Een ketel voor alle soorten gas

De tijd dat heel Nederland alleen gas uit Groningen stookte, loopt af. Zo komt er meer biogas en dat heeft een andere samenstelling. ATAG ontwikkelt een ketel die zich aanpast aan andere typen gas.

Illustratie Roland Blokhuizen

Hè? Kan dat zomaar? In het ATAG-laboratorium draait een medewerker een fles met biogas open en sluit de toevoer van aardgas, maar de verwarmingsketel zoemt lekker door. Een cv-ketel zoals die in de meeste Nederlandse huizen hangt zou nu afslaan. Die is eenkennig afgesteld op gas uit Groningen. Dat heeft een heel andere samenstelling dan biogas, legt Gideon Blij uit. En het Groningse gas is ook anders dan het aardgas uit landen dat Nederlandse ketels moeten verbranden als het Groningse veld leeg is. Blij is manager onderzoek en ontwikkeling (r&d) bij ATAG Verwarming in Lichtenvoorde. In biogas zit veel meer CO2, zegt hij. Dat beïnvloedt de verbranding. Deze cv-ketel reageert meteen op die verandering.

Het bedrijf uit Lichtenvoorde ontwikkelt deze ketel omdat er in Nederland steeds meer biovergisters komen. Dat zijn installaties waarin mest, slib, landbouw- en groenafval door bacteriën wordt vergist. Daarbij ontstaat biogas. Gas waarop een cv-ketel zou kunnen branden. Maar die moet dat wel kunnen verwerken. De huidige ketels kunnen dat niet, zegt Philip de Goey, hoogleraar verbrandingstechnologie aan de TU Eindhoven. Die zijn afgesteld op één soort gas, het Groningengas.

Sinds begin dit jaar heeft ATAG Verwarming een proefproject lopen bij Industriewater Eerbeek, dat afvalwater van drie nabijgelegen papierfabrieken zuivert. Het afval, zoals papierresten en klei, wordt door bacteriën verwerkt. Het daarbij ontstane biogas wordt normaal volledig omgezet in elektriciteit, via gasmotoren en een generator. Maar voor het proefproject gaat tijdelijk een fractie van het gas naar twee cv-ketels die in een van de kantoren op het terrein hangen. Als er voldoende biogas is stoken ze het kantoor daarmee warm. Is er een tekort dan kunnen ze overschakelen op aardgas vanuit het gewone net.

Het nieuwe van de ATAG-ketel, zegt De Goey, is dat lucht- en gasinvoer onafhankelijk van elkaar te regelen zijn, terwijl die bij de huidige ketels zijn gekoppeld. Verloopt de verbranding te hard, dan kan de gasklep wat verder dicht. En omgekeerd, vertraagt de verbranding omdat het ingevoerde gas meer CO2 bevat, wat bij biogas het geval is, dan wordt de verhouding gas/lucht opgevoerd. „Kern van de zaak is dat je de vlam op de goeie plek houdt”, zegt De Goey. Dat wil zeggen, zo’n drie millimeter achter het branderbed, dat is de keramische plaat met buisjes waardoor het mengsel van gas en lucht wordt aangevoerd. Gas met een hogere verbrandingswaarde geeft meer energie, en heeft een andere verbrandingssnelheid. De vlam heeft dan de neiging naar het branderbed toe te kruipen, zegt Gideon Blij. „Er dreigt oververhitting en beschadiging van de brander, of andere onderdelen.” Door de gasklep wat te sluiten vermindert de gasaanvoer en loopt de vlam weer weg van het branderbed.

Om te bepalen of de gastoevoer omhoog of omlaag moet, wordt via een sensor constant de temperatuur gemeten tussen branderbed en vlam. Als de temperatuur daalt, betekent het dat de vlam zich van het branderbed verwijdert – dus, dat de verbrandingswaarde van het ingevoerde gas is gedaald. Dat is een teken dat er meer gas bij moet.

Als de medewerker in het ATAG-laboratorium de aardgasleiding heeft dichtgedraaid en de fles met biogas open heeft gezet, verraadt een computer wat er in de cv-ketel gebeurt. Op het scherm is de temperatuur tussen branderbed en vlam te zien. Die daalt. En daalt. Totdat hij, na een kleine minuut, begint op te trekken tot de oorspronkelijke temperatuur.

De ketel, zegt Blij, kan niet alleen biogas aan, maar ook gas dat veel energierijker is dan het Groningengas. Zoals uit Rusland en Noorwegen. Wat een ketel aankan, wordt meestal aangegeven met de zogeheten Wobbe-index, een maat voor de energie-inhoud en dichtheid van een gas, uitgedrukt in megajoule per kubieke meter (MJ/m3). Voor huidige cv-ketels is bepaald dat de Wobbe-index tussen 43,4 en 44,4 MJ/m3 moet vallen. Voor de ketel van ATAG, zegt Blij, ligt die range tussen de 22 en 82. Wat erg breed is. Maar is het nodig? Twee jaar geleden werd nog gedacht dat de gaskwaliteit in het reguliere gasnet binnen enkele jaren erg zou gaan schommelen. Maar vorig jaar is de toekomstige Wobbe-index vastgelegd, en die moet tussen de 43,4 en de 45,3 MJ/m3 blijven. Nauwer dan verwacht.

ATAG richt zich met zijn nieuwe ketel vooralsnog op kleinschalige, lokale projecten met biogasverwarming.