Wat zijn de kansen voor een warmtebatterij op basis van zouten? Gaat dit concept een rol spelen in de warmtetransitie tot een aardgasvrije gebouwde omgeving? In een uitvoerige analyse geeft Thijs ten Brinck zijn ongezouten mening.
“Zoutkristallen van verschillende soorten zout nemen in vochtige lucht watermoleculen op in hun kristalrooster. Dit is een reactie die vanzelf verloopt en die (dus) energie oplevert, in de vorm van warmte. Dit natuurlijke effect werkt ook de andere kant op. In hete en droge lucht geven de gehydrateerde zoutkristallen de watermoleculen weer af.
Ondernemende onderzoekers aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) hebben op basis van dit principe een warmtebatterij ontwikkeld. Met de spin-off Cellcius brengen ze het concept op de markt.
De warmtebatterij betreft een gesloten systeem met vier hoofdcomponenten (zie de video):
- een vat vol zoutkorrels, in dit geval kaliumcarbonaat;
- een ventilator die lucht door de zoutkorrels en over de warmtewisselaar blaast;
- een condensor/bevochtiger die water aan de circulerende lucht onttrekt of toevoert;
- een warmtewisselaar die warmte van een externe een warmtebron opneemt (bij opladen) of afgeeft aan een woning (ontladen).
Enthousiaste pers
In 2016 werd een groot Europees onderzoeksproject voor de warmtebatterij afgerond. De vakpers pikte het concept op als een ‘unieke, verliesvrije batterij voor seizoensopslag‘. In 2019 beschreef het Algemeen Dagblad de vinding uit Eindhoven als een 'superbatterij'. In 2020 was het een 'belofte' voor de energietransitie. In 2021 was het een 'gat in de markt'. Deze maand volgde opnieuw een golf van positieve pers. Volgens Trouw zou de vinding de energietransitie wel eens rap kunnen versnellen. Tegelijkertijd herinnert Trouw eraan dat de TU/e al twaalf jaar aan het concept werkt.
Een warmtewisselaar, ventilator en condensor zijn bewezen componenten, en kaliumzout is geen kostbaar materiaal. Dat er na twaalf jaar ontwikkeling nog geen warmtebatterij te koop is, is geen aanbeveling. Het suggereert dat het realiseren van het op het oog simpele systeem in de praktijk toch complex is. En/of dat de behoefte aan het systeem overschat is.
Voordelen
Als je een buffervat met water opstookt tot 90 graden, dan koelt het snel af, ook als het goed geïsoleerd is. Als je zo’n buffer ’s middags opwarmt om de volgende ochtend te douchen, is dat warmteverlies prima te overzien. Als er meerdere dagen of zelfs maanden tussen het opslaan en gebruiken van de warmte zit, blijft in de warmwaterbuffer nauwelijks warmte over.
Het grote voordeel van warmteopslag in zout is dat het ‘verliesvrij’ is. Zolang er geen vochtige lucht bij het droge zout komt, blijft de opgeladen warmte desnoods jaren opgeslagen.
Een tweede voordeel dat veel genoemd wordt, is dat deze vorm van opslag relatief compact is. Een kubieke meter droog zout bevat ruwweg evenveel energie als 40 kuub aardgas, of als 3 à 4 kuub water opgestookt tot 90 graden. Een derde voordeel zijn de relatief beperkte kosten. Per opgeslagen eenheid energie kost de opslag van warmte in zout ruwweg een tiende van de opslag van elektriciteit in thuisaccu’s. Met de opgeslagen elektriciteit kun je natuurlijk ook wel weer meer dan met warmte."
Lees het hele artikel verder op Wattisduurzaam.nl met o.a.:
- Niets is vrij van energieverlies
- De oplossing voor 3 tot 6 miljoen woningen?
- Interessant als piekvoorziening
- Een vracht zout per dag
Tekst: Thijs ten Brinck
Afbeelding: video TU/e - TNO