COP-waarde warmtepomp bij verschillende temperatuurliften.
CO2-reductie vanuit grondstoffen en emissie.
Warmtepompen in droogprocessen.
In de uitlaatstroom van een droger zit veel energie indien de latente warmte wordt meebeschouwd. Met een uitlaattemperatuur van ongeveer 50 °C en hoge relatieve luchtvochtigheid is deze laagwaardige warmtestroom echter niet rendabel in te zetten in het keramische (droog)proces. Voor het verder uit faseren van de CO2-footpint kan met inzet van een warmtepomp het bijstookverbruik van een droger verder geëlektrificeerd worden.
Met een warmtepomp kan vochtige lucht ontvochtigd worden en worden opgewarmd, zodat deze wel nuttig ingezet kan worden in het droogproces. Hierbij komt condensatiewarmte vrij. Om een warmtepomp te laten werken is mechanische aandrijving nodig die door een elektromotor geleverd wordt.
Een warmtepompsysteem bestaat uit een compressor, twee warmtewisselaars (koud en warm) en een specifiek koudemiddel, bijvoorbeeld propaan. Het ’verpompt’ warmte van laag naar hoog temperatuurniveau. De classificatie van de warmtepomp wordt aangegeven met het zogenaamde Coëfficiënt Of Preformance getal (1 – 6) en is mede afhankelijk van de temperatuurlift waarover de warmtestroom omhoog gebracht kan worden, zie grafiek. De inpasbaarheid van een warmtepomp wordt mede bepaald door de warmtebalans tussen de oven en de droger, de COP-waarde en de verhouding in energieprijzen tussen aardgas en elektriciteit.
De huidige warmtepompen zijn door de vooruitgang in warmtepomptechnologie en meer beschikbare temperatuurlift mogelijk rendabel in te passen mede door de verwachte toename van de energie- en CO2-kosten. Of warmtepompen uiteindelijk financieel rendabel kunnen zijn, is tevens in grote mate afhankelijk van de investeringskosten.
Nieuw onderzoek samen met de opgedane TCKI-kennis uit ovensimulaties dient duidelijk te maken hoe rendabel warmtepompen ingezet kunnen worden bij verschillende oven-drogerij energiestromen en prijsverhoudingen tussen brandstof en elektriciteit. De optie van warmteterugwinning met alleen de inzet van warmtewisselaars (lagere investering en onderhoudskosten) is dient in een studie meegewogen te worden. TCKI kan op individuele basis of in clusterverband onderzoek uitvoeren naar de toepassing van de warmtepomp of warmtewisselaar op basis van de nieuwste inzichten.
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met Coen van Mosseveld.
CO2-reductie vanuit grondstoffen en emissie.
Het fenomeen ‘Global warming’ en het broeikaseffect worden al sinds lange tijd erkend maar zijn in de loop van deze eeuw steeds meer onder de aandacht gebracht. Centraal hierin staan de zogenaamde broeikasgassen (zoals CO2) in onze atmosfeer, en de menselijke invloed. In de geschiedenis van de aarde is gebleken dat zowel de oceanen als de aardkorst, een bufferende en ook herstellende werking hebben voor het CO2-gehalte in de atmosfeer. Een relatie tussen temperatuur en het CO2-gehalte in de atmosfeer is er altijd geweest. Echter, de relatief recentelijke kentering in het vooruitlopen van de stijging van het CO2-gehalte op de temperatuurstijging, baart zorgen bij bestuurders en wetenschappers.
In het klimaatakkoord uit 2016 is vastgelegd dat CO2-emissies significant moeten worden teruggedrongen. Bedrijven moeten voldoende emissierechten krijgen of bijkopen in het Europese emissiehandelssysteem (EU ETS) om CO2 uit te mogen stoten. Om ‘carbon leakage’ te voorkomen worden gratis rechten toegekend op basis van de CO2-efficiëntie van bedrijven in vergelijking tot de 10% best presterende bedrijven. Aanvullend wordt door de Nederlandse staat nog een CO2-heffing toegepast. Het verhogen van deze heffing en de geplande afname in de toe te kennen gratis emissierechten moeten voor extra stimulans zorgen in het doen van duurzaamheidsinvesteringen.
De toenemende kosten voor CO2-emissie leggen druk op het verminderen van emissies. Hiervoor bestaan verschillende mogelijkheden. Door bijvoorbeeld andere producten te maken kunnen de prestatie-eisen voor toewijzing van gratis rechten minder streng worden, waardoor meer gratis rechten kunnen worden toegekend. Een meer universele oplossing is het aanpassen van grondstoffen. Het verminderen van procesemissie door verbranding van organische stof en ontleding van carbonaten staan hierin centraal. Het aanpassen van grondstoffen kan ook worden ingezet om energiebesparing te realiseren door bijvoorbeeld het verlagen van de toptemperatuur. Het verminderen van het energieverbruik in algemene zin, of het verminderen van het aardgasverbruik (door bijvoorbeeld elektrificatie, dematerialisatie of de inzet van alternatieve brandstoffen) zijn daarnaast de meest voor de hand liggende routes voor CO2-emissiereductie. TCKI kan u waar nodig ondersteunen.
CO2-emissies kunnen ook worden voorkomen door het afvangen van CO2 uit de rookgassen. Verschillende technieken hebben zich hierin inmiddels bewezen, en grootschalige projecten richten zich op het opslaan en/of gebruiken van afgevangen CO2 voor verschillende toepassingen. Veel is echter nog in ontwikkeling en slechts 2% van de voor 2070 beoogde CO2-besparingen wordt naar verwachting gerealiseerd door reeds uitontwikkelde technologieën. Rookgassen van de keramische industrie kunnen door de aanwezigheid van specifieke componenten en/of de hoge temperatuur uitdagend zijn bij het afvangen van CO2. Een adequate voorbehandeling van rookgassen is dan noodzakelijk om goede rendementen te halen. TCKI is als partner binnen het door de EU gesubsidieerde project ‘Carbon4minerals’, nauw betrokken bij o.a. het ontwikkelen en bouwen van voorbehandelingsinstallaties voor CO2-afvangsinstallaties. TCKI kan u breed ondersteuning aanbieden bij het besparen op kosten voor CO2-emissies.
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met Stan Aben.
