Warmteopslag in basalt voor het ECOdorp in Boekel

Een verzuchting en de politiek
Mevrouw Van der Vorst reageerde op het interview dat op 08 februari 2020 met mij in het Eindhovens Dagblad gestaan had. Waarschijnlijk omdat ze mijn gegevens niet had, had ze een mail naar de Eindhovense SP-afdeling gestuurd, die hem weer naar mij had doorgestuurd.
Ik behandel de vraag alsof hij op deze website binnengekomen was en omdat ik vragen altijd beantwoord, hierbij een antwoord.

De mail heeft een politieke en een technische component.

Meneer Cees van Nimwegen uit Best heeft na zijn pensionering een met elektriciteit gevoede warmteopslag ontworpen, het CESAR-systeem (Centralized Electricity And Storage System). Doel van het systeem is om overschotten aan duurzame energie op te slaan voor later gebruik als warmte.
Er staat inmiddels een proefopstelling. Een deel van de ontwikkelingskosten gaat uit eigen zak.
Mevrouw Gonny van der Vorst, die de brief schreef, doet zijn PR.
Zie https://cesar-energystorage.com/ .

In de brief werd gemopperd dat er geen interesse was van politieke partijen, met name bij de presentatie van de pilot (die overigens diverse persmedia haalde).
Ik weet uit eigen ervaring dat gemeenteraads- en PS-leden zelden naar dit soort presentaties gaan, alleen al uit tijdgebrek, en uit gebrek aan kennis op dit vlak. Ze laten dat over aan de Colleges van B&W en GS, en die laten het weer over aan hun ambtenaren. En uiteindelijk heeft dat systeem gewerkt, want meneer Gosselink van de Brabantse Ontwikkelings Maatschappij (BOM) heeft zich er mee bemoeid en prijzende woorden gesproken, er is provinciale subsidie en er is EU-subsidie om in het ECO-dorp in Boekel (bij Gemert in Brabant) een proefopzet in een zeecontainer te realiseren.
Het politieke systeem heeft tot nu toe gewerkt, zij het misschien op een andere manier dan de initiatiefnemers zich hadden voorgesteld.
Mijn advies is om onafhankelijk onderzoek te laten doen, bijvoorbeeld door de TU Eindhoven of ECN. Via de BOM zou dat moeten kunnen.

Het CESAR-systeem
Hoe werkt dat systeem?

Buizen worden in de vorm van een warmtewisselaar gevormd. Bij het laden loopt de (als het goed is) duurzaam opgewekte stroom door de wand van de buizen. Die werken als weerstandsdraad (te vergelijken met de elektrische waterkoker of de gourmet-verhitter). Zo drie lagen met er tussen in een laag sensoren. Het geheel opgevuld met basalt.
De warmte wordt bij het opladen afgegeven de basalt, dat kan opwarmen tot ca 500°C. Die hitte wordt van de buitenwereld afgeschermd met een dikke laag steenwol.
Bij het ontladen wordt er lucht door de buizen geblazen, die er met hoge temperatuur uit komt.

De website noemt als prestatieindexen 200 a 250kWh per kuub basalt (een aannemelijke waarde) bij 2 cent kosten per kWh (kan ik niet beoordelen). De gebruikte 20 voet/40m3 zeecontainer zou dan 36GJ bevatten . Ter vergelijking: een gemiddelde Nederlandse woning verbruikt aan verwarming (meestal gas) 43GJ.
De energiedichtheid is dan ca 0,9 GJ/m3, maar onduidelijk is hoe gelijkmatig de warmte verdeeld is.
Na een half jaar is er nog 80% van de opgeslagen warmte over.

Tot nu toe wordt die lucht uitsluitend voor verwarming gebruikt, maar in theorie zou je ook een gasturbine op de uitstromende lucht kunnen zetten. Ik denk zelf dat dat geen goed idee is (het systeem wordt ineens een stuk complexer en het rendement daalt na enige tijd sterk).

Schema van het CESAR-systeem

Vergelijking met enkele andere systemen
CESAR is een eenvoudig, robuust ogend en goedkoop systeem.

Er bestaan echter al enkele systemen voor warmte-opslag, zoals het Limburgse Mijnwatersysteem, het Ecovat en het zouthydratensysteem van TNO. Zie respectievelijk Warmte in Brabant en het Mijnwaterproject , Energy Day TU/e bespreekt Ecovat-systeem en TNO ontwikkelt warmtebatterij op basis van het hydrateren van zouten .

Het voorgestelde Ecovatsysteem voor de Trekvlietzone in Den Haag voorziet een vat van 40.000m3, goed voor 2500MWh, voor investeringslasten van 6 a 7 miljoen. Zit dus ergens rond de 2,5 cent/kWH, maar er is dus een kant en klaar plan, duizend keer zo groot. Ekovat werkt met water van 900C en oogt iets beheersbaarder.
De energiedichtheid bij Ekovat zit op ongeveer 0,22GJ/m3 .
Na een half jaar is nog ruim 90% van de opgeslagen warmte over.
Zie www.ecovat.eu/projecten/ .

TNO publiceert over zijn warmteopslag met zouthydraten op https://www.tno.nl/nl/aandachtsgebieden/industrie/roadmaps/sustainable-chemical-industry/warmtebatterij-voor-in-huis/ . Droog en nat gips is voorbeeld van een zouthydraat.
TNO beweert dat de energiedichtheid van hun ontwerp (dat ze samen ontwerpen met de TU Eindhoven) maar dan tien keer die van op water gebaseerde systemen is. Een systeem is daarom veel kleiner en past in een woning.

TNO zoekt nog industriële partners en geeft geen informatie over de leveringstermijn en de prijs. Het opslagrendement zou erg hoog zijn.

Ik zou niet durven voorspellen hoe deze concurrentie zich ontwikkelt.
Als ik er een slag naar moet slaan, maakt het Cesarsysteem kans in goedgeïsoleerde nieuwbouwsituaties waar veel ruimte is, waar sprake is van een collectiviteit en waar de prijs belangrijk is.

Ecodorp Boekel
De EU heeft in zijn Innovatieprogramma Op Zuid subsidie gegeven aan de ontwikkeling van het Ecodorp in Boekel (zie www.ecodorpboekel.nl/eu-zet-ecodorp-boekel-op-nr-1-en-kent-grote-subsidie-toe/ ). Een van de bestemmingen van die subsidie is een warmteopslag volgens het CESAR-systeem.

In het Ecodorp moeten 30 woningen en enkele andere ruimten komen, waarvoor een bunker nodig is met 800mbasalt en een tank met 10 m3 water. Het hele systeem moet een half miljoen kosten. ( www.ed.nl/best-meierijstad-en-son/bestse-uitvinder-bouwt-duurzame-basaltaccu-in-ecodorp-boekel~ac2194d4/ ).
Er zijn ook andere interessante vernieuwingen, maar die vallen buiten het bestek van dit verhaal.

Plattegrond van het Ecodorp

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.