TED: thermische energie uit drinkwater

De drinkwaterbedrijven werken in het BTO-WiCE project Aquathermie aan ontwikkeling van energie uit drinkwater, dit is gelinkt aan thema 3 van WarmingUP. Binnen dit thema onderzoekt KWR onder welke condities TED veilig kan worden toegepast. Met de uitvoering van dit onderzoek geven we tegelijkertijd invulling aan de door KWR toegezegde bijdrage aan de Green Deal Aquathermie. KWR werkt hiervoor nauw samen met het Netwerk Aquathermie, een netwerk waarin alle ondertekenaars van de Green Deal Aquathermie verbonden zijn.

Wat is aquathermie?

Aquathermie is de verzamelnaam voor thermische energie die uit waterbronnen in de omgeving (terug)gewonnen kan worden ten behoeve van warmte- en/of koudelevering. Er is onderscheid gemaakt tussen thermische energie uit oppervlaktewater (TEO), uit afvalwater (TEA) en uit drinkwater (TED). Elke categorie is nader onder te verdelen in verschillende typen bronnen. Binnen TED kan bijvoorbeeld onderscheid gemaakt worden tussen ruwwater en reinwater. In tegenstelling tot de meeste andere duurzame energiebronnen is aquathermie in staat om de hittestress in de zomer actief te verminderen door warmte te winnen in de zomer om deze, in combinatie met seizoensopslag in de bodem (WKO), in te zetten als vervanging voor fossiele energiebronnen in de winter.

Aquathermie is een ‘lage temperatuur (LT) warmtebron’. Dit wil zeggen dat er nog een warmtepomp nodig is om deze warmte op een bruikbare temperatuur te brengen voor verwarming. De benodigde temperatuur is afhankelijk van de mate van isolatie (energielabel) van het te verwarmen object. Alle RES’sen (Regionale Energie Strategieën) noemen aquathermie als duurzame LT-warmtebron. Meer dan de helft van de RES’sen noemt daarbij ook specifiek Thermische Energie uit Drinkwater (TED) als optie. Vanuit de energietransitie komt daarmee een vraag op de drinkwatersector af; in hoeverre is het mogelijk om met de huidige drinkwaterinfrastructuur bij te dragen aan de warmtetransitie?

Kennisontwikkeling voor opschaling TED

Aquathermie en TED is geen nieuwe technologie. TED wordt in Nederland al ongeveer 15 jaar toegepast, ook als collectieve warmtevoorziening. De wijk EVA-Lanxmeer in Culemborg is daar het voorbeeld van. Belangrijke vraag hierbij is in hoeverre opschaling van TED mogelijk is in combinatie met de primaire taak van drinkwaterbedrijven; het leveren van drinkwater met onberispelijke kwaliteit.

Om op deze vraag antwoord te geven is meer kennis nodig over thermische potentie van TED en de toepassingsmogelijkheden in verhouding tot kwaliteitsparameters. Dergelijke vragen zijn onderdeel van de onderzoeksagenda van de Green Deal Aquathermie en krijgen concreet vorm in het WarmingUP-onderzoeksprogramma.

Wat doet KWR in thema 3 van WarmingUP?

Binnen thema 3 ‘Aquathermie’ in WarmingUP werkt KWR aan de volgende activiteiten:

Als onderdeel van project 3A:

Technisch potentieel van TED beschikbaar op de openbare aquathermie viewer.

• Doel: kennis over het technisch potentieel van TED beschikbaar stellen aan een breed publiek. Het doel van de viewer is gemeenten en projectontwikkelaars via de potentieelkaart te koppelen aan drinkwaterbedrijven als bronhouder van thermische energie.
• Opbrengst: de kaart met het technisch potentieel van TED op wijkniveau is inmiddels beschikbaar op aquathermieviewer.nl
• Contactpersoon: ir. A. (Andreas) Moerman

Als onderdeel van project 3B:

Onderzoek microbiologische effecten bij toepassing van verschillende materialen en watertypen in het temperatuurbereik van 15 – 30 °C. Dit onderzoek is opgebouwd uit twee onderdelen:

1. Labstudie waarbij drinkwater door een verwarmde opstelling stroomt en er verschillende typen opportunistische pathogenen gedoseerd worden.
2. Herhaling van dezelfde studie, maar dan met oppervlaktewater als grondstof voor drinkwater in plaats van grondwater (op locatie).

In alle experimenten wordt het gedrag van gedoseerde opportunistische pathogenen onderzocht in relatie tot de eerder genoemde parameters.

• Doel: kennis ontwikkelen over de mogelijke microbiologische effecten bij opwarming van drinkwater in de winter en afkoeling van drinkwater in de zomer.
• Contactpersoon: dr. N. (Nikki) van Bel

Validatie van het KWR watertemperatuurmodel waarmee voorspeld kan worden hoeveel thermische energie (in serie) gewonnen kan worden.

• Doel: ontwikkeling van een watertemperatuurmodel dat op kleinere schaal (enkele honderden meters leiding) betrouwbaardere berekeningen uit kan voeren van lokale temperatuurveranderingen in het drinkwaterleidingnet.
• Contactpersoon: dr. ir. E.J.M. (Mirjam) Blokker

Een verkenning naar mogelijke bodemeffecten van grootschalige toepassing van seizoensopslag van warmte (WKO).

• Doel: eerste indicatie geven van mogelijke gevolgen van grootschalige toepassing van WKO op de verspreiding van bodemverontreinigingen als input voor vervolgprojecten voor optimale inrichting van de ondergrond.
• Contactpersoon: dr. ir. J.M. (Martin) Bloemendal

Als onderdeel van project 3C:

Kennisdocument TED; bestaande uit een ‘best pratice’ voor operationeel beheer en een ontwerphandreiking.

• Doel: kennis over TED bundelen en breed beschikbaar stellen.
• Contactpersoon: ir. F.I.H.M. (Frank) Oesterholt

Als onderdeel van project 3M (pilotprojecten):

Studie naar performance van huidige TED-systemen, en onderzoek naar eventuele correlatie met bijvoorbeeld weerparameters.

• Doel: kennis opbouwen over daadwerkelijke performance van TED-systemen, als input voor toekomstige businesscases.
• Contactpersoon: Dr. ir. D.J. (Daniël) Bakker

Vergelijking van het ontwerp en beheer van drinkwaternetten en bronnetten

• Doel: drinkwaterbedrijven inzicht geven in kennis(lacunes) binnen het eigen bedrijf relevant voor het ontwerp en beheer van zeer lagetemperatuur (ZLT) warmtenetten (ook wel bronnetten genoemd).
• Contactpersoon: ir. A. (Andreas) Moerman

 

Presentatie op Water-Energy-Nexus conference 2020 met uitleg van TED en resultaten van KWR-onderzoek uitgevoerd in de periode 2013-2019 (Engels)