Zuinige warmte; GASUNIE BOUWT MICRO-WARMTEKRACHTINSTALLATIE

SURFEND OVER het wereldwijde Internet stuitte ir. Gerard van Pijkeren min of meer bij toeval op een vinding, die wel eens een revolutionaire verandering binnen de Nederlandse energiewereld teweeg zou kunnen brengen.

Van Pijkeren werkt bij Gasunie Research en is al enige jaren bezig met onderzoek naar kleine warmtekrachtinstallaties. Dit onderzoek heeft inmiddels geresulteerd in de ontwikkeling van zogenaamde mini-warmtekrachtinstallaties, met een elektrisch vermogen van rond de 5 kilowatt. Drie van dergelijke installaties draaien sinds een aantal jaren proef in enkele flats in de provincie Groningen. “Het feit dat de installaties zowel warmte als elektriciteit leveren bleek uit energetisch oogpunt zo aantrekkelijk, dat wij vervolgens op zoek gingen naar de mogelijkheid om nog kleinere warmtekrachtinstallaties toe te passen voor het gebruik in woningen”, vertelt Van Pijkeren. “Voor micro-warmtekrachtinstallaties zijn in principe vier soorten technieken beschikbaar, waarvan de verwachting was dat deze binnen afzienbare tijd toepasbaar zouden kunnen blijken: Stirlingmotoren, gasmotoren, brandstofcellen en thermo-elektrische modules. Hiervan is de Stirlingmotor het verst ontwikkeld.” Van Pijkeren ging op Internet op zoek naar Stirlingmotoren, en ontdekte Whisper Tech, een bedrijf uit Nieuw-Zeeland dat WhisperGen micro-warmtekrachtinstallaties levert voor plezierjachten. Na een bezoek aan de fabriek raakte Van Pijkeren ervan overtuigd dat de installaties in principe ook bijzonder geschikt zouden zijn voor toepassing in woningen.

OPSLAGVAT

De oorspronkelijke WhisperGen installaties leveren elektriciteit van 12 Volt, en gebruiken dieselolie of LPG als brandstof. Voor toepassing binnen Nederlandse huishoudens zou de installatie 230 Volt moeten leveren en op gas kunnen draaien. Bij het gebruik op de plezierjachten staat bovendien de levering van elektriciteit primair, de opbrengst van warmte is bijzaak. Voor de Gasunie lag de situatie precies andersom, de installaties zouden in eerste instantie warmte moeten leveren. Dat er tegelijk elektriciteit bij vrijkomt, is in dit opzicht mooi meegenomen.

Na enkele experimenten in samenwerking met het Nieuw-Zeelandse bedrijf lukte het om de micro-installatie zo om te bouwen dat deze voldeed aan de eisen van de Gasunie. In april begint de installatie van twee WhisperGen motoren bij medewerkers van de Gasunie en van het Groningse energiebedrijf Edon. Cruciaal is de toepassing van een relatief groot opslagvat voor warmte van 150 liter. Warm koelwater en de warmte van de uitlaatgassen van de Stirlingmotor zorgen voor het opwarmen van het water van het opslagvat. De warmte uit het opslagvat dient voor de centrale verwarming en voor de levering van warm tapwater. Eventueel kan naast de Stirlingmotor ook een zonnecollector een deel van het warme water leveren.

De micro-warmtekrachtinstallatie is continu verbonden met het elektriciteitsnet, waardoor het eventuele surplus aan elektriciteit eenvoudig het net in gaat. De installatie heeft een beperkt vermogen van 0,6 tot 1 kW en zal daarom nooit grote stroomverbruikers als strijkijzers of koffiezetapparaten aankunnen. Ook in dit opzicht blijft de aansluiting op het centrale elektriciteitsnet noodzakelijk. Ook ziet de Gasunie als belangrijk voordeel van de huiscentrale, dat deze in de toekomst de groei van het stroomverbruik kan opvangen. Het aantal elektrische apparaten in de huizen neemt immers toe, zonder een decentrale elektriciteitsopwekking zoals de micro-WKK kan een regelmatige versterking van het elektriciteitsnet noodzakelijk zijn.

BESPARING

Dankzij het grote opslagvat is het mogelijk om de installatie altijd op nominaal vermogen te laten draaien, wat uit efficiency-overwegingen het gunstigst is. De verwachte besparing aan elektriciteit is twintig procent. Met de micro-WKK gooit de Gasunie een nieuw wapen in de strijd rond de toekomstige energie-infrastructuur, met name van de nieuwbouwwoningen die in het kader van de Vierde Nota Ruimtelijke Ordening Extra (VINEX) gebouwd gaan worden. Binnen de zogenaamde OEI-discussie (Optimale Energie-Infrastructuur) pleiten sommige beleidmakers voor all-electric houses, die geen aansluiting op het aardgasnet nodig hebben. Voor de verwarming van deze woningen zou dan een elektrische warmtepomp kunnen zorgen, of, indien voorhanden, de stadsverwarming. Door de introductie van de micro-warmtekrachtinstallaties hoopt de Gasunie een gunstige optie te bieden voor de VINEX-locaties, waarbij ze zich verzekerd weet van een blijvende leverantie van aardgas. Het is echter de vraag of de keuze micro-installaties zoveel aantrekkelijker zijn dan wat grotere decentrale installaties, bijvoorbeeld per wijk. Het voordeel van de micro-huiscentrales is ongetwijfeld, dat de distributie van warmte probleemloos en efficiënt kan verlopen. Voor een mini-installatie op grotere schaal is immers de aanleg van een decentraal warmtenet noodzakelijk, zoals bijvoorbeeld te zien zal zijn op twee locaties in Brabant, waar de Provinciale Noordbrabantse Energiemaatschappij PNEM Cluster Warmte wil gaan toepassen, een warmtedistributiesysteem voor het verwarmen van een cluster woningen van 300 tot 500 woningen. Elk cluster krijgt in principe een eigen energiehuisje, waar vanuit de distributie van de warmte plaatsvindt. Maar de individuele micro-installaties zullen daarentegen ongetwijfeld meer aan onderhoud kosten. Wellicht dat de micro-warmtekrachtinstallatie dan ook vooral toekomst heeft ter vervanging van cv-installaties binnen bestaande woningen. Aan de omvang van de privé-elektriciteitscentrale hoeft het niet te liggen, deze is nauwelijks groter dan een gangbare cv-ketel.