Een duurzame toekomst en groene energie zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden. Toch is het niet gemakkelijk om genoeg groene energie op te wekken om te voorzien in de huidige energiebehoefte. Waar het voor een land als China mogelijk is om op grote schaal afgelegen steppen om te bouwen tot windmolenparken, zal er in Nederland moeten worden gezocht naar efficiëntere oplossingen. Ons land is nou eenmaal klein en dichtbevolkt. Grote delen van ons land zijn bebouwd, maar is het eigenlijk niet zonde dat ze hierdoor weinig bijdragen aan het opwekken van energie? Door hier verandering in te brengen, kunnen we optimaler gebruik gaan maken van de beperkte ruimte die we hebben. Zonnepanelen (en sinds kort waterstofpanelen) kennen we onderhand allemaal, maar wat als we ook ons uitgebreide snelwegennetwerk of zelfs onze sportvelden als energiebron kunnen gebruiken?
Asfalt- en kunstgrasthermie
Bij Energiek zijn we altijd bezig met het in kaart brengen van de meest recente trends en ontwikkelingen op het gebied van duurzaamheid. Zo stuitten wij onlangs op duurzame energie door middel van asfalt- en kunstgrasthermie. Duurzaam en gasloos verwarmen door middel van het slim gebruiken van de hitte in onze steden, dat is namelijk volgens Aendless Energy de toekomst. Hierbij richten zij zich op asfaltverhardingen en kunstgras sportvelden, omdat deze namelijk erg heet worden op zomerse dagen. Temperaturen van 60 graden of hoger zijn hier geen uitzondering. Deze hitte zorgt nu vooral voor negatieve effecten op de gezondheid en het welbevinden van bewoners, maar waarom zou je niet iets nuttigs met deze warmte doen?
Hoe werkt het?
Door water van een lage temperatuur (circa 12 graden) te laten circuleren door kleine buisjes in de asfaltconstructie of sportveldconstructie, wordt de warmte erboven als het ware ‘opgezogen’. De watertemperatuur in de leidingen loopt op en de temperatuur aan het oppervlak neemt af. Die warmte wordt opgeslagen in de bodem om het moment van vraag en aanbod naar warmte op elkaar af te kunnen stemmen. Op een diepte van 60-150 meter wordt water in de zomer omhoog gepompt uit een zogenaamde koude bel en, nadat het is verwarmd in het asfalt of kunstgras, opgeslagen in een zogenaamde warme bel.
In de winter wordt het water uit de warme bel opgepompt om via het warmtenet naar de woningen/gebouwen te gaan en deze te verwarmen. Hier wordt de temperatuur ter plekke wordt verhoogd van ca. 12 naar 40-70 graden, afhankelijk van het afgiftesysteem in de woning. Het (afgekoelde) water dat retour komt, wordt toegevoegd in de koude bel, zodat het op warme dagen weer verwarmd kan worden door de collectoren in asfalt of kunstgras.
Warmte Koude opslag (WKO)
De ‘warme bel’ waarin de warmte die van de oppervlakte wordt onttrokken op te slaan, is eigenlijk een Warmte Koude Opslag (WKO). De WKO fungeert als een soort accu waar overtollige warmte in de zomer in de bodem kan worden opgeslagen om in de winter weer naar boven te worden gehaald. Deze warmte dient dan als ‘voeding’ voor de warmtevoorziening in woningen en gebouwen. De voordelen van deze techniek zijn onder andere de efficiency, stabiliteit, zekerheid en de relatieve eenvoud waarmee het aan bestaande en nieuwe systemen gekoppeld kan worden. Ideaal dus, omdat het voor zowel bestaande bouw als nieuwbouw kan worden aangewend. In de onderstaande video van EQUANS wordt de werking van WKO ter verduidelijking uitgelegd.
De woningen hoeven in het geval van asfaltthermie niet direct aan het asfalt te liggen. Vanuit de collector wordt er een klein leidingnet aangelegd richting de WKO. Pas na de WKO is er sprake van een warmtenet waar de woningen op aangesloten worden. Wel geldt hier: hoe dichter de verschillende onderdelen op elkaar liggen, hoe minder kosten gemaakt moeten worden voor aanleg van leidingwerk en het openbreken en herstellen van de openbare ruimte. Kostentechnisch gezien is het dus beter dat deze afstand niet te groot is.
5e generatie warmtenet
Het transport van de warmte uit asfalt, kunstgras en de bodem naar de woningen en gebouwen gaat door middel van een 5e generatie warmtenet: lokale duurzame opwekking via asfalt of kunstgras en lokale afname en uitwisseling van de energie. Hierdoor is het mogelijk om al bij kleine projecten (al vanaf 100 woningen) zelfvoorzienend te worden qua warmte. Geschikt voor de meeste projecten dus. Ook de Rijksoverheid ziet veel potentie in het gebruik van warmte en daarom wordt er de laatste jaren meer op in gezet, zo getuige de aanleg van een warmteleiding van de Rotterdamse haven naar Den Haag.
Het systeem van ontwikkelaar Aendless is mogelijk met zowel een lage temperatuur als een hoge temperatuur warmtenet. Per situatie wordt specifiek bekeken wat de beste optie is.
Proef draaien met kunstgrasthermie
Aendless is in april 2022 gestart met het eerste proefveld in Zwolle op Sportpark Maaslanden. Hier is een voetbalveldje van 15×20 aangelegd, met daarin vier verschillende compartimenten. In deze compartimenten wordt de energieopbrengst, de temperatuur van het oppervlak en de condensvorming gemeten. Zo worden, naast de opgewekte energie, ook andere positieve bijeffecten van de aanleg van een thermisch kunstgrasveld gemonitord. Ten Barge van Aendless Energy is hoopvol dat het met kunstgrasthermie en asfaltthermie gaat lukken
“We zien de belangstelling toenemen door de onzekerheid over de gasleveringen en de hoge prijs voor gas. Alternatieve energiesystemen worden daardoor steeds aantrekkelijker.”
Klaar op om te schalen
De eerste resultaten zijn veelbelovend, het rendement lijkt zelfs nog hoger te liggen dan verwacht. Zo geeft Jack de Kraaij van Aendless Energy in een reactie aan dat er al een sluitende businesscase ligt bij de verwachtte opgewekte hoeveelheid van 100.000 kuub (equivalent van m3 gas). Uit de proef komt nu naar voren dat er zelfs circa 200.000 kuub opgewekt kan worden met één sportveld. Dat zou betekenen dat een sportclub warmte op kan wekken voor niet alleen hun eigen behoeftes, maar ook deze van de gebouwde omgeving daaromheen.
De uitkomsten van de proef zijn inmiddels met succes doorgerekend en de meting van de sporttechnische eigenschappen is uitgewerkt. De optimale samenstelling van de sportvelden is bepaald en bij Aendless zijn ze nu klaar om op te schalen.
Al met al een zeer interessante ontwikkeling. Bij Energiek houden we deze met veel belangstelling in de gaten. Wij kijken in ieder geval al uit naar nieuws over de eerste geslaagde toepassingen op grotere schaal. Hopelijk kan asfalt- en kunstgrasthermie snel bijdragen aan het voorzien van onze maatschappij in groene energie voor een duurzame toekomst.
