Brood bakken, papier produceren of stoffen scheiden voor de productie van medicijnen. Voor al die processen is warmte nodig. Het is dan ook niet vreemd dat een groot deel van de energievraag van de Nederlandse industrie uit warmte bestaat.
Bij de eindvraag naar energie van de industrie heeft warmte in Nederland een aandeel van bijna 100 terawattuur op jaarbasis. Dat is ongeveer drie keer zoveel als de vraag naar elektriciteit van de industrie, blijkt uit berekeningen van Energie Beheer Nederland op basis van cijfers van het CBS.
Een fors deel van de industriële warmte wordt verkregen door het verbranden van aardgas, waarbij CO2 vrijkomt. Om daar iets aan te doen, kun je bij het verduurzamen van de warmtevraag van de industrie aan verschillende knoppen draaien.
Vanuit energetisch oogpunt is de meest efficiënte aanpak om eerst te kijken naar optimalisatie van bestaande processen, waardoor per eenheid gecreëerde warmte minder input aan energie nodig is. Daarnaast moet restwarmte zo veel mogelijk worden hergebruikt, omdat je restwarmte vaak met relatief weinig extra energie naar gewenste (hogere) temperaturen kunt opwaarderen.
Uiteindelijk wil je aardgas bij verduurzaming wel zo veel mogelijk vervangen als energiebron. Daarbij wordt steeds nadrukkelijker gekeken naar het omzetten van hernieuwbare elektriciteit in warmte, bijvoorbeeld via e-heaters of e-boilers. Dat betekent wel dat er extra vraag naar elektriciteit ontstaat. Hernieuwbare energiebronnen zoals zon en wind kunnen die vraag in principe opvangen, maar zorgen voor een schommelend aanbod, terwijl industriële processen om een constante toevoer van warmte vragen.
Bedrijven die meer duurzame stroom willen gebruiken, hebben ook uitdagingen die te maken hebben met netcongestie. Netbeheerders zijn bezorgd dat gebruikers op piekmomenten gelijktijdig heel veel stroom vragen, wat voor overbelasting van het elektriciteitsnet kan zorgen. Bedrijven kunnen er daardoor sinds enkele jaren niet meer op rekenen dat ze standaard een grotere netaansluiting krijgen.
Hernieuwbare elektriciteit omzetten in warmte
Een deel van de oplossing kan gevonden worden door lokaal hernieuwbare energie op te wekken en direct in te zetten voor bedrijfsprocessen. Voor de industrie geldt dan nog steeds dat er behoefte is aan een stabiele toevoer van warmte, wat kan botsen met het variabele aanbod van hernieuwbare energie.
Om dat probleem op te lossen zijn zogenoemde warmtebatterijen onmisbaar. Die kunnen, nadat elektriciteit is omgezet in warmte, de warmte voor langere tijd vasthouden en op een later moment weer afgeven. Warmtebatterijen vormen zo een buffer tussen het schommelende aanbod van wind- en zonnestroom en de behoefte van de industrie aan een stabiele warmte-aanvoer.
Dat levert ook voordelen op bij het aanpakken van problemen rond netcongestie. Op momenten met een te hoog aanbod van zonne- en/of windstroom kunnen industriële bedrijven de overtollige stroom afnemen, omzetten in warmte en opslaan in een warmtebatterij voor later gebruik.
In Nederland zijn inmiddels enkele partijen actief met zogenoemde power-to-heat-oplossingen, waarbij vaak jonge bedrijven het voortouw nemen bij het verduurzamen van de warmtevraag van de industrie, inclusief het aanpakken van netcongestie. Hieronder komen drie voorbeelden aan bod: Suncom Energy, Energynest en Good Heat.
Suncom: verduurzaming warmtevraag bij snoepfabrikant
Energietechbedrijf Suncom Energy van ondernemer Henk Arntz richt zich in Nederland en Spanje met power-to-heat op de warmtevraag van bedrijven die proceswarmte gebruiken op temperaturen tussen de 100 en 475 graden Celsius.
Ceo Henk Arntz van Suncom Energy. | Credits: Suncom Energy.
Suncom levert geïntegreerde installaties, met combinaties van zonnepanelen, modules die zonnestroom omzetten naar warmte, zonnespiegels die warmte genereren (geconcentreerde thermische zonne-energie), warmtebatterijen en boilers. De netaansluiting van klanten wordt hier ook bij betrokken, bijvoorbeeld om overtollige windstroom van het net af te nemen.
