Warmtepompen tot 140 graden en de toekomst van verduurzaming in de industrie

Inleiding

In de huidige context van klimaatverandering en de noodzaak om CO₂-uitstoot drastisch te verlagen, speelt de verduurzaming van industriele processen een cruciale rol. Eén van de kernstrategieën in deze overgang is de elektrificatie van warmteproductie. Warmtepompen, die warmte uit de omgeving of processen recupereren en opwekken tot hoge temperaturen, vormen een veelbelovende oplossing. Het gebruik van warmtepompen tot 140 graden, zoals in praktijk al wordt toegepast in diverse industriële projecten, zet het voort op weg naar een klimaatneutrale economie. Deze technologie biedt een concrete, schaalbare aanpak om industrieel energieverbruik te verduurzamen.

Deze artikelen geven een overzicht van warmtepompen tot 140 graden, hun toepassing in de industrie, en de rol van samenwerking tussen bedrijven, onderzoeksinstituten en de overheid. We leggen uit hoe deze technologie werkt, waarom het technisch en economisch relevant is, en welke obstakels er nog zijn op de weg naar brede toepassing.

Technologie van warmtepompen tot 140 graden

Warmtepompen zijn geavanceerde installaties die warmte uit de omgeving of uit afvalstromen recupereren en opwekken tot hogere temperaturen. In industriële toepassingen wordt het rendement en de efficiëntie van deze warmtepompen cruciaal geacht, aangezien de energiebehoefte van productieprocessen vaak zeer hoog is. Tot 140 graden is momenteel technisch haalbaar met bestaande warmtepompinstallaties, zoals beschreven in het voorbeeld van Nobian.

Nobian, een chemiebedrijf gespecialiseerd in de productie van hoogzuiver zout, gebruikt warmtepompen tot 140 graden in zijn productieprocessen. Deze warmte wordt gebruikt om zoutwinning en andere chemische processen te ondersteunen. De toepassing van warmtepompen in deze context is een sleuteltechnologie voor de verduurzaming van de industrie, omdat het het gebruik van fossiele energie drastisch kan verminderen.

De technologie is gebaseerd op het principe van thermische cyclus, waarbij warmte wordt opgevangen uit een bron (zoals afvalwarmte of lucht) en via een compressor en warmtewisselaar opgewarmd wordt. Het rendement van deze installaties is vaak hoger dan dat van directe elektrische opwarming, vooral bij hogere eindtemperaturen. Een warmtepomp die tot 140 graden kan werken, is dus een belangrijke stap op de weg naar klimaatneutrale industriële processen.

Toepassing in de industrie

De toepassing van warmtepompen tot 140 graden is niet beperkt tot zoutproductie, maar kan worden uitgebreid naar een breed spectrum van industriële toepassingen. Denk bijvoorbeeld aan de papierindustrie, chemische productie of voedingsproductie, waarbij hoge temperaturen nodig zijn voor diverse processen. In deze sectoren kan het gebruik van warmtepompen leiden tot aanzienlijke CO₂-reducties, vooral indien de elektriciteit voor de warmtepompen wordt opgewekt uit duurzame bronnen.

Nobian is een voorbeeld van hoe deze technologie in de praktijk kan worden ingezet. Het bedrijf heeft samen met de overheid een maatwerkafspraak gesloten om het gebruik van warmtepompen verder te ontwikkelen. In deze afspraak is 185 miljoen euro beschikbaar gemaakt om drie zoutfabrieken in Delfzijl en Hengelo voor 2030 volledig te onttrekken aan gas. Dit is een concreet voorbeeld van hoe samenwerking tussen overheid en bedrijven kan leiden tot snelle en schaalbare verduurzaming.

Hoewel warmtepompen tot 140 graden al technisch haalbaar zijn, blijft het gebruik van warmtepompen voor hogere temperaturen – zoals 400 of 600 graden – nog in een experimentele fase. Marco Waas, directeur technologie en duurzaamheid bij Nobian, benadrukt dat deze technologie nog niet commercieel toepasbaar is, maar dat de ontwikkeling in volle gang is. Het ontwikkelen van warmtepompen voor hogere temperaturen is een essentieel doel om ook de meest energie-intensieve processen te verduurzamen.

Samenwerking tussen bedrijven, onderzoek en overheid

Een van de kernpunten in de verduurzaming van de industrie is de samenwerking tussen verschillende stakeholders. Dit geldt zowel voor het ontwikkelen van technologieën als voor het opstellen van beleid dat het gebruik van duurzame energie stimuleert. Het maakt duidelijk dat het succes van technologieën zoals warmtepompen tot 140 graden sterk afhankelijk is van het samenwerken tussen bedrijven, onderzoeksinstituten en de overheid.

Het Institute for Sustainable Process Technology (ISPT) speelt een centrale rol in dit proces. ISPT is een open innovatieplatform dat bedrijven, kennisinstellingen en overheidsinstellingen bij elkaar brengt om de overgang naar een CO₂-neutrale en circulaire economie te realiseren. Door deze samenwerking kunnen technologieën worden ontwikkeld en geschaald tot een niveau waarop ze commercieel haalbaar zijn.

Marco Waas benadrukt de rol van de overheid in dit proces. Hij stelt dat er behoefte is aan gerichte programma’s die het opschalen van duurzame technologieën stimuleren. Denk bijvoorbeeld aan subsidies zoals de SDE-subsidie, die bedrijven kan helpen bij het investeren in warmtepompen of andere duurzame oplossingen. Een gericht beleid kan ervoor zorgen dat de technologie sneller op de markt komt en breed toepasbaar wordt.

De rol van onderzoek en innovatie

Innovatie is een cruciale motor in de ontwikkeling van duurzame technologieën. Het voorbeeld van Nobian toont aan dat het ontwikkelen van warmtepompen tot 140 graden een serieuze technologische prestatie is, die jaren van onderzoek en ontwikkeling in beslag heeft genomen. Maar ook hier is duidelijk dat er nog veel werk moet worden gedaan om warmtepompen voor hogere temperaturen beschikbaar te maken.

Universiteiten en onderzoeksinstituten spelen hierin een essentiële rol. Door te investeren in onderzoek naar warmtepomptechnologieën en hun toepassing in industriële processen, kunnen technologische grenzen worden verlegd. Dit betekent dat het niet alleen om het ontwikkelen van warmtepompen gaat, maar ook om het inpassen van deze technologieën in bestaande processen, het optimaliseren van efficiëntie en het beheersen van kosten.

Nobian werkt bijvoorbeeld aan opslag van duurzame energie in zoutcavernes. Deze opslag is een onderzoeksgebied waarin ook samenwerking met universiteiten en andere kennisinstellingen centraal staat. De combinatie van warmtepompen, duurzame energieopslag en circulaire processen vormt een veelbelovende strategie voor de industrie om haar CO₂-uitstoot te verminderen.

De rol van beleid en subsidie

Een van de belangrijkste obstakels bij de implementatie van warmtepompen tot 140 graden is de hoge investeringskosten. Hoewel de technologie zelf technisch haalbaar is, is het opschalen en de implementatie in bestaande productieprocessen nog steeds kostbaar. Dit maakt subsidie en beleid cruciale factoren in de overgang naar duurzame technologieën.

Nobian heeft in december 2023 een maatwerkafspraak gesloten met de overheid om de implementatie van warmtepompen verder te versnellen. Hierbij is 185 miljoen euro beschikbaar gemaakt voor drie zoutfabrieken in Delfzijl en Hengelo. Deze investeringen zorgen ervoor dat deze bedrijven voor 2030 volledig van gas af kunnen. Dit is een goed voorbeeld van hoe subsidies en beleid samen kunnen werken om duurzame technologieën op te schalen.

Marjan Minnesma benadrukt dat beleid vaak nog te lang op 2050 is gericht, terwijl het carbon budget al in 2030 op is. Volgens haar moet de overgang naar duurzame technologieën sneller gaan. Dit betekent dat subsidies en beleid niet alleen moeten gericht zijn op technologische ontwikkeling, maar ook op snelle implementatie en schaalbaarheid.

Kritisch beoordeling van de betrouwbaarheid van informatie

De beschikbare informatie over warmtepompen tot 140 graden en hun toepassing in de industrie is grotendeels afkomstig uit interviews en voorbeelden van bedrijven zoals Nobian en personen zoals Marco Waas en Marjan Minnesma. Deze bronnen kunnen als betrouwbaar worden aangemerkt, gezien de context van hun betrokkenheid bij duurzame ontwikkeling en verduurzaming.

Het is echter belangrijk om op te merken dat bepaalde aspecten van de technologie, zoals de toepassing van warmtepompen voor temperaturen boven de 140 graden, nog in een experimentele fase zijn. Hierover zijn geen concrete technische specificaties of commerciële toepassingen beschikbaar. Dit maakt dat bepaalde beweringen over de toekomst van warmtepomp-technologie voor hogere temperaturen vooralsnog te speculatief zijn.

Daarnaast wijzen de experts op de noodzaak van gerichte beleidsmaatregelen om de implementatie van warmtepompen sneller te stimuleren. Hoewel dit belangrijk is, zijn er geen concreet beleidsdocumenten of regelgeving genoemd die deze maatregelen onderbouwen. Dit betekent dat de toekomst van deze technologie sterk afhankelijk is van de politieke wil en het opstellen van gerichte subsidies.

Conclusie

Warmtepompen tot 140 graden vormen een veelbelovende technologie om de verduurzaming van industriële processen te versnellen. Het gebruik van deze warmtepompen in zoutproductie, zoals bij Nobian, toont aan dat het technisch haalbaar is om fossiele energie te vervangen door duurzame oplossingen. De samenwerking tussen bedrijven, onderzoeksinstituten en de overheid is essentieel om deze technologie te ontwikkelen en te schalen.

Hoewel warmtepompen tot 140 graden al in gebruik zijn, blijft het ontwikkelen van warmtepompen voor hogere temperaturen nog een uitdaging. De overheid en subsidies spelen hierin een cruciale rol, zowel in de ontwikkeling van technologie als in de snelle implementatie op industriële schaal. De huidige maatwerkafspraak van Nobian is een goed voorbeeld van hoe beleid en investeringen samen kunnen leiden tot verduurzaming.

Om de overgang naar een klimaatneutrale industrie te realiseren, is het belangrijk dat beleid, innovatie en samenwerking verder worden uitgebreid. Warmtepompen tot 140 graden zijn slechts één van de vele technologieën die een rol kunnen spelen in deze overgang. Het is nu aan de samenwerking tussen stakeholders om deze technologie verder te ontwikkelen en breed in te zetten.

Bronnen

1. VNO-NCW Forum – Nobian vs. Urgenda over duurzaamheid: een gezamenlijke visie ontbreekt