rendabel worden toegepast, zijn een restwarmtestroom van voldoende omvang (uitgedrukt in MWh/jaar) in combinatie met een temperatuursprong van niet meer dan 50°C. De afstand tussen warmtevraag en warmteaanbod moet dan niet te groot zijn.
Eventueel is het mogelijk om de lage temperatuur restwarmte elders te gebruiken (bij een buurbedrijf). Dit laatste kan ook levering aan een stadsverwarmingsnet (warmtenet) zijn.

Besparingspotentieel

Het besparingspotentieel op restwarmtegebied wordt tijdens de EED Energie-audits en energiebesparingsonderzoeken door BMD Advies in kaart gebracht. Zo zijn er veelal kansen om warmte terug te winnen op bijvoorbeeld persluchtcompressoren, bij condensors van koelmachines (condensorwarmte), uit afgezogen lucht, via het hergebruiken van condensaat bij stoomketels en het terugwinnen van warmte uit het spuiwater. Vaak is een nader onderzoek of een haalbaarheidsstudie nodig om het daadwerkelijke potentieel vast te kunnen stellen en het bedrijf warmte technisch te optimaliseren. Het gaat in het geval van productieprocessen namelijk in veel gevallen om complexe materie. Een mooie uitdaging om aan te gaan.

Wilt u meer weten over de mogelijkheden om restwarmte te benutten, dan kunt terecht bij onze BMD Advies energiespecialisten.

Warmtetools industrie

Op de website van de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO) is een interessant document gepubliceerd over ondersteunende warmtetools: Warmtetools industrie. Dit zijn instrumenten om bedrijven te helpen hun warmtevraag in kaart te brengen, dit te analyseren en de mogelijkheden te traceren om het energiegebruik dat daarmee gepaard gaat terug te dringen en/of te verduurzamen.

Belangrijkste restwarmtestromen

In de industrie is het warmtegebruik in veel gevallen aanmerkelijk groter dan het elektriciteitsgebruik. Hoe weet u nu of er restwarmte beschikbaar is? En is de hoeveelheid voldoende om aandacht aan te besteden? Hieronder worden de belangrijkste restwarmtestromen uit productie, gebouwkoeling en utilities opgesomd.

Restwarmtestromen productie: Overal waar afkoeling van producten plaatsvindt komt restwarmte vrij. Hiervoor zet men doorgaans koelwater of lucht in. De afvoer van warmte kan door lozing op oppervlaktewater, door koeltorens of door schoorstenen plaats vinden. Afkoeling van een tussenmedium kan met behulp van koelmachines (zie utilities). Overal waar producten verwarmd worden om bijvoorbeeld te drogen of te moffelen vindt verlies aan restwarmte plaats in de afzuiging en/of de schoorstenen. In het geval van drogen is dit naast voelbare ook nog de latente warmte van de waterdamp.

Restwarmtestroming gebouwkoeling: Wanneer gebouwen geconditioneerd zijn (kantoren, labs, koel- en vriesruimtes) komt daar ook restwarmte vrij. Koeling kan met behulp van lokale koelmachines of met centraal aangemaakte koude (zie utilities).

Restwarmtestromen utilities: Utilities zijn centraal opgestelde apparaten zoals Cv-ketels, stoomketels, warmtekrachteenheden, persluchtcompressoren en koelmachines. Bij stookinstallaties bevatten de afgassen in de schoorsteen nog voelbare en latente warmte (van de waterdamp). Bij warmtekracht met behulp van gasmotoren geeft de motorkoeling warmte af. Na compressie van lucht moet deze afgekoeld worden. Hier komt ook warmte vrij. Koelmachines geven hun warmte bij de condensor af. Dit kan direct naar de lucht, via koeltorens of aan oppervlaktewater.

Eerste indicatie

Voor een eerste indicatie van het kwantificeren van restwarmtestromen kan een restwarmtehoeveelheid vertaald worden naar aardgasequivalent (m3 a.e.). Afhankelijk van het tarief voor aardgas dat u betaalt, is dit dan om te rekenen naar een jaarlijks besparingspotentieel. De bovenwaarde van aardgas is circa 8,8 kWh/m3. Als u het vermogen van een apparaat kent en het bijbehorende aantal draaiuren, dan kunt u een eerste schatting maken van het besparingspotentieel op restwarmtegebied. Voor uw eigen situatie beoordeelt u zo of het potentieel voldoende is om een onderzoek op te starten. Uiteraard is het potentieel in de praktijk niet volledig te benutten en moet er vaak een flinke investering worden gedaan om de warmte op de juiste plaats en het juiste temperatuurniveau te krijgen.

Warmtetools

Er zijn warmtetools op de markt. Dit zijn instrumenten om bedrijven te helpen hun warmtevraag in kaart te brengen en de mogelijkheden te traceren om het energiegebruik dat daarmee gepaard gaat terug te dringen en/of te verduurzamen. Onder warmtetools wordt verstaan de visualisatie en analyse van warmtestromen verstaan, de ondersteunende software en/of het advies voor een aanpak om tot verbeteringen te komen. Bij een complex onderwerp als restwarmtebenutting zijn tools die de communicatie en analyse ondersteunen van groot belang. Vandaar dat veel methoden geënt zijn op de weergave van de situatie middels diagrammen.

Aanpak Schillenmodel 

Welke warmtetool geschikt is voor welke situatie is niet eenduidig aan te geven. Belangrijk is dat de kosten van maatregelen doorgaans hoger worden naarmate ze verder van het proces af staan: begin eerst met besparen op procesniveau, dan met procesintegratie, dan met de utiliteiten en als laatste mogelijkheid pas met de warmte uitwisseling met de omgeving. Deze aanpak wordt het schillenmodel genoemd. Op deze manier wordt er voorkomen dat er investeringen worden gedaan die men later betreurt omdat door procesverbetering warmte uitwisseling niet meer rendabel blijkt te zijn.

Heeft u nog vragen of wilt u meer weten over de mogelijkheden om restwarmte te benutten, neem dan gerust contact op met Henri Oligschläger, henri.oligschlager@bmdzuid.nl,06-52011180 / T (013) 8000 300.