Warmteopslag maakt grootschalige verduurzaming van de industrie mogelijk

Industrie decarboniseren

Dat blijkt uit een onderzoek door de European Energy Research Alliance (EERA), waaraan TNO belangrijke bijdragen leverde. In EERA werken vele tientallen onderzoeksinstellingen in meer dan 30 landen samen aan een klimaatneutrale samenleving. Dat gebeurt in achttien joint programs (JPs) waarvan TNO het programma Energy Efficiency in Industrial Processes coördineert, dat het paper Industrial Thermal Energy Storage, Supporting the transition to decarbonise industry eind 2022 publiceerde.

Terughoudend

In de vele plannen voor verduurzaming en decarbonisatie van de industrie is er vooral aandacht voor onderwerpen als elektrificatie en waterstof maar relatief weinig voor thermische opslag. Ook het bedrijfsleven is nog terughoudend. Toch is TES noodzakelijk om in belangrijke mate het gebruik van gas, olie en kolen als brandstof voor thermische industriële processen te vervangen door duurzame energie. De onderzoekers geven aan dat het in principe mogelijk is de warmtevraag van de industrie zo volledig te verduurzamen. Dat komt dan neer op een potentiële energiebesparing voor de Europese industrie van zo’n 1.800 terawattuur (TWh), die de CO₂-uitstoot met 513 megaton per jaar vermindert.

Vraag en aanbod slimmer afstemmen

Andere voordelen van thermische energieopslag zijn het beter benutten van restwarmte waardoor de procesefficiency toeneemt en het slimmer afstemmen van vraag en aanbod. Denk daarbij aan het opslaan van goedkope elektriciteit als thermische energie tijdens daluren en die gebruiken tijdens piekuren. TES helpt ook om de stabiliteit van elektriciteits- en warmtenetten te vergroten, bijvoorbeeld doordat piekvraag naar elektrisch gegeneerde warmte hiermee uitgesmeerd kan worden en doordat op momenten dat weinig elektriciteit beschikbaar is, de warmtevraag tijdelijk kan worden ingevuld met warmte uit de opslag.

Praktijkvoorbeelden

Dat TES nog weinig wordt toegepast komt vooral door onbekendheid met de materie en het ontbreken van duidelijke businesscases. Toch laat de paper verschillende voorbeelden zien van succesvolle industriële toepassingen van TES, zoals een staalfabriek en een zonne-energiecentrale in Spanje, een brouwerij in Duitsland, wegenbouw in Zwitserland, en in Noorwegen een vleesverwerkende industrie en een chemiebedrijf.

Aanbevelingen voor beleid

Het rapport geeft een overzicht van de technologieën en toepassingen, en doet aanbevelingen voor beleid, verdere technologie-ontwikkeling en werkt businesscases uit voor industriële processen zoals verhitting en koeling, benutting restwarmte en thermische opslag als back-up energievoorziening.

TNO actief in Joint Programs

EERA telt achttien Joint Programs waarin wordt gewerkt aan technologieën die de EU klimaatneutraal moeten maken in 2050. Het is daarmee een belangrijke speler in het Strategic Energy Technology (SET)-plan van de Europese Unie. TNO coördineert het JP Energy Efficiency in Industrial Processes en de subprogramma’s Thermochemical platform en Stationary bioenergy van het JP Bioenergy, CO₂ Capture van het JP Carbon Capture and Storage (CCS), van het JP Wind Programme Planning & outreach, van het JP Geothermal het subprogramma Exploration of Geothermal Reservoirs en van het JP Photovoltaic Solar Energy het subprogramma Tandem and multi-junction PV.