Een kleine motor voor schemerlamp en warm water

KLEINSCHALIGE koppeling van warmte en kracht om gelijktijdig elektriciteit en warmte op te wekken, staat in Nederland op doorbreken. Na enkele succesvolle experimenten waarin de techniek zich heeft bewezen, zullen dit jaar nog tientallen kleine warmte/krachteenheden worden neergezet.

Het Gelderse energiebedrijf Gamog gaat als eerste in Nederland enkele eenheden gebruiken om huizen van stroom en warm water te voorzien, met als inzet gasbesparing. Het betreft een blok woningen in de nieuwbouwwijk Drielanden in Harderwijk, dat vóór het eind van dit jaar wordt opgeleverd.

In een warmte/kracht-eenheid wordt elektriciteit opgewekt. Daarbij komt zoveel warmte vrij dat deze te gebruiken is voor de verwarming van huizen. De warmte wordt in de vorm van heet water via een pijpleiding naar de woningen gepompt.

Gecombineerde opwekking van elektriciteit en warmte levert flink wat energiebesparing op in vergelijking met gescheiden productie van warmte in bijvoorbeeld een hoogrendementsketel thuis en van elektriciteit in een grote centrale. Vooral in zo'n centrale wordt veel energie verspild: slechts 40 tot 50 procent van de energie die in het aardgas of de kolen zit, wordt er omgezet in elektriciteit. De rest gaat verloren via het koelwater; slechts de buitenlucht wordt ermee opgewarmd.

De afgelopen jaren heeft het gebruik van de warmte/krachttechniek een enorme vlucht genomen. Dat is gebeurd in de vorm van grote eenheden van minimaal enkele tientallen megawatts. In Nederland wordt 30 tot 40 procent van de elektriciteit in dergelijke zuinige eenheden geproduceerd. Maar de introductie van kleine eenheden voor gebruik in woonwijken, kantoorgebouwen, verzorgingstehuizen en flats bijvoorbeeld, staat voor de deur. Het is een technisch antwoord op de steeds luidere roep om kleinschaligheid.

Ten opzichte van de grotere eenheden voor warme/kracht hebben de kleinere het voordeel van kortere transportleidingen waardoor het verlies aan warmte kleiner is. De kleine centrales helpen de gasbedrijven tegemoet te komen aan hun stijgende behoefte zorg te dragen voor stroomleverantie. Ze willen daarmee in de toekomst beter kunnen concurreren met andere energiebedrijven.

Voorlopig is er nog maar één apparaat geschikt, een ééncilinderige, robuuste gasmotor van Fichtel & Sachs. Dit Duitse bedrijf heeft de afgelopen tien jaar 150 miljoen gulden geïnvesteerd in de ontwikkeling van zo'n mini-warmte/krachteenheid met een elektrisch vermogen van ruim vijf kilowatt. Het bedrijf heeft deze machine eind vorig jaar in serieproductie genomen.

Het warme water, geschikt voor verwarming van vertrekken en van tapwater, heeft een temperatuur van 80 graden Celsius. De motor is gemaakt voor een extreem lange bedrijfstijd en weinig onderhoud. 'De eenheid kan minimaal veertigduizend uren draaien voordat revisie nodig is, acht tot tien jaar dus', zegt ing. G. Trompert van importeur Zantingh in Aalsmeer, grootleverancier van warmte/kracht-eenheden in allerlei soorten en maten. 'Vergeleken met een automotor is dat minstens enkele miljoenen kilometers.'

Het Duitse bedrijf heeft de afgelopen jaren een honderdtal prototypes gebouwd en beproefd. 'Ze hebben gemiddeld bijna zevenduizend uur per jaar gedraaid, terwijl er gemiddeld pas na twaalfduizend uur - na twee à drie jaar dus - een storing optrad', stelt Trompert.

In Nederland draaien drie van die eenheden: één in het pand van Zantingh in Aalsmeer en één bij een flatgebouw met twintig woningen in Groningen.

De derde produceert warmte en elektriciteit in een kantoorgebouw in Ridderkerk. 'Sinds januari vorig jaar zijn ze in bedrijf, alledrie nog steeds zonder storing', aldus Trompert.

Het energiebedrijf Gamog gaat twee gasmotoren kopen; elk voor zes tot tien huizen. 'Zo'n eenheid levert meer dan 90 procent van de warmtebehoefte in die woningen, gerekend over het hele jaar en minimaal 70 procent van de benodigde elektriciteit', aldus ir. J. Schulte van Gastec, het Centrum voor Gastechnologie in Apeldoorn, dat de Gamog heeft geadviseerd.

Bij de gasmotor komen, in een schuurtje naast een blok huizen, een of twee gewone hoogrendementsketels en een warmteopslagvat. De ketels zullen de rest van de warmte leveren op momenten dat de vraag naar warmte groot is. De rest van de benodigde stroom wordt uit het elektricteitsnet gehaald.

'In vergelijking met het gescheiden opwekken van warmte en stroom levert dit een energiebesparing op van minimaal 10 procent', stelt Schulte. 'Bovendien hoeft deze oplossing niet duurder uit te vallen.'

Hij draait er overigens niet omheen dat iedereen zich zowel rijk als arm kan rekenen aan kosten, afhankelijk van de randvoorwaarden zoals de isolatie van de huizen.

Schulte ziet grote toekomstmogelijkheden voor kleine warmte/krachteenheden. 'Mini-warmte/kracht scoort heel goed als optie voor de toekomstige energievoorziening, in vergelijking met stadsverwarming of afzonderlijke cv-ketels, met name in kleinschalige nieuwbouwprojecten.'

Trompert van importeur Zantingh beaamt die grote marktmogelijkheden. Uit een onderzoek dat het bedrijf heeft laten uitvoeren, blijkt dat er de komende tien jaar zevenduizend tot negeneneenhalfduizend van dergelijke mini-warmte/krachteenheden kunnen worden geplaatst in nieuwbouwwijken, in verpleeg- en verzorgingstehuizen en in hotels- en restaurants.

'Minimaal, want niet alle martksectoren zijn al onderzocht. Zo is nog niet gekeken naar de belangrijke kantoren- en bedrijfsruimtemarkt', stelt Trompert. De eerste aanzet tot het betreden van die grote, commerciële markt is al gegeven. 'Enkele tientallen eenheden zijn besteld, en we verwachten dit jaar nog meer bestellingen.'

Broer Scholtens