Thermische opslag in de industrie: ‘Waarde elektrische boiler of warmtepomp verdubbelt’

Wat doen jullie bij Entras?
‘Wij helpen bij het vormgeven van de energietransitie van de industrie. Elektrificatie is daarbij de essentiële schakel, en de elektriciteitsvraag moet daarbij kunnen schuiven in de tijd. Dat kan door extra verbruik toe te voegen bij een groot aanbod, bijvoorbeeld het inzetten van een elektrische boiler tijdens de goedkope uren. Je kunt ook bestaand verbruik op slaan voor later gebruik. Beide gaan hand in hand. Dat is ook waar thermische opslag om de hoek komt kijken. Maar dit heeft uiteraard pas zin als warmte elektrisch wordt gemaakt, in ieder geval deels.’

Wat zijn de voordelen van een thermische buffer ten opzichte van een batterij?
De investeringskosten per opgeslagen megawattuur warmte ligt doorgaans veel lager dan bij batterijopslag, en in veel industriële sites is al een deel van de benodigde buffer aanwezig. Die buffers – meestal gewoon warmwatertanks – staan er vaak al, ook bij een warmtekrachtkoppeling (wkk) omdat elektriciteits- en warmtevraag daar moeten samenvallen. Daarnaast: bij een batterij neemt de prijs een factor 2 toe bij elke verdubbeling van de capaciteit. Bij thermische opslag is dat veel minder. Een thermische buffer is dan ook uitstekend geschikt voor langere opslag, soms zelfs 8 uur of meer.’

Hoe nieuw is dit allemaal?
‘We hadden het zo’n 10 tot 15 jaar geleden al over flexibiliteit in koelhuizen. Die staan bijvoorbeeld op min 5 graden, maar mogen ook min 6 of 7 zijn, en draaiden vaak al op warmtepompen. Koude is in wezen ook gewoon opgeslagen thermische energie. Nieuw is dat we nu ook warmte steeds vaker met elektriciteit maken. Die opslaan in warm water is niet ingewikkeld.’

Er zijn meerdere warmteopslagtechnologieën…
‘Voor hogere temperaturen, onder meer nodig voor stoom, bestaan ook andere thermische opslagtechnologieën, zoals gesmolten zouten, thermische olie of “hot rocks in a box”, keramisch materiaal dat je bijvoorbeeld met warme lucht opwarmt. In Finland gebruiken ze zandbatterijen die maandenlang warmte vasthouden voor stadsverwarming. Nieuw is dat allemaal niet. Het grote verschil met batterijopslag: daar was geen 30 jaar onderzoek voor nodig – en Chinezen om de kost naar beneden te krijgen. En nogmaals: vele fabrieken beschikken al over een warmwaterbuffer. De echte uitdaging zit in het slim samenbouwen van het systeem.’

Hoe wordt zo’n thermische buffer praktisch ingezet?
‘Aanvankelijk als “stootkussen”: bij onbalans op het stroomnet schakelde je snel bij of af, met een vergoeding van de netbeheerder. Vandaag is het interessanter om actief te sturen op de day-aheadprijzen. Die volgen meestal hetzelfde patroon: ‘s ochtends duur, ‘s middags goedkoop door de zon, ‘s avonds weer duur. Een thermische buffer leent zich daar perfect voor: ‘s ochtends laat je hem leeglopen, ‘s middags vul je hem op, ‘s avonds laat je hem weer leeglopen.’

Maar deze toepassingen zijn nog niet wijdverspreid…
‘Elektrificatie van de industrie verloopt traag, en thermische opslag volgt daarop. Sturing is bovendien wat complexer. Bij een batterij beslist de software wanneer die laadt en ontlaadt – koop goedkoop, verkoop duur. Bij een thermische buffer kies je zelf wanneer je oplaadt, maar niet wanneer hij ontlaadt, want daarvoor is de warmtevraag van het proces bepalend. Die moet je dus goed voorspellen en integreren in de fabriekssturing, zodat de buffer nooit leeg raakt.’

Hoe goed is het verdienmodel?
‘Een vuistregel: een elektrische boiler naast een gasboiler draait zonder buffer zo’n 1.000 tot 1.500 uur per jaar – tijdens de uren waarop stroom goedkoper is dan gas. Met een thermische buffer maakt diezelfde boiler 2 tot 3 keer zoveel warmte. Je gebruikt hem nog altijd op de goedkope uren, maar steekt het warmteoverschot in de buffer. Die zet dus een turbo op de elektrische boiler. Wij zeggen weleens: de waarde van een flexibele megawatt verdubbelt met thermische opslag erbij – en daarmee ook de CO2-besparing.’

Hoe groot is de interesse vanuit de markt?
‘Experts kennen het principe, bij klanten en adviseurs is de meerwaarde nog onvoldoende gekend – mede omdat die moeilijker door te rekenen is dan bij een batterij. Batterijopslag is nodig: grote spelers plaatsen nu terecht megasystemen om te optimaliseren op de elektriciteitsmarkt. Bij individuele bedrijven is het anders. Installateurs en energieleveranciers verkopen graag batterijen. Maar dat is doorgaans een suboptimale oplossing indien er warmtevraag is. Een thermische buffer biedt niet zelden meer waarde. Elektrische opslag botst bovendien op beperkte netcapaciteit en een oplopende aansluitkosten; warmteopslag heeft daar weinig last van.’

Is er voldoende aanbod van deze technologie?
‘Daar is geen gebrek aan: er zijn ook veel startups met innovatieve producten. En vaak volstaat het om te ontsluiten wat er al staat, of een groter buffervat te plaatsen. Maar een thermische buffer is geen standaardproduct: elk project vraagt maatwerk. Het echte knelpunt zit dan ook in het begrijpen van die businesscase, en in de softwarelaag die de warmtevraag voorspelt en optimaliseert – zodat het proces nooit stilvalt.’

Hoe kan een impuls worden gegeven aan thermische opslag?
‘Ik vermoed dat het gezien de voordelen vanzelf gaat wanneer energie-intensieve bedrijven volop gaan elektrificeren. Ik denk dat thermische opslag gewoon de volgende golf is. Het helpt ook als de overheid, die nu elektrificatie faciliteert, die scope verbreedt: in Nederland zie je bijvoorbeeld SDE++-gesubsidieerde elektrische boilers die enkel voor snelle flexibiliteit worden ingezet, zonder buffer. Dat is een gemiste kans. Financiële incentives helpen altijd, ook in België. En zoals altijd helpen een paar goede referentiecases enorm, want niemand wil de eerste zijn.’

Die zijn er al?
‘Bij Puratos bijvoorbeeld, dat een chocoladefabriek bij Aalst heeft. Bij de volledige elektrificatie, 4 à 5 jaar geleden, was er nog weinig aandacht voor thermische opslag. Maar de buffers stonden er al – enorme watertanks van 95, 55 en 7 graden, nodig voor het maakproces. Wij bouwden software die ze vult bij lage stroomprijzen en leegtrekt bij hoge, terwijl de algoritmes zorgen dat er altijd genoeg warmte en koude voorhanden is. Dat draait nu bijna 2 jaar zonder verstoring. Voedingsbedrijven zijn sowieso een dankbare doelgroep. Ze werken meestal met temperaturen tussen 50 en 95 graden, prima op te lossen met gewone warmwaterbuffers.’

Thermische opslag wordt mainstream?
‘Voor veel mensen zit de sleutel in het besef dat thermische opslag onlosmakelijk verbonden is met elektrificatie. Zolang ze die link niet zien, snappen ze ook niet waarom het interessant is. Zonder dat inzicht komt het nooit van de grond. Aan de andere kant is het allemaal niet zo ingewikkeld. Onze klanten zijn experts die complexe fabrieken draaiende houden, en die begrijpen echt wel hoe zo’n warmtebuffer werkt en wat het op kan brengen.’