Hydraulische integratie van een HTO in het warmtenet van Rotterdam Nesselande
Het driejarige innovatieprogramma WarmingUP heeft aangetoond dat collectieve duurzame warmtesystemen technisch en maatschappelijk haalbaar zijn in Nederland. Het verwarmen van de stedelijke omgeving anders dan met aardgas vereist echter nieuwe infrastructuren en regelgeving. Bijna 60 partijen uit de hele wereld hebben binnen WarmingUP nieuwe kennis, instrumenten en technieken opgeleverd voor toekomstige duurzame warmteconfiguraties. Dit onder meer voor hoge temperatuur opslag (HTO) systemen waarbij restwarmte met opslagtemperaturen tot 90°C seizoensmatig in de ondergrond kan worden opgeslagen.
In THEMA 5 van het programma WarmingUP hebben Deltares en Eneco verschillende inzetstrategieën onderzocht om een HTO in het warmtenet van Rotterdam Nesselande te integreren. Dit omvat de analyse van stationaire en regeltechnische scenario's voor een optimale inzet van de HTO met de WANDA-software.
WANDA Heat module
Onderzoekers van Deltares die gespecialiseerd zijn in hydraulica hebben de thermisch-hydraulische modellen van het netwerk van Nesselande met en zonder HTO opgezet met de WANDA Heat module. Met deze module kan men leidingsystemen modelleren waarbij temperatuur- en warmteverlies een belangrijke rol spelen; zoals bij warmtenetten. De onderzoekers hebben het WANDA-model zonder HTO geverifieerd met behulp van verschillende referentiescenario's waarvan de vraag-, temperatuur- en drukgegevens per uur door Eneco waren aangeleverd.
Minder CO2-emissies
Verder zijn (in)directe besparingen (d.w.z. pompenergie, pompcapaciteit en CO2-emissies) in het transportnetwerk gekwantificeerd voor het 10e jaar dat de HTO in gebruik zou zijn. Hiervoor simuleerde Deltares de bedrijfsvoering van het netwerk van Nesselande in WANDA voor zowel de huidige situatie zonder HTO en de toekomstige situatie met HTO. Dit omvatte verschillende manieren waarop de HTO tijdens de ontladingsperiode kan worden gebruikt (d.w.z. maximaal gebruik of alleen wanneer de gasketel en/of andere fossiele energiebronnen kunnen worden verdrongen).
De specifieke CO2-emissie van de HTO (berekend voor de huidige elektriciteitsmix) bedraagt circa 20 kg CO2/GJ voor jaar 10. Dit is aanzienlijk minder is dan de huidige specifieke CO2-emissie van Nesselande zonder HTO (52 kg CO2/GJ) of dat van gasketels (63 kg CO2/GJ). Daarnaast berekende Deltares de benodigde extra pompenergie op basis van de variabele pomptoerentallen en rendementen.
Onderzoeksresultaten
Deltares en Eneco hebben het resultaat van dit onderzoek gepubliceerd in een rapport dat te vinden is op de website van WarmingUP. Dit rapport geeft andere consortiumpartners en geïnteresseerden inzicht in de technische uitdagingen die komen kijken bij het integreren van HTO-systemen in warmtenetten.
