Bavaria gaat brouwen op metaalbrandstof

Studenten en onderzoekers van de TU Eindhoven hebben een systeem ontworpen om de energie die vrijkomt bij het verbranden van metaal praktisch te gebruiken. Net als aardolie en kolen bevat metaalpoeder energie en kan het verbrand worden. Het restproduct is dan geen koolstofdioxide, maar roestpoeder. De energie die vrijkomt, kan worden gebruikt voor het opwekken van stoom, dat weer stoomturbines kan aandrijven voor elektriciteit of aandrijvingen van industriële processen. Dit is een circulair proces, doordat het roestpoeder gemakkelijk is af te vangen en kan worden ‘geregenereerd’ tot schoon metaalpoeder.

IJzerpoeder als energiedrager

IJzer heeft verschillende voordelen als energiedrager. Het is ruim voorradig op aarde, goedkoop, heeft een grote energiedichtheid, is gemakkelijk te transporteren, en houdt de opgeslagen energie vrijwel permanent vast. Door de hoge temperatuur waarbij het ijzerpoeder kan worden verbrand, is het bovendien geschikt voor toepassing in industriële processen.

Circulair proces

Als het ijzerpoeder eenmaal verbrand is tot roestpoeder, moet het worden geregenereerd tot schoon ijzerpoeder. In de staalindustrie is veel ervaring met dat proces. Het maken van ijzer uit ijzererts lijkt erg veel op het produceren van ijzer uit roestpoeder.

IJzerpoeder wordt verbrand (combustion) en verwordt zo roest. De energie die vrijkomt bij verbranding kan gebruikt worden om elektriciteit op te wekken, in de industrie (zoals hier beschreven bij Brouwerij Bavaria), of in de transportsector. Later kan het roest geregenereerd (reduction) worden tot ijzer. Team Solid werkt aan het gedeelte ijzer/verbranding/roest (afbeelding: Team Solid).

Van studentproject naar duurzamer bierbrouwen

Naar aanleiding van onderzoek naar metaalverbranding in de onderzoeksgroep van TU/e-professor Verbrandingstechnologie Philip de Goey is in 2016 een honors project opgezet voor twee studenten technische natuurkunde en een student werktuigbouwkunde. Het studentenproject richtte zich op de warmte die ontstaat uit de verbranding van ijzerpoeder boven een waxinelichtje. Het jaar erna startten 19 studenten de ontwikkeling van het proof-of-concept, met een kleine energie-installatie die draait op ijzerpoeder, die vorig jaar werkend is geworden. Die installatie had een vermogen van een gemiddelde cv-ketel. De installatie die bij Swinkels Family Brewers komt, gaat stoom leveren aan het stoomnetwerk van Bavaria. Die installatie zal goed zijn voor 100 kW, wat overeenkomt met het vermogen van de cv-ketels van 5 huishoudens. Het doel van dit project is vooral het aantonen van de potentie van de installatie, met het oog op verder onderzoek naar de technologie.

Swinkels Family Brewers wil hun brouwproces minder afhankelijk maken van fossiele brandstoffen. Het systeem wordt mogelijk gemaakt door een financiering van 2,4 miljoen euro, waarvan 1 miljoen van de provincie Noord-Brabant, en een samenwerking met 7 industriële partijen, 2 stichtingen en de TU Eindhoven. De betrokken engineeringbedrijven dragen voor een miljoen euro aan fte’s bij en drie andere bedrijven nog eens samen 3,5 ton euro cash. Elk bedrijf is gespecialiseerd in een verschillend aspect van het demonstratