Warmtepomptechnologie voor duurzame stoomproductie in industrie

Een consortium, gecoördineerd door ECN, ontwikkelt warmtepomptechnologie voor industriële toepassingen waarbij restwarmte of geothermie wordt gebruikt als bron om stoom te producereen tot temperatuurniveaus van 200 °C, aanmerkelijk hoger dan tot op heden mogelijk.

De nieuwe pomptechnologie moet leiden tot effectievere manieren om warmte te produceren, wat essentieel in de overgang naar een low carbon economy.

Economisch haalbaar, veelzijdig inzetbaar

Het Steps-project is gericht op het ontwikkelen en toepassen van warmtepomptechnologie die stoom produceert in de temperatuurinterval 120 … 200 °C. Dit op een manier die economisch haalbaar is en  gebruik maakt van geothermie of industriële restwarmte als bron. Deze technologie kan worden toegepast in de (petro) chemische industrie, raffinage, papierindustrie en de voedingsmiddelenindustrie.

Het belang van warmtepomptechnologie

De meeste industriële processen die warmte bij temperatuur niveaus rond de 200 °C nodig hebben, vereisen stoom bij verschillende druk / temperatuur niveaus. De temperatuur van industriële restwarmte is per definitie te laag om direct worden hergebruikt. Een mogelijke duurzame warmtebron is geothermie. Hierbij komt warmte beschikbaar bij temperaturen tussen 60 °C en 200 °C, afhankelijk van de locatie en diepte van de put. Echter, wanneer warmte wordt onttrokken zal de temperatuur dalen tot onder het vereiste niveau. Dit betekent dat zonder extra maatregelen slechts een beperkt deel van de geothermische energie direct kan worden gebruikt. De kloof tussen het temperatuurniveau van de geothermie of restwarmte bron en proceswarmte kan worden overbrugd met behulp van een warmtepomptechnologie.

Technische ontwikkelingen binnen Steps

Het Steps-project ontwikkelt en test twee geavanceerde warmtepompconcepten, een meertraps omgekeerde Rankine-cyclus en een enkeltraps thermoakoestische cyclus. Beide systemen passen goed binnen de omstandigheden van zowel geothermie of een industriële restwarmte en de benodigde procestemperaturen. De meetgegevens worden gebruikt om de technisch-economische haalbaarheid vast te stellen door middel van individuele business cases voor de deelnemende bedrijven.

Consortium van eindgebruikers

Steps wordt uitgevoerd door een omvangrijk industrieel consortium, dat bestaat uit eindgebruikers AkzoNobel, Bavaria, Dow, DSM, Heineken, Huntsman, Lamb Weston / Meijer,  SmurfitKappa, Warmtebedrijf Rotterdam, technologieleveranciers Bronswerk Heat Transfer, IBK en engineering & consultancy bedrijf IF Technology. Het Institute for Sustainable Process Technology (ISPT) is betrokken bij de disseminatie van de resultaten naar een breder industrieel platform.

Steps is onlangs van start gegaan en heeft een looptijd van 2,5 jaar. Het project wordt uitgevoerd met Topsector Energiesubsidie van het Ministerie van Economische Zaken.