Afgelopen maand meldde Suncom de komst van drie nieuwe klanten in Nederland, waaronder snoepfabrikant Confiserie Napoleon uit Zeeland. ‘Die heeft voor zijn processen stoom nodig op een temperatuur van ongeveer 170 graden, om suiker en glucose vloeibaar te maken. Onze Sunfleet zorgt ervoor dat duurzame energiebronnen in bijna 30 procent van de warmtebehoefte van Napoleon kunnen voorzien en in eenderde van het stroomverbruik’, legt Arntz uit.
Confiserie Napoleon kan mede dankzij een zogenoemde DEI+-subsidie voor innovatieve energie- en klimaatprojecten stappen zetten om zijn energieverbruik te verduurzamen. Die subsidie dekt een deel van de kapitaalinvestering.
Nederland kent daarnaast ook de SDE++ -regeling. Dat is een exploitatiesubsidie voor duurzame energieprojecten. Het gaat om een prijssubsidie, waarbij de zogenoemde onrendabele top van onder meer hernieuwbare elektriciteit wordt vergoed op momenten dat marktprijzen van hernieuwbare energie hoger zijn dan die van fossiele alternatieven.
Arntz wijst erop dat de SDE++-regeling prima werkt voor grote bedrijven die hun warmtevraag willen verduurzamen, maar niet voor middelgrote en kleine ondernemingen. ‘Deze regeling is momenteel beperkt tot grote bedrijven met een netaansluiting van minimaal 3 megawatt. Dat is in bijvoorbeeld de voedingsmiddelenindustrie een beperkte groep die ongeveer 10 procent van het aardgasverbruik van deze branche voor zijn rekening neemt.’
Een veel grotere groep bedrijven in de voedingsmiddelenindustrie heeft een netaansluiting tussen de 170 kilowatt en 3 megawatt en is goed voor 90 procent van het aardgasverbruik van die branche, zegt Arntz. ‘Na de chemie is de voedingsmiddelenindustrie de grootste sector binnen de industrie, waarbij bedrijven vaak regionaal verspreid zijn. Als je voor die groep een aparte categorie creëert binnen de SDE++-regeling, kun je de warmtevraag veel effectiever verduurzamen.’
Suncom werkt intussen ook met een alternatief model, waarbij het bedrijf van Arntz zelf de kapitaalinvestering voor de opwek van hernieuwbare energie en de warmtebatterijen financiert. De klant betaalt alleen voor het afnemen van warmte, op basis van langetermijncontracten. ‘Dat doen we in Spanje met chipsfabrikant Patatas Fritas Maribel. In Nederland zijn we hierover in gesprek met drie verschillende partijen’, zegt Arntz.
Energynest: robuuste warmtebatterij van beton
Het Noorse bedrijf Energynest is in een aantal Europese landen actief met projecten waarbij modulaire warmtebatterijen worden geleverd aan industriële klanten. De ThermalBattery werkt met thermische olie of stoom, die (na elektrische opwarming) op hogere temperaturen langs een speciaal soort beton wordt geleid dat de warmte opneemt. Bij de omkering van het proces geeft het hete beton warmte af, zodat die ingezet kan worden voor industriële processen.
Directeur projectontwikkeling Carlijn Lahaye van EnergyNest. | Credits: EnergyNest.
‘Het systeem kan proceswarmte leveren in de vorm van stoom, thermische olie of hete lucht op temperaturen tussen de 120 graden en 320 graden. Daarmee kun je de voedselindustrie, de chemie, de papierindustrie en een groot deel van de maakindustrie bedienen’, zegt directeur projectontwikkeling Carlijn Lahaye.
‘De grondstoffen voor het speciale beton van de warmtebatterij zijn ruim voorradig in Europa. Voordeel is ook dat je een zeer robuust systeem hebt, omdat er geen degradatie optreedt van het beton bij veelvuldig gebruik, zoals je wel hebt bij elektrochemische batterijen. Bovendien is de efficiëntie met ongeveer 95 procent zeer hoog’, aldus Lahaye.
Afhankelijk van de behoefte van klanten kan Energynest alleen de warmtebatterij leveren of zorgen voor een volledige gebruiksklare opstelling, inclusief warmtewisselaars en e-heaters.
De scale-up heeft onder meer installaties gebouwd in Noorwegen, bij kunstmestproducent Yara, en in Duitsland, bij industriebedrijf Leonhard Kurz.
‘In Nederland zijn we in gesprek met een aantal partijen en er is veel interesse’, vertelt Lahaye. ‘Tegelijk merk je dat problemen rond netcongestie van invloed zijn op dit soort trajecten, omdat bedrijven bijvoorbeeld nog geen afspraken hebben kunnen maken over een flexibele netaansluiting waarbij ze op piekmomenten overtollige hernieuwbare energie van het net afnemen. Als daar schot in komt, zal dat de markt zeker een impuls geven. Helemaal als ook de stijging van nettarieven wordt gedempt, zoals het rapport van Peter Wennink adviseert.’
Volgens Lahaye is het doorgaans mogelijk om 30 procent tot 70 procent van de warmtevraag van industriële bedrijven te verduurzamen met een combinatie van warmtebatterijen en hernieuwbare energie, tegen kosten die lager zijn dan proceswarmte op basis van aardgas. ‘Het verschilt enigszins per klant en het land waar de fabriek staat.’
De minimuminvestering voor de warmtebatterij van Energynest is een miljoen euro, waarbij de terugverdientijd tussen de vier en negen jaar ligt. Lahaye: ‘Dat hangt ook af van kostenvoordelen die gerelateerd zijn aan de schaalgrootte van een operatie.’
Ook Energynest heeft een alternatief model waarbij het bedrijf de investering voor de warmtebatterij en aanvullende systemen financiert, en met de klant een langetermijnovereenkomst afsluit op basis van winstdeling.
Good Heat: duurzame warmte als dienst
Een relatief jonge speler in het rijtje van power-to-heat-bedrijven is Good Heat, een Nederlands startup die recent kapitaal ophaalde bij internationale investeerders, waaronder Understory Ventures, Investible en 2100VC. Good Heat richt zich volledig op een model waarbij industriële bedrijven duurzame warmte afnemen als dienst in plaats van zelf te investeren in technologie of installaties.
Ceo Bauke van Gent van Good Heat. | Credits: Good Heat.
‘Wij verkopen duurzame warmte, goedkoper dan het fossiele alternatief, en nemen zowel technologie, financiering als het operationele risico uit handen van industriële bedrijven,’ legt ceo Bauke van Gent uit. Good Heat heeft al een project lopen met een industriële klant in Australië en is bezig met het verkennen van de Nederlandse markt.
‘Bij investeringen in warmtebatterijen vormt de initiële kapitaalinvestering voor veel bedrijven de grootste drempel, terwijl de operationele kosten relatief laag zijn. Bij aardgas is dat precies andersom. Daarom neemt Good Heat zowel de technologiekeuze, de financiering als het management voor zijn rekening, zodat klanten zich volledig kunnen richten op hun kernactiviteiten,’ zegt Van Gent.
Good Heat werkt met een model waarbij aan de inkoopkant langetermijncontracten voor bijvoorbeeld de levering van windenergie worden afgesloten, en met klanten voor vergelijkbare perioden een prijs voor de levering van warmte wordt afgesproken. Van Gent: ‘Dat maakt dit type projecten aantrekkelijk voor langetermijnkapitaal, zoals pensioenfondsen en andere infrastructuurinvesteerders, zeker als het om grootschalige installaties gaat. Daarover zijn we met een aantal partijen in gesprek.’
Van Gent is ervan overtuigd dat Europa hiermee voor een ongekende transitie staat. ‘Europa heeft nu al de goedkoopste elektronen uit zon en wind, maar de aansluiting op de industriële vraag levert een timingsprobleem op, met netcongestie als gevolg. Door hernieuwbare elektriciteit om te zetten in opgeslagen warmte, geven we de industrie toegang tot warmte die goedkoper is dan gas én dragen we bij aan het oplossen van netcongestie,’ aldus Van Gent.
Lees ook:
- Netcongestie oplossen door energie slimmer te gebruiken: technisch kan het, maar het beleid loopt achter
- Warmtebatterij met gesmolten zout biedt hoop: ‘De industrie heeft het zwaar, maar wij hebben een oplossing’
- Zo groot is de investeringskloof bij 8 cruciale technologieën voor de energietransitie (en dat biedt ook kansen)
- Zonnepanelen kunnen niet meer zonder batterijen: gaan we die in Europa maken?
