Warmtepomp op aardwarmte in Decin (CZ)
In het Tsjechische Decin wordt op een bijzondere manier warmte opgewekt voor de stadsverwarming. Dit gebeurt met warm water uit de bodem en speciale warmtepompen voor hoge temperaturen.
Projectbeschrijving
Een 170 m hoge schoorsteen domineert de skyline van de stad Decin. Deze toren werd in het begin van de jaren negentig gebouwd voor grote verwarmingsketels op bruinkool, om de stad, met circa 55.000 inwoners, te verwarmen. Maar in plaats van deze niet zo milieuvriendelijke techniek heeft Decin een heel innovatieve en milieuvriendelijke verwarming gekregen. Er wordt gebruik gemaakt van aardwarmte, bijzonder moderne warmtepompen en een wkk-installatie op aardgas. Het is het eerste grootschalige geothermieproject in Tsjechië.
In de bodem bij Decin bevindt zich een groot waterreservoir met een temperatuur van ongeveer 30 °C. Dit reservoir wordt gevoed door warm water dat vanuit een diepte van 500 m opstijgt. Het opgepompte warme water wordt direct gebruikt voor het openbare zwembad. Voor de stadsverwarming is de temperatuur veel te laag. Twee warmtepompen onttrekken warmte aan het bronwater en verwarmen het water van de stadsverwarming hiermee naar een temperatuur van 72 °C.
Voor een warmtepomp zijn dit bijzonder hoge temperaturen. Het thermische vermogen van de warmtepompen is dan ook fors. Elke warmtepomp heeft een verwarmingscapaciteit van 3283 kW. De gekozen warmtepompen hebben ook een werkmedium dat geen invloed heeft op de ozonlaag, namelijk ammoniak. Dit medium wordt ook in moderne koelinstallaties steeds meer toegepast vanwege de milieuvoordelen ten opzichte van freonkoelmiddelen. De warmtepompen werken in twee compressietrappen om een gunstiger rendement te bereiken. Het bronwater wordt door de warmtepompen afgekoeld van 30 °C naar 10 °C. Dit afgekoelde water wordt hierna nog weer nuttig gebruikt als drinkwater voor de stad.
De compressoren van de warmtepompen worden elektrisch aangedreven. Elke warmtepomp heeft maximaal 962 kW elektrisch vermogen nodig. De benodigde elektriciteit wordt ter plekke op een milieuvriendelijke manier opgewekt met twee wkk-units, die aardgas als brandstof gebruiken. Om optimaal te kunnen regelen, heeft men gekozen voor een grotere wkk met een elektrisch vermogen van 1942 kW en een kleinere van 803 kW. De gasmotoren van deze wkk-units hebben een hoog rendement en lage emissies. De warmte, die vrijkomt bij de opwekking van elektriciteit, wordt gebruikt om het water naar het stadsverwarmingnet verder op te warmen van 72 naar 90 °C. De totale lengte van het nieuwe, goed geïsoleerde warmtedistributienet bedraagt ca. 10 km.
Milieuvoordelen
Het gebruik van aardwarmte met warmtepompen in combinatie met wkk op aardgas levert grote voordelen op voor het milieu. Ten opzichte van de originele plannen met stoken op bruinkool geldt dat nog extra sterk.
De verwachte vermindering van de emissie van het broeikasgas CO2 wordt door de exploitant, het energiebedrijf MVV, op 10.000 ton per jaar geraamd. De dubbele functie van het bronwater, eerst als warmtebron en vervolgens als drinkwater, levert ook energie- en kostenbesparing op. De verwachte drinkwaterproductie bedraagt meer dan een miljoen m3 per jaar. Ongeveer een derde van het warmteverbruik zal door aardwarmte worden geleverd. Naast de milieuvriendelijke gecombineerde productie van elektriciteit en warmte in de gasgestookte wkk zijn er ook twee grote gasgestookte ketels van elk 16,5 MW voor de strenge winterperiodes.
Ook het gebruik van ammoniak als werkmedium in de warmtepompen is uit oogpunt van het milieu gunstiger dan het gebruik van een freonkoelmiddel.
Aandachtspunten
Bijzonder aan het project is de benutting van warmte van 30 °C in warmtepompen, die een wateruittredetemperatuur van 72 °C kunnen leveren. De meeste warmtepompen zijn voor wat betreft de warmtebron beperkt tot 10 of hooguit 20 °C, terwijl de maximaal leverbare temperatuur gewoonlijk tot 55 a 60 °C beperkt blijft. Overigens is het wenselijk om de temperatuur, waarop de warmte geleverd moet worden, zo laag mogelijk te houden. De benodigde energie voor aandrijving van de warmtepomp stijgt met het verschil in temperatuur tussen warmtebron en leveringstemperatuur aan de verwarmingszijde.
Foto's: Stefan Schroeter
Brochure Warmtenetwerk 2010
In de tweede helft van 2010 heeft stichting Warmtenetwerk een aantal interessante congressen, excursies en workshops in het vooruitzicht: