Taal
Bel ons voor info 0294 - 74 50 70

Nieuws item

Ene soort energie is de ander niet!

Ongebruikte energie. Foto: Peter GonzalezUnsplash. 

Zonder aandacht voor de energiekwaliteit maken we verkeerde keuzes in de energietransitieDe ene warmte is namelijk de andere niet.  

Een liter water in een kan is heel wat anders dan een liter water die verdampt in een luchtballon zit. Het is even veel water, toch kan je niet met alle twee hetzelfde doen. Met de eerste kan je je dorst lessen, maar met de tweede niet. 

Zo is het ook bij energie. Een GigaJoule (1 GJ) energie kan in diverse vormen beschikbaar zijn. Afhankelijk van de energievorm kan je er meer of minder mee. Dat je energie niet kan zien of vast kan pakken, is lastig. Weinigen beseffen daarom dat een zwembad vol water even veel energie kan bevatten als een tank vol brandstof.  

Even veel energie is dus niet altijd even bruikbare energie, zoals even veel water niet altijd even bruikbaar is. Daarom is het nodig om bij de energietransitie rekening te houden met de energiekwaliteit. Energiekwaliteit is  een natuurkundig gegeven wat we niet zo maar kunnen veranderen.  

Ene warmte is andere niet 

Je kunt met benzine een auto laten rijden, maar ook je huis verwarmen of er elektriciteit van maken. Je kunt met elektriciteit ook auto rijden of je huis verwarmen. Er zijn wel apparaten voor nodig , maar die apparaten zijn er allemaal.  

Dat is anders bij warm water. Met warm water kun je wel je huis verwarmen, maar een auto laten rijden of een lamp laten branden op warm water lukt niet, ook niet als je er veel van ter beschikking hebt.  Blijkbaar zit er dus een kwaliteitsverschil tussen elektriciteit en warm water. 

Maar er zit ook een kwaliteitsverschil tussen warm water zelf: 1.000 liter restwarmte van 100°C bevat dezelfde energie als 10.000 liter grondwater van 10°C (ten opzichte van een buitentemperatuur van 0 °C). Maar met de eerste kan je een huis verwarmen en met de tweede vooralsnog niet. Het is dus belangrijk om naast de aandacht voor energiehoeveelheid, ook naar het ‘energieniveau’ te kijken. Met andere woorden: wat kan je aan bruikbare energie halen uit een bepaalde energiehoeveelheid. Dat noemen we energiekwaliteit, ofwel exergie (zie schema ter verduidelijking). 

Energiekwaliteit neemt altijd af 

Zoals we altijd rekening moeten houden met de zwaartekracht om niet te vallen, zo moeten we ook altijd rekening houden met het feit dat energie nooit verloren gaat, maar wel snel degradeert tot een lager  niveau. Bij inzet van energie ontstaat altijd onvermijdelijk restwarmte, dat is de natuurkundige wet. Alle energie vervalt uiteindelijk tot omgevingswarmte. Hoe dichter de temperatuur bij de omgevingstemperatuur ligt, hoe minder de kwaliteit, hoe minder je ermee kan dus.  

Grofweg een kwart van al ons energiegebruik zit in functies met lage temperaturen. Denk aan ruimteverwarming, warm water voor douches, wasserijen, warmte in kassen en wat industriële processen op gematigde temperatuur. Voor die functies is restwarmte op direct bruikbare temperatuur van circa 90 tot 70°C het beste alternatief. Dat is slimmer dan omgevingswarmte van 0 tot 20°C verhogen naar een bruikbaar temperatuurniveau met een warmtepomp. Die warmtepomp heeft namelijk een hoge energiekwaliteit nodig om warmte op bruikbare temperatuur te maken.  

Beleid 

De aandacht voor energiekwaliteit zit nog niet ons beleid. Niet nationaal en evenmin in Europa. Toch is het belang van energiekwaliteit groot, want we hebben voorlopig nog een groot tekort aan hoogwaardige duurzame energie. Deze inzetten voor laagwaardige verwarming vertraagt de energietransitie. 

Het is goed om de direct bruikbare warmte van de industrie, van geothermie of zonwarmte als eerste keus te hanteren voor ruimteverwarming van de gebouwde omgeving. Dat is efficiënter dan met de schaarse duurzaam opgewekte elektriciteit omgevingswarmte op te waarderen naar een bruikbaar niveau. 

Conversie 

Door conversie van hoogwaardig gas, naar water van 100 graden en vervolgens naar bruikbaar badwater verandert de energieinhoud nauwelijks. Maar de bruikbaarheid van de energie(exergie) in het badwater is aanzienlijk minder dan die van gas. De kwaliteit van de energie is vrijwel geheel onbenut gebleven en kan niet meer teruggehaald worden.  

Bij warmtevraag loont het om bronnen te kiezen op basis van de temperatuur. Er is namelijk veel minder energie nodig om elektriciteit te maken voor een warmtepomp, dan warmte direct te produceren door verbranding - zoals gebeurde de laatste decennia. Maar het is energetisch nog beter om warmte die er al is en geloosd moet worden eerst te gebruiken, dan elektriciteit in te zetten voor warmtepompen. Dat komt omdat warm water verpompen per eenheid warmte aanzienlijk minder elektriciteit kost dan diezelfde eenheid warmte ter plekke met een warmtepomp maken. Dat keert op afstand om, uiteraard afhankelijk van welke afstand bij welk volume en welk alternatief ter plaatse.   

Auteur: Mariëtte Bilius, vakspecialist Energie 

Ga terug