Warmtepomp bereikt 160 graden en biedt industrie alternatief voor gas en kolen

In dit artikel:

Onderzoekers van het Duitse Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) hebben een testinstallatie ontwikkeld voor hogetemperatuurwarmtepompen die processtoom en heet water tot 160 graden Celsius kunnen leveren. Daarmee willen zij onderzoeken hoe deze systemen onder realistische industriële omstandigheden presteren.

De technologie kan fossiele brandstoffen vervangen bij processen zoals drogen, reinigen en pasteuriseren. De warmtepompen gebruiken elektriciteit om restwarmte op te waarderen tot bruikbare proceswarmte en kunnen daardoor efficiënter zijn dan elektrische weerstandverwarming. Het rendement hangt wel sterk af van het temperatuurverschil tussen de beschikbare warmtebron en de gewenste procestemperatuur.

In het onderzoeksproject FernWP testen de wetenschappers systemen met butaan als koudemiddel. Dat middel heeft goede thermodynamische eigenschappen, maar is brandbaar. Daarom zijn onder meer lekdetectie, ventilatie en explosieveiligheid noodzakelijk. Projectleider Ursula Wittstadt benadrukt dat niet alleen de maximale temperatuur telt: de installaties moeten ook efficiënt blijven bij wisselende warmtebronnen, warmtevraag en bedrijfsomstandigheden.

Daarnaast onderzocht Fraunhofer ISE sinds 2023 vijf grote warmtepompen in Duitse stadsverwarmingsnetten. Die bleken betrouwbaar te kunnen werken, maar alleen bij een goede regeling, hydraulische aansluiting en bedrijfsstrategie. Bij systemen die oppervlaktewater gebruiken, nam het vermogen af zodra de watertemperatuur onder ongeveer 6 graden kwam. Ook schommelende stroomprijzen en warmtevraag bemoeilijken de aansturing.

De ontwikkeling is relevant voor onder meer de Nederlandse voedingsmiddelen-, papier- en chemische industrie. Een directe vervanging van gasketels is echter niet vanzelfsprekend: restwarmte, netcapaciteit, elektriciteitsprijzen en investeringskosten bepalen of de technologie rendabel is. Het onderzoek brengt grootschalige elektrificatie van industriële warmte wel een stap dichterbij.