Waarom we over dit onderwerp schrijven:
Niet alle energie waarvoor we betalen wordt gebruikt. Daar zitten – afhankelijk van de context – een paar redenen achter. Die variëren van onaangepaste technologieën tot louter nalatigheid. Slecht geïsoleerde gebouwen bijvoorbeeld, of warm proceswater van een industrie dat zomaar wordt geloosd. En dat terwijl er gezien de huidige energiecrisis en de veeleisende klimaatuitdagingen eigenlijk geen watt verloren mag gaan.
Om dat probleem aan te pakken heeft de EU verschillende instrumenten gelanceerd. Het Fitfor55-pakket omvat voorstellen voor verbetering van energie-efficiëntie. Dan is er het coronaherstelfonds om op een groene manier uit de COVID-19-crisis te komen. Via dit pakket hebben de lidstaten geld uitgetrokken om ook energie te besparen, bijvoorbeeld door gebouwen aan te passen.
Enkele maanden na het begin van de oorlog tussen Rusland en Oekraïene lanceerde de Commissie de REPowerEU-strategie, met als hoofddoel de EU minder afhankelijk te maken van Russisch gas. Het plan omvat ook maatregelen om het energiegebruik te optimaliseren. Slimmer omgaan met energie zou wel eens een lonende tactiek kunnen zijn in de strijd tegen de stijgende energieprijzen.
Rotatiewarmtepomp
Bij industriële processen ontstaat zogenaamde overtollige of afvalwarmte. Deze energie is meestal opgewekt met behulp van fossiele brandstoffen. Het is dus zonde om die niet te gebruiken. Hoewel het moeilijk te kwantificeren is, wordt geschat dat deze restwarmte maar liefst twintig tot vijftig procent van het industriële energieverbruik uitmaakt.
Het Oostenrijkse ecop Technologies ontwikkelde een rotatiewarmtepomp die afvalwarmte recyclet die anders verloren zou gaan. Het is gebaseerd op een 150 jaar oud proces: dat van Prescott Joule. Tot nu toe bleef deze mogelijkheid ongebruikt, omdat het een hoge mate van compressie vereist. Ecop weet die te bereiken door middel van centrifugaalkrachten. Daardoor weet de roterende warmtepomp afvalwarmte tot 150°C – en binnenkort 200°C- op te stuwen.
“Dit is cruciaal omdat veel industriële processen temperaturen tussen de 100°C en 200°C nodig hebben”, vertelt Thomas Weichselbaumer aan Innovation Origins. Hij is verantwoordelijk voor marketing en communicatie bij ecop. “Bovendien is hij zo ontworpen dat hij flexibel is, terwijl conventionele warmtepompen een vast temperatuurbereik hebben. Tijdens industriële processen verandert de temperatuur echter soms van minuut tot minuut. Onze warmtepomp kan afvalwarmte op elk moment efficiënt gebruiken.”
Het systeem werkt ook voor koeling. Hoewel de technologie van ecop gericht is op de industrie, is ze ook toepasbaar voor stadsverwarming en overal waar er overtollige warmte is. Bijvoorbeeld in ziekenhuizen. Conventionele warmtepompen gebruiken giftige gassen om warmte te koelen, de rotatiepomp gebruikt een klimaatvriendelijk alternatief.
Slimme thermostaat
Gebouwen zijn verantwoordelijk voor de helft van het totale energieverbruik. De verwarming van ruimten is verantwoordelijk voor zeventig procent van het energieverbruik van openbare gebouwen. Hoe verwarmd ook, veel ruimtes worden misschien niet tot nauwelijks gebruikt. Ondertussen blijft de verwarming wel aan, waardoor energie wordt verspild.
Het Duitse bedrijf Vilisto heeft het hele warmtebeheer gedigitaliseerd, van radiatoren tot ketels. In het bijzonder ontwierpen zij een digitale radiatorthermostaat. Deze detecteert de aanwezigheid van mensen. Ook berekent het systeem aan de hand van lokale weersgegevens hoe lang het duurt om de kamer op te warmen. Bovendien merkt het apparaat op wanneer een raam openstaat en past daar dan de verwarming op aan. Een online dataplatform – gekoppeld aan het apparaat – verzamelt in real time alle gegevens die door de thermostaten worden doorgegeven. Het geeft een overzicht van specifieke verdiepingen en biedt de mogelijkheid om het verwarmingsbeheer aan te passen. Vilisto beweert dat zijn technologie zo tot 32 procent kan besparen op verwarmingskosten en tegelijkertijd de uitstoot van koolstofdioxide kan verminderen.
Digitalisering
Digitalisering van het energiesysteem kan een verschil maken bij het beter benutten van energie. Op weg naar een energiesysteem dat grotendeels draait op wind- en zonne-energie, zullen data en flexibiliteit een grote rol gaan spelen. Maar ook in de huidige crisis kan digitalisering een waardevolle bondgenoot zijn.
Volgens professor Henrik Madsen van de Technische Universiteit van Denemarken is die data er al. Informatie over de verschillende energiebronnen en over het verbruik is op grote schaal beschikbaar. Flexibiliteit is volgens hem even cruciaal en komt met het aanpassen van gewoonten aan de energieproductie van dat moment.
Door gebruik te maken van machine learning en big data technologieën kunnen modellen worden ontwikkeld om het gedrag van verwarmings- en energiesystemen te controleren en te voorspellen. Madsen wijst er ook op dat sommige van deze opties klaar zijn om in te zetten. Wat ontbreekt is de wettelijke toestemming om ze in gebruik te nemen. Het is duidelijk dat om de gewenste flexibiliteit te bereiken, een bredere toegang tot energieopslagsystemen nodig is.
Klimaatimpact
Minder gebruiken betekent minder uitgeven en minder vervuilen. Een warmtepomp van ecop bespaart tot 2500 ton CO2 per jaar. Het door Vilisto ontworpen systeem belooft ook de koolstofuitstoot te verminderen in een hoeveelheid die evenredig is met de hoeveelheid bespaarde energie. In die zin slaan de twee innovaties twee vliegen in één klap: ze besparen geld en tonnen broeikasgassen.
Zowel de oprichters van ecop als die van vilisto stonden in de lijst van 2022 met winnaars van de European Institute of Innovation and Technology – EIT – Awards. Bernhard Adler van ecop won de Innovators Award, terwijl Christoph Berger van Vilisto de Venture Award ontving.
