Hoe de Eindhovense warmtebatterij verbluffend simpel een ‘gamechanger’ kan zijn voor de energietransitie
De noodzaak om woningen van het gas te halen is sinds de oorlog in Oekraïne groter dan ooit. Een warmtebatterij met zout en water als simpele bestanddelen kan een snelle en grootschalige oplossing bieden voor ruim drie miljoen huishoudens in Nederland – twee keer de Nederlandse overheidsambitie. Deze warmtebatterij, in ontwikkeling door een consortium van TU/e, TNO, spin-off Cellcius en bedrijven, is goedkoop, compact, verliesvrij en nu klaar voor de eerste praktijktests.
Olaf Adan, TU/e-hoogleraar en hoofdonderzoeker bij TNO, staat aan de basis van de Eindhovense warmtebatterij. Die in essentie draait om een relatief oud thermochemisch principe: de reactie van een zouthydraat met waterdamp. “De zoutkristallen nemen het water op, worden groter en hierbij komt warmte vrij”, zegt Adan.
Maar omgekeerd kan ook. “Door warmte toe te voegen, verdamp je het water eraf en ‘stook je het zout in feite droog’. De zoutkristallen worden weer kleiner”, legt Adan uit. Zolang er geen water bij dit droge zoutpoeder komt, blijft de warmte hierin altijd opgeslagen. Er gaat – in tegenstelling tot andere soorten warmteopslag – dus niets verloren: de batterij is volledig verliesvrij.
“Bijna 3,5 miljoen woningen van het gas af halen”
Dit proces kun je eindeloos herhalen, de ene of de andere kant op. En daarmee heb je een basis voor een warmtebatterij die warmte kan opslaan, om het op een later moment – en op een andere plaats – weer te kunnen gebruiken. Een oplossing dus voor het fluctuerende aanbod van hernieuwbare energie in woningen en gebouwen, en om ‘warmteafval’ (restwarmte van de industrie) op een andere plek weer nuttig hergebruiken. Uiteindelijk kwam Adan tot het zogeheten ‘closed-loop systeem’, waarvan hij een demonstrator bouwde in 2019.
“Het oogde nog vrij basic, met bestaande, volwassen technologie, maar we konden hiermee wel aantonen dat ons concept, hoe simpel ook, werkte. Bewijs waarmee Adan binnen het Europese consortium HEAT-INSYDE (met o.a. TU/e, TNO, Caldic en partijen uit Frankrijk, België, Polen en Zwitersland) een Europese subsidie van 7 miljoen euro kon binnenslepen voor de verdere ontwikkeling. Vervolgens ging het team aan de slag om de demonstrator te ‘upgraden’ tot een prototype die klaar was voor de praktijk. Dat is intussen gelukt.
Warmtetransport is cruciaal in de energietransitie
Als je met deze warmtebatterij warmte verliesvrij kunt opslaan, kun je het ook verliesvrij transporteren. Immers, met het droge zout gebeurt verder niets zolang er geen water bij komt. Juist daarin zou de warmtebatterij wel eens het verschil kunnen maken, want andere vormen van warmtetransport – zoals door leidingen of door faseovergangen – hebben altijd te maken met verliezen.
Het consortium richt de aandacht daarom nu ook op industriële restwarmte als warmtebron – een soort ‘warmte-afval’. Het gaat dan bijvoorbeeld om warmte die in fabrieken als bijproduct ontstaat of overtollige warmte uit datacenters. Deze warmte is niet meer zo ‘warm’; met temperaturen onder de 150 graden Celsius heeft het voor de meeste industrie geen waarde meer.
Voor woningen is zulke warmte echter zeer bruikbaar. Voor het verwarmen van je huis of warm douchen zijn zulke temperaturen ruimschoots voldoende. Als je industriële restwarmte zou kunnen benutten voor het verwarmen van woningen sla je twee vliegen in één klap: woningen kunnen van het gas af – door de afhankelijkheid van gas een nog urgentere wens – en de CO2-uitstoot wordt verminderd.
Adan rekent even snel voor. “In Nederland hebben we ongeveer 150 PetaJoule (een getal met 15 nullen) aan restwarmte uit de industrie per jaar. Daarmee kun je bijna 3,5 miljoen woningen van het gas af halen. Dat is ruim twee keer de ambitie van de Nederlandse overheid, namelijk 1,5 miljoen woningen van het gas af in 2030.”
