Blog Aquathermie: Onmisbaar in de energietransitie

  • Datum29-07-2021
  • AuteurHette de Vlieger

Nederland heeft een missie om in 2050 energie en CO2 neutraal te zijn en zo mogelijk nog eerder. Qua woningbouw staat Nederland voor een enorme bouwopgave en daarnaast moeten deze woningen ook gasloos worden opgeleverd. Eveneens moet voor bestaande woningen een alternatief gevonden worden om deze zonder gas van warmte te voorzien. Met als uitgangspunt het soort bebouwing en duurzame warmtebronnen in de omgeving wordt er per locatie naar de ideale oplossing gezocht. Nederland wordt natuurlijk omgeven maar ook dooradert door water, vandaar dat Aquathermie een belangrijke speler is binnen de energietransitie.

Auteur Hette de Vlieger Engineer duurzame energie

Aquathermie, wat is het?

Aquathermie is een techniek om warmte dan wel koude te onttrekken aan oppervlaktewateren (Thermische Energie uit Oppervlaktewater, TEO). De temperatuur van het water, welke kan oplopen tot wel 25°C, is nog niet warm genoeg om direct een huis mee te verwarmen of om mee te douchen. Door middel van een warmtepomp wordt deze 25°C opgewaardeerd tot een werkbare temperatuur voor huishoudens. Hoe hoger de brontemperatuur des te efficiënter de warmtepomp zal werken. Gedurende de winter is deze hoge temperatuur niet beschikbaar, echter, de meeste warmte wordt wel gedurende de winter gevraagd. Vandaar dat Aquathermie vaak in combinatie met een grootschalige warmte-/koudeopslag wordt toegepast waardoor de temperaturen van de zomer ook gedurende de winter als bron kunnen dienen voor de warmtepomp.

 

Doordat bij warmtewinning met Aquathermie tijdens hete zomers het water afkoelt, heeft dit een temperend effect op de omgeving. Daarnaast worden nadelige effecten van hoge temperaturen op de waterecologie, zoals overmatig blauwalg, door Aquathermie gereduceerd.

Versnel Aquathermie met 3D-simulaties

Figuur 1 | De temperatuurdistributie bij verschillende achtergrondstromingen nadat het TEO systeem 10 dagen heeft gedraaid.

Tot op heden zijn er reeds tientallen Aquathermiesystemen gerealiseerd en in bedrijf, waarbij een installatie warmte voorziet voor een enkele woning tot complete wijken aan toe. Om de adoptie van Aquathermie nog verder te versnellen heeft IF Technology een framework ontwikkeld waarbij de effecten van Aquathermie op het oppervlaktewater zichtbaar worden gemaakt door middel van simulaties met de software Delft3D. In onderstaand afbeelding zijn de simulatiedoeleinden opgesomd en gerelateerd aan de klantreis die de klant met IF Technology doorloopt.

Hoe zit de simulatie in elkaar?

IF Technology simuleert de stroming en het warmtetransport in wateren met behulp van Delft3D. Hiervoor houden we o.a. rekening met externe weersinvloeden, stromingen in het oppervlaktewater en omliggende Aquathermiesystemen. De simulaties zijn door IF Technology gevalideerd en de gesimuleerde watertemperaturen hebben minder dan 1°C afwijking t.o.v. gemeten watertemperaturen.

Optimale benutting van Thermische Energie

Voor overheden & ontwikkelaars
Ons doel is om de thermische potentie van het oppervlaktewater optimaal te benutten. Overheden kunnen door middel van onze simulaties effectief beleid gaan voeren op de schaarse duurzame warmtebronnen en beschikbare potenties koppelen aan verduurzamingsvraagstukken. Door de snelle ontwikkeling van meerdere systemen in aan elkaar grenzende wateren is het van belang dat wij in een vroeg stadium helder krijgen hoe we de potentie zo optimaal mogelijk kunnen benutten.

Ecologie

Voor ontwikkelaars
Een nieuw Aquathermiesysteem moet voldoen aan de gestelde kaders van het bevoegd gezag om Aquathermie en ecologie hand in hand te laten gaan. Gezien de recente vlucht die Aquathermie maakt zijn gestelde kaders nog in ontwikkeling en is het voor vergunningverleners niet altijd eenvoudig te bepalen hoe een lozing exact effect heeft op het omliggende water. Figuur 2 laat het thermische invloedgebied van een lozing zien. Ons streven is hierbij altijd om de ecologie enkel positief te beïnvloeden.

Aquathermie TEO negatieve beïnvloeding

Figuur 2 | Simulatie met drie TEO systemen zonder negatieve beïnvloeding.

Kosteneffectief

Voor ontwikkelaars
Indien het onttrekkingspunt te dicht bij het lozingspunt staat heeft het water nog niet de natuurlijke achtergrond temperatuur bereikt en ontstaat er ‘thermische kortsluiting’. In het verleden zijn systemen dikwijls over-gedimensioneerd om deze thermische kortsluiting te voorkomen. Door middel van onze simulaties kunnen wij exact berekenen wat de minimale afstand moet zijn tussen de lozing en onttrekking, welk debiet er mogelijk is en wanneer een kostentechnisch optimum is bereikt.

Meer weten?

Wil je meer weten wat de 3D-simulatie voor jou kan opbrengen? Neem dan contact op met Hette de Vlieger via info@iftechnology.nl.

Hette de Vlieger Engineer duurzame energie

Sinds 2020 werk ik bij IF als engineer in de duurzame energie sector. De uitdaging zit hem mij vooral in het vertalen van een vraag naar een concreet plan, deze te toetsen op de haalbaarheid en vandaar stappen te zetten richting realisatie.