WARMTEPOMPEN
Install Magazine 989 – maart 2023
Riothermie als stukje van de puzzel
Aquafin wil kansen groene warmte benutten
De warmte- en koudebehoefte vergroenen, wordt een van de kernuitdagingen van de energietransitie. Het zal erop aankomen om alle mogelijke bronnen optimaal te benutten. Recent is de interesse voor riothermie sterk gestegen, iets waar de hoge energieprijzen niet vreemd aan zijn. Wat de mogelijkheden en beperkingen van deze techniek zijn, kwam aan bod op een expertennamiddag. We geven enkele krachtlijnen.
Warmte uit afvalwater
Riothermie is een specifieke vorm van aquathermie, waarbij het rioolwater als warmtebron gebruikt wordt. Dat water heeft immers doorgaans een vrij hoge temperatuur, en kan dus perfect als bron dienen voor een warmtepomp voor gebouwenverwarming. In onze streken wordt deze techniek slechts in uitzonderlijke gevallen toegepast, maar door de grotere aandacht voor de energietransitie, gecombineerd met de hoge energieprijzen, is de interesse in de jongste maanden enorm gestegen. Reden genoeg voor Embuild Vlaanderen, Flux50 en Aquafin om een expertennamiddag te organiseren, waarop de ervaringen werden gebundeld en de mogelijkheden in kaart gebracht. Plaats van het gebeuren was niet toevallig het nieuwe kantoor van Aquafin. Dat is immers uitgerust met een riothermie-installatie.
Als eerste spreker ging Gawein Van Daele (VVSG) in op de manier hoe gemeenten riothermie konden integreren in hun warmteplannen. Mathias Possemiers van studiebureau AGT had het over het thermisch potentieel van warmtewisselaars in riolen voor verwarmen en koelen. Professor Patrick Hendrick (ULB) deelde de ervaringen die Vivaqua had opgedaan met installaties in Brussel. Jona Michiels van bouwbedrijf Van Roey blikte terug op enkele realisaties in Vlaanderen, en keek vooruit naar projecten die op stapel stonden. Maarten Raemdonck van Aquafin gaf tenslotte aan wat de firma kon betekenen voor een riothermieproject.
Stukje van de puzzel
Afvalwater is een sterk onderbenutte bron van warmte. Er zijn twee grote manieren om die warmte te valoriseren. Het meest bekend is om de warmte direct te onttrekken aan het rioolwater. Daartoe worden er warmtewisselaars in de riolering gelegd, doorgaans watervoerende PE-leidingen. De rest van de installatie is dan vergelijkbaar met een standaard geothermische installatie met een boring, met dit verschil dat er een regelmatige toevoer van afvalwater is, en de bron dus zichzelf constant regenereert. Er bestaan verschillende types van warmtewisselaar, al dan niet ingebed in de rioolwand. Deze kunnen zowel specifiek worden aangebracht voor een riothermieproject, of geïntegreerd in een algemene renovatie van de riolering.
Een tweede mogelijkheid is om warmte te onttrekken aan een waterzuiveringsinstallatie. Waterzuivering is een biologisch proces. Hierbij er niet alleen een zekere minimumtemperatuur nodig is om de micro-organismen te laten groeien, bij het proces ontstaat er ook warmte. Het effluent van een RWZI is dus vrij warm en kan gebruikt worden als warmtebron.
Tegelijk zijn er ook beperkingen op riothermie. Die zijn voornamelijk geografisch: er moet een rioolcollector of zuiveringsstation in de buurt zijn. Als men warmte wil onttrekken uit de collector, moet er voldoende debiet doorstromen om aan het gewenste vermogen te raken. Het debiet beperkt ook het aantal verbruikers dat er op een gegeven collectorsegment kan worden aangesloten. De buiswarmtewisselaars in de riolen zijn te vergelijken met boringen, maar dan horizontaal. Dat wil dus zeggen dat er maar één afnemer kan zijn voor een gegeven lengte van riolering. Tenslotte kan men de warmte van het rioolwater maar één keer gebruiken. Voor een goede werking van de waterzuivering, is er een zekere minimumtemperatuur van het binnenkomende afvalwater nodig. Het is niet de bedoeling dat er in de collectoren keer op keer warmte aan het rioolwater wordt onttrokken zodat er uiteindelijk ijswater in de RWZI aankomt. Elk riothermieproject heeft dus een invloed op mogelijke andere projecten stroomafwaarts. Riothermie zal dus niet in een klap alle problemen oplossen, men moet het eerder zien als een stukje van de puzzel.
Capaciteit inschatten
Om de mogelijkheden van de techniek beter in te schatten, wordt er vanuit verschillende hoeken gewerkt aan de passende instrumenten. Zo stelt Aquafin een interactieve kaart voor, met daarop de ligging van de zuiveringsinstallaties en de collectoren die in aanmerking komen. Deze gegevens kunnen dan gecombineerd worden met de inspiratiekaart warmtezonering van de VVSG. Deze geeft aan waar er een geconcentreerde warmtevraag is, zodat men een warmtenet kan overwegen. Verder wordt er gewerkt aan ontwerpinstrumenten. In het kader van het Sewer project van Flux50 werden haalbaarheidsstudies gedaan, met onder meer thermal response tests (TRT) van testopstellingen van rioolwarmtewisselaars. Op basis van meetgegevens van het project in Ukkel werkt de ULB ook aan een dimensioneringssoftware. Dat alles moet het ontwikkelen van nieuwe projecten vlotter doen verlopen.
Riothermie mag dan misschien niet overal toepasbaar zijn, het vertegenwoordigt toch een interessant potentieel. Dat blijkt onder meer uit het project van De Nieuwe Dokken in Gent, waar een derde van de warmtebehoefte gedekt kan worden door warmteterugwinning op de eigen waterzuivering. Met andere woorden, in tijden waar iedereen het heeft over een vermindering van het gasverbruik, wordt een derde van de potentiële verwarmingsenergie gewoon doorgespoeld in de riool.
Bovendien is riothermie een stabiele en veilige bron. Bij gangbare projecten met restwarmte, voorziet men doorgaans in een back-up, omdat de warmtebron nooit 100% gegarandeerd is. Riothermie biedt echter een veel grotere zekerheid, zodat een back-up achterwege kan blijven: de collectoren zullen zo meteen niet worden verplaatst, en men mag ervan uitgaan dat men zal blijven douchen en schoonmaken, zodat er altijd wel afvalwater zal zijn. Verder kan er weinig gebeuren met de warmtewisselaars. Eenmaal ze in de riolering gelegd zijn, gaan ze tientallen jaren mee, langer dan de levensduur van de warmtepompen die eraan gekoppeld zijn.
Tenslotte zijn er nog mogelijkheden voor koeling. Het belang van zomercomfort neemt toe, en moderne gebouwen kunnen steeds minder zonder een vorm van koeling. Met warmtewisselaars in het rioolwater kan men in de zomer aan passieve koeling doen. In Brussel is er een project in deze zin aan de gang (Brucity), waarbij de riothermie-installatie alleen in koelmodus zal werken.
Partner in groene warmte
De hoofdactiviteit van Aquafin mag dan wel het beheer van de bovengemeentelijke zuiveringsinfrastructuur zijn, het bedrijf wil zich ook profileren als partner in groenewarmteprojecten. Met een portfolio van 6000 km riolering en 300 zuiveringsinstallaties, kan het heel wat bieden. Daarbij hecht Aquafin belang aan transparante afspraken. In tegenstelling tot andere warmtepompprojecten, waar men de warmtebron in eigen beheer heeft, zijn er bij riothermieprojecten altijd verschillende partijen betrokken. De vraag ‘wie betaalt wat aan wie’ is dan doorslaggevend voor het welslagen ervan. Aquafin wil hierin een betrouwbare partner zijn.
Door Alex Baumans
