REPORTAGE
Cool and Comfort 92 – februari 2022
Een totaalservice voor aquathermie
Extraqt biedt ondersteuning bij uitwerking van projecten
Aquathermie met een gesloten systeem: hierbij wordt een warmtewisselaar in het oppervlaktewater geplaatst.
Een simulatie van het temperatuurverloop van de Dijle stroomafwaarts van Leuven bij toepassing van aquathermie in de winter.
Een simulatie van het temperatuurverloop van de Dijle stroomafwaarts van Leuven bij toepassing van aquathermie in de zomer.
Aquathermie met een open systeem: hierbij wordt oppervlaktewater aangezogen en weer geloosd.
Hoewel aquathermie een groot potentieel heeft, blijft de techniek nog relatief onbekend in ons land. Aquathermie is in principe vergelijkbaar met geothermie: het is een warmtepompsysteem, maar in plaats van de bodem of grondwater als warmtebron te benutten, kiest men voor oppervlaktewater of andere waterstromen. Extraqt levert gespecialiseerde expertise bij projecten en wil zo deze techniek een bredere bekendheid geven. Aquathermie kan immers sterk bijdragen tot het slagen van de energietransitie.
Water of bodem
Aquathermie werkt op dezelfde manier als geothermie, alleen is de warmtebron hier niet de bodem maar water. Meestal is dat oppervlaktewater, zoals een rivier of een kanaal, maar dat kan ook afvalwater in een riool zijn of zelfs drinkwaterleidingen. De techniek heeft een aantal voordelen. Water kan een enorme hoeveelheid energie bevatten, wat zelfs kleinere rivieren een aantrekkelijke bron maakt. Bovendien is er een sterk regeneratie-effect, zeker bij oppervlaktewater. Het afgekoelde water wordt snel weer opgewarmd door zonne-instraling en contact met de buitenlucht. Uit berekeningen van Extraqt blijkt dat de Dijle in Leuven ongeveer 50 MW kan leveren, voldoende om alle woningen in de stad te verwarmen. Sterker nog, de natuurlijke regeneratie is groot genoeg zodat het rivierwater weer op temperatuur is in Mechelen.
Verder is het een flexibel systeem. Een boorveld of bodemsonde is van nature uit een statisch gegeven. Latere uitbreidingen of wijzigingen zijn moeilijk door te voeren. Omwille van de kosten worden boringen doorgaans precies gedimensioneerd, maar dat kan een obstakel worden als de behoeften later wijzigen. Bij een aquathermisch systeem kan men vrij vlot de debieten wijzigen. Tenslotte is het ruim beschikbaar, zeker in onze streken. Steden en dorpen hebben zich historisch ontwikkeld aan de oevers van waterlopen, zodat men allicht wel een warmtebron vindt. Ook de oude industriële sites die nu volop een herbestemming krijgen, liggen in vele gevallen aan een kanaal. Zoals Stijn De Jonge het uitdrukt: “dankzij de waterlopen hebben steden en industrie zich vroeger kunnen ontwikkelen. Nu maken diezelfde waterlopen de energietransitie mogelijk.”
Types
Er zijn verschillende mogelijkheden. Meestal maakt men gebruik van oppervlaktewater: een waterloop, een kanaal of een meer. Een andere variant is riothermie, waar men het rioolwater als warmtebron gebruikt. Dat is interessant omdat afvalwater meestal vrij warm is: kamertemperatuur of meer. Een laatste mogelijkheid zijn drinkwaterleidingen. Hier is een juiste dimensionering van belang met het oog op sanitair warmwaterproductie: elke graad die de temperatuur van het drinkwater daalt, moet gecompenseerd worden door het warmwatertoestel.
De technieken zijn vergelijkbaar met die voor geothermie. Het gesloten systeem is hetzelfde principe als een bodem-water warmtepomp: het medium stroomt in een warmtewisselaar. Een open systeem is vergelijkbaar met een water-water warmtepomp: het water wordt aangezogen, door een warmtewisselaar geleid en weer naar de bron gestuurd.
