‘Erkenning geconcentreerde zonnewarmte SDE++ biedt nieuwe kansen voor verduurzaming industrie’

Concentrated solar thermal (cst)-systemen komen vanaf volgend jaar mogelijk in aanmerking voor subsidie in de categorie zonnewarmte, zo schrijft het Planbureau voor de Leefomgeving (PBL) in het conceptadvies SDE++ 2022. Koen Vermout van Azteq is daar blij mee. ‘Het kan nu al, en het gebeurt ook al, maar niet in Nederland.’

Gratis
Tot nu toe is de energietransitie er vooral een van het opwekken van stroom uit zon en wind. Uiteindelijk zal daar volgens Vermout echter maar een deel van de behoefte aan hernieuwbare energie mee worden opgelost. De wereld elektrificeert immers snel, bijvoorbeeld in de vorm van de opkomst van elektrische auto’s en de uitrol van warmtepompen. De vraag naar duurzame elektriciteit zal dan ook enorm toenemen. ‘Dat we die in de toekomst moeten gaan importeren, is nu al evident. Maar als we alles elektrisch maken, dan hebben we 4 tot 5 keer meer duurzaam opgewekte stroom nodig dan waar we nu wereldwijd op koersen. Waar haal je dat vandaan? Het op grote schaal lokaal produceren van duurzame warmte is dus onontkoombaar, ook wat betreft de hoge temperaturen die gebruikt worden in de industrie en heel veel oudere warmtenetten.’

Het opwekken van duurzame warmte van hoge temperatuur kan op enkele manieren. Een methode van dit moment is het verbranden van biomassa. De vraag is echter hoe verantwoord dat werkelijk is. Een technologie van de toekomst betreft geothermie. Vermout twijfelt echter aan een kosteneffectieve haalbaarheid. Vermout: ‘Zeker in onze contreien voor temperaturen. Het stoken van groene waterstof zal vast ooit zijn plek krijgen in het toekomstige energiesysteem, de vraag is wanneer en in hoeverre; de productie ervan legt immers beslag op de beschikbare groene stroom. Gebruikmaken van zonnewarmte voor hogetemperatuurproductie biedt dan ook de meeste kansen. De zon is gratis en de technologie is er al, namelijk concentrerende collectoren. De toegevoegde waarde is bovendien niet alleen voorbehouden aan zonnige landen. Het belang en de mogelijkheden van deze toepassing worden al volop gezien, bijvoorbeeld in Duitsland, België, Denemarken en Spanje. Daar zijn al vele projecten gerealiseerd. Nederland staat wat dit betreft op flinke achterstand.’

Gesmolten zout
Concentrerende collectoren volgen altijd de zon. Er bestaan 4 technologieën. De eerste betreft de zonnetoren – een toren met aan de voet een groot oppervlak aan spiegels in de vorm van een halve maan, die gezamenlijk het zonlicht op 1 punt concentreren. Dat levert temperaturen op richting de 1.000 graden Celsius. De transportvloeistof is dan ook geen water, maar gesmolten zout. Omdat zonnetorens tot wel 150 meter de lucht in kunnen reiken, wordt er gewerkt met hoge druk, wat de technologie extra complex maakt. Ze worden echter al 40 jaar gebouwd, bijvoorbeeld in de woestijnen van Marokko en de Verenigde Staten, met name om turbines voor stroomproductie aan te drijven. Zonnetorens zijn goed voor 5 procent van de warmte die wereldwijd wordt opgewekt met concentrerende collectoren. Een tweede verschijningvorm is die van concentrerende reflectoren. Stel je daarbij een halve bol voor, net zoals een schotelantenne maar dan een spiegel die licht op 1 punt focust. Bij deze nog nauwelijks gecommercialiseerde technologie moet er vanwege de hoogoplopende temperaturen met zeer warmtebestendige materialen worden gewerkt om een robuust systeem te creëren, en dat is moeilijk en kostbaar.

Fransman
Vermout: ‘De derde techniek is de zogenaamde parabolische trog; een parabolische spiegel die het opgevangen zonlicht op een collectorbuis richt. De vierde en laatste techniek is de Fresnel-collector die gebruikmaakt van een veelheid aan vlakke spiegels die gezamenlijk als een parabolische spiegel werken, net zoals in oude lichttorens. Dat systeem is met name populair in Frankrijk, zeker en vast omdat de spiegel door een Fransman is uitgevonden. Het levert wat minder warmterendement dan een systeem met parabolische spiegels, maar het is ook wat goedkoper waardoor er weinig verschil zit in de businesscase. Dat neemt niet weg dat nu 90 procent van de globale geconcentreerde zonnewarmte wordt geproduceerd met behulp van een parabolische trog. Dat is ook de technologie die wij gebruiken voor het verwarmen van stoom tot zo’n 400 graden Celsius.’

Lees hier het volledige artikel ‘Nederland op achterstand in toepassing concentrerende zonnecollectoren’ in de juni 2021-editie van Solar Magazine.