Succesvolle aquathermie-pilot PWN krijgt vervolg bij De Watergroep

Thermische Energie uit Drinkwater (TED) is één van de opties om tegemoet te komen aan de opgaven uit het klimaatakkoord om de CO₂-uitstoot in de gebouwde omgeving terug te dringen. Aangezien het bij de energievraag door huizen en gebouwen voor 80 procent om warmte gaat, ligt de urgentie vooral in het ontwikkelen van duurzame warmtebronnen. Water is hiervoor een geschikte kandidaat, omdat het een goede warmtedrager is. Maar voor drinkwater mag de waterkwaliteit natuurlijk niet in het gedrang komen. Daarom willen drinkwaterbedrijven weten of en onder welke omstandigheden het leveren van TED ofwel warmte of koude uit het drinkwaternet veilig is.

PWN en De Watergroep

Vanuit die behoefte is binnen het onderzoekscollectief WarmingUP een pilot uitgevoerd bij PWN, waarbij de microbiologische effecten van koudewinning uit drinkwater in de winterperiode op de waterkwaliteit is onderzocht. Na afronding van deze succesvolle pilot, is het stokje overgenomen binnen het project Energietransitie Versnellen met Aquathermie (EVA) 2.0, met een proefopstelling bij De Watergroep in Vlaanderen. Het project is onderdeel van het onderzoeksprogramma Water in de Circulaire Economie (WiCE). De energietransitie vormt bovendien een van de maatschappelijke opgaven waar KWR aan werkt.

Unieke testopstelling

“We hebben een unieke testopstelling in een container gebouwd”, vertelt Moerman. “Hierin kunnen we water uit een waterleiding door een proefinstallatie leiden, zonder dat het terugstroomt naar het leidingnet. Het is dus gegarandeerd veilig. Door op een geavanceerde manier aan dit water micro-organismen toe te voegen, kunnen we kijken wat er met de microbiologische veiligheid gebeurt. Daarbij kunnen we variëren in temperatuur, materiaalgebruik en volumestromen. Het toedienen van deze micro-organismen is nodig, omdat je dan onder geconditioneerde omstandigheden zicht krijgt op de groei. Zonder die stap zou de proef veel te lang duren.”

Grenzen opzoeken

Tijdens de proef bij PWN zijn de grenzen opgezocht om te kijken hoe de microbiologie zich ontwikkelt. Zo is het afgetapte water uit de transportleiding opgewarmd van circa 10-12 naar 18 en zelfs 24 graden Celsius. Moerman: “Zulke hoge temperaturen zal je in de praktijk niet tegenkomen, maar we wilden bewust verkennen wat wel en niet mogelijk is. Eén van de toepassingen van TED is namelijk het balanceren van Warmte Koude Opslag-systemen die meer koude dan warmte nodig hebben, zoals in een winkelcentrum. Dit betekent dat je in de winter het water een beetje moet opwarmen. Maar hoe ver kun je gaan? Door met de proef onder die winterse omstandigheden te kijken hoe ver we de temperatuur konden laten stijgen zonder ongewenste microbiologische groei, weten we dat dit risico beneden 18 graden Celsius goed onder controle blijft. Dat is veel warmer dan waar we tot nu toe vanuit gingen.”

Pilot in Vlaanderen

Binnen de Netwerkgroep Water & Energie van de drinkwaterbedrijven en KWR bestaat veel enthousiasme voor het onderwerp aquathermie, weet Moerman. “De groep bestaat uit experts vanuit vrijwel alle Nederlandse drinkwaterbedrijven en ook De Watergroep in Vlaanderen. Onze Belgische collega’s wilden de container met proefinstallatie ook graag inzetten, dat is nu gebeurd. Het mooie van de mobiele opstelling is dat deze vrij eenvoudig van A naar B kan worden gebracht. We hebben net de micro-organismen in het water van de proefinstallatie gedoseerd, dus de metingen kunnen beginnen.”

Vergelijken met andere watersoorten

Verwacht Moerman andere resultaten bij De Watergroep dan bij PWN? Onze zuiderburen passen immers lage doseringen van chloor in de drinkwaterbereiding toe om de groei van micro-organismen tegen te gaan. Dat verschilt met de situatie in Nederland. “Ik denk dat de uitkomsten vergelijkbaar zullen zijn”, zegt de onderzoeker. “Omdat we met aquathermie niet over één nacht ijs willen gaan, passen we de technologie op net iets verschillende watertypen toe zodat we de uitkomsten kunnen vergelijken. Het zou bijvoorbeeld ook interessant zijn om de proefinstallatie in Duitsland of Frankrijk neer te zetten. Maar het mooiste is natuurlijk als alle Nederlandse drinkwaterbedrijven er verder onderzoek mee willen doen. Inzet van de proefinstallatie leert ons namelijk heel veel over mogelijke nagroei van een bepaalde watersoort bij lokaal hogere temperaturen en stromende conditie. Zo zou je de proefinstallatie ook kunnen inzetten voor onderzoek naar de effecten van opwarming van leidingen, bijvoorbeeld door warmtenetten. Het bouwen van de proefinstallatie is kostenintensief geweest, en het zou zonde zijn om deze niet opnieuw te gebruiken. Nieuwe investeringen zijn niet nodig en hij is overal inzetbaar.”

Duurzame warmtebronnenmix

Gevraagd naar de toekomstdroom van Moerman over de TED-technologie, zoomt hij uit naar het grotere plaatje. “Er zijn drie bronnen voor aquathermie: oppervlaktewater, afvalwater en drinkwater. Uiteraard heeft oppervlaktewater een veel groter potentieel om er warmte en koude uit te halen dan drinkwater. Het volume is vele malen groter. Maar drinkwater heeft wel specifieke voordelen. Zo is het schoon en hoef je het niet te zuiveren. En de leidingen liggen er al. Natuurlijk is de toepassing van TED relatief beperkt. Je kunt niet in elke straat elk huis op deze manier gaan verwarmen. Ik zie deze technologie en ons onderzoek dan ook meer als een bijdrage aan het zoeken naar een duurzame warmtebronnenmix.”

Bijdragen aan maatschappelijke opgaven

Hoe dit in de praktijk uitwerkt, licht Moerman verder toe. “Door de energietransitie kijken we anders naar de waterinfrastructuur dan voorheen. Wanneer een drinkwaterbedrijf ergens een grote transportleiding gaat aanleggen, zou dit niet langer alleen moeten gaan over het transport van water. We moeten beseffen dat als je veel water van de ene naar de andere plek brengt, dit ook het transport van veel warmte en koude betekent. Daarmee krijgt de leiding ineens een dubbelfunctie, waardoor ook de maatschappelijke kosten lager worden. De kennis die we met pilotstudies als deze verzamelen, is dus belangrijk om de energietransitie te kunnen versnellen. Want we willen zeker weten dat aquathermie uit drinkwater geen problemen gaat opleveren voor de waterkwaliteit. Drinkwaterbedrijven moeten de toepassing ervan kunnen uitleggen aan hun klanten. En ze moeten er ook trots op kunnen zijn, zodat ze kunnen zeggen: op deze manier dragen we ons steentje bij aan de maatschappelijke opgaven waar we voor staan.”

Afbeelding 1: Interieur van de proefinstallatie. Met vijf ‘flowcellen’ kunnen twee verschillende materialen en twee verschillende temperaturen worden gesimuleerd en geanalyseerd. De vijfde flowcel is ter referentie.

Afbeelding 2: Voorbeeld van monstername van materiaal voor analyse van de biofilm. Het materiaal op de foto is EPDM, een synthetisch rubber waarvan pakkingen in warmtewisselaars gemaakt zijn