Het toepassingsveld verschilt naargelang de warmtebron. Bij oppervlaktewater is een gesloten systeem minder praktisch: de warmtewisselaar kan immers een vrij groot obstakel vormen voor andere gebruikers en kan het ecosysteem verstoren. In dat geval kiest men meestal een open systeem, omdat zo de rivier of het meer volledig vrij kan blijven. De aanzuig moet dan wel gefilterd worden; het is niet de bedoeling dat er vissen in de warmtewisselaar terecht komen. Bij riothermie is een gesloten systeem dan weer meer aangewezen omdat er dan geen rioolwater door de warmtewisselaar moet stromen. Daar wordt dan gebruik gemaakt van buizen die tegen de rioolwand worden aangebracht om de stroming zo weinig mogelijk te verstoren.
Beperkingen
Technisch zijn er weinig beperkingen. De voornaamste is de watertemperatuur. Jan Denayer licht toe “Standaard koelen we het water zo’n 3°C af. Met een watertemperatuur tot 5°C zitten we dus nog goed. Wordt het water echter kouder, is er bevriezingsgevaar en moeten we de installatie stilleggen. Concreet betekent dit dat we in erg koude periodes tekort kunnen schieten. Een vorm van backup, zoals buffering of een secundaire verwarming is in die gevallen aangewezen.”
Een andere complicatie is de wetgeving. Die ontbreekt namelijk zo goed als volledig. Het voordeel daarvan is dat er veel mogelijk is. Het nadeel is dat niemand weet wat er precies mogelijk is. Instanties zoals de VMM en De Vlaamse Waterweg staan niet negatief tegenover aquathermie, maar willen eerst inschatten wat de gevolgen kunnen zijn.
Effecten modelleren
Hier kan Extraqt een bijdrage leveren. Zij hebben namelijk een computermodel uitgewerkt waarmee men het potentieel van een rivier of een meer kan meten, en tegelijk ook het effect dat van een installatie op het oppervlaktewater. Dat laatste is cruciaal voor het welslagen van de techniek. Een installatie stroomopwaarts mag immers geen nadelige invloed hebben op eventuele andere installaties stroomafwaarts. Een juiste inplanting en dimensionering zijn nodig, en Extraqt kan bepalen wat mogelijk is en wat niet. In de toekomst kunnen we denken aan een soort vergunningsysteem waarbij afnemers het recht hebben om een zekere hoeveelheid energie uit een rivier te putten. Dat kan dan werken volgens een use it or lose it principe, om te voorkomen dat gebruikers meer gaan claimen dan ze nodig hebben.
Extraqt kan ook de impact op het ecosysteem meten. Een aquathermie-installatie creëert een pluim van koud water in de rivier, de zogenaamde mengzone. Met het computermodel kan men de afmetingen van die mengzone nagaan, om verstoringen van het ecosysteem te vermijden. Het model geeft ook gegevens over de regeneratie. Dat is een complex proces: niet alleen de bezonning speelt daar een rol, ook de watertemperatuur zelf en de verdamping. Vooral in waterpartijen met geen of weinig beweging zoals meren en kanalen moet dat nauwkeurig berekend worden.
De expertise van Extraqt gaat nog verder: het studiebureau levert kennis op alle vlakken. Het kan het regelgevend kader uitpluizen, de warmtevraag in kaart brengen, het systeem dimensioneren, onderdelen selecteren enzovoort. Promotoren die willen beginnen met aquathermie zitten vaak me heel wat vragen. “Bij Extraqt willen we daar een antwoord op geven.” aldus Stijn De Jonge. “We zijn een echte one stop shop voor een aquathermieproject. We staan niet alleen ten dienste van projectontwikkelaars, maar ook van de overheid. Als een overheidsdient met zo een vraag geconfronteerd wordt, wil men eerst weten wat de effecten zijn, vooraleer een beslissing te nemen. Met het computermodel kan de impact van het project in kaart gebracht worden wat dan de basis kan vormen voor het beleid.”
Voor Extraqt is het duidelijk: aquathermie vormt de sleutel tot een geslaagde energietransitie.
Door Alex Baumans
Illustraties: Extraqt
