Nieuw onderzoek toont potentieel van restwarmte batterijen voor glastuinbouw

Het haalbaarheidsonderzoek onderzocht 2 verschillende manieren om warmte uit batterijen te winnen. Bij het binnenkasontwerp wordt het batterijpark binnen een afgesloten kas geplaatst. De warmte wordt via een lucht-waterwarmtepomp benut. Het buitenontwerp plaatst het batterijpark in de open lucht en wint warmte uit het koelvloeistofsysteem van de batterijen.

3 en 5 procent
Het binnenkasontwerp levert 5 procent van het laad- en ontlaadvermogen als warmte. Het buitenontwerp haalt 3 procent warmte uit het systeem. Het verschil ontstaat doordat het binnenkasontwerp ook warmte van transformatoren en omvormers kan benutten.

De technische analyse wijst uit dat beide systemen aanzienlijke hoeveelheden restwarmte kunnen produceren. Voor het binnenkasontwerp werd gekozen voor 6 warmtepompen met een gecombineerd vermogen van 3,2 megawatt. Door de verhoogde aanvoerluchttemperatuur bereiken deze warmtepompen een seizoensgebonden prestatiecoëfficiënt van 4,2. Bij het buitenontwerp komt een water-waterwarmtepomp van 2,3 megawatt tot een prestatiecoëfficiënt van 6,13 bij een aanvoertemperatuur van 20 graden Celsius.

Warmteopslag verhoogt rendement
Bij beide ontwerpen kan warmteopslag de benutting van restwarmte verbeteren. Het binnenkasontwerp kan zonder opslag 50 procent van de warmtevraag leveren. Met opslag stijgt dit naar 65 procent. Bij het buitenontwerp stijgt de warmtelevering van 24 naar 33 procent met warmteopslag.

De lucht binnen de kas fungeert als natuurlijke warmtebuffer. Hierdoor kan warmte geleverd worden, ook wanneer de batterij niet aan het laden of ontladen is. Voor optimale prestaties bleek een warmtepompvermogen van 3,2 megawatt verdeeld over 6 warmtepompen het beste, gecombineerd met 10 megawattuur thermische opslag.

Subsidies cruciaal
De economische analyse toont dat subsidies noodzakelijk zijn voor rendabiliteit. Voor het binnenkasontwerp zijn volgens de onderzoekers zowel SDE++ als MEI-subsidie nodig voor een positieve businesscase. Alleen de SDE++-subsidie levert een positief maar beperkt rendement met een terugverdientijd van ongeveer 12 jaar.

Ook voor het buitenontwerp zijn subsidies essentieel. Met warmteopslag kan een positieve businesscase ontstaan met de MEI-subsidie of beide subsidies samen. Zonder warmteopslag zijn beide subsidies vereist voor rendabiliteit.

Maximale warmteproductie
Interessant is dat bij maximale warmteproductie alle subsidievarianten een positieve businesscase opleveren, zelfs zonder subsidies. Dit geldt voor beide ontwerpen. Het onderstreept het belang van een geschikte warmteafnemer met constante warmtevraag gedurende het hele jaar.

Bij maximale inzet kan het binnenkasontwerp jaarlijks 23 gigawattuur thermische energie produceren met een prestatiecoëfficiënt van 4,6. Het buitenontwerp realiseert ongeveer 10 gigawattuur warmteproductie per jaar. Deze cijfers tonen de potentie van restwarmtebenutting wanneer er voldoende afzet is.

De schaalbaarheidsanalyse toont dat voor het binnenkasontwerp minimaal 60 megawattuur opslagcapaciteit nodig is met een opslagduur van 4 uur. Voor het buitenontwerp volstaat 30 megawattuur, mits er een grote warmteafnemer beschikbaar is. Zonder geschikte afnemer geldt ook hier het minimum van 60 megawattuur vanwege het vereiste warmtepompvermogen van 500 kilowatt voor SDE++-subsidie.

Veiligheid gewaarborgd
De veiligheids- en regelgevingstoets wijst uit dat beide ontwerpen kunnen voldoen aan de gestelde eisen. Wel zijn aanvullende maatregelen nodig voor temperatuurbeheersing en brandveiligheid. Voor het binnenkasontwerp is afstemming met lokale veiligheidsdiensten essentieel. Bij het buitenontwerp moet worden afgestemd met batterijleveranciers.

Het onderzoek werd uitgevoerd in opdracht van provincie Zuid-Holland en Zuidplas Energy, met ondersteuning van gemeente Zuidplas. Emmett Green richt zich op advisering en ontwikkeling van energy hubs en heeft ervaring met batterijopslag voor netbalancering.

Toekomstperspectief
Meer vergelijkbare projecten zorgen voor schaalvoordeel en lagere ontwikkelkosten. Standaardintegratie van warmtewisselaars op batterijkoeling kan toekomstige minimale projectgroottes verlagen. De analyse toont veel geschikte locaties in Nederland, vooral bij TenneT-stations waar glastuinbouw warmte kan benutten.

Voor de Nederlandse glastuinbouw, die verantwoordelijk is voor 10 procent van het nationale gasverbruik, biedt restwarmte uit batterijopslag onder aan de streep een nieuwe mogelijkheid om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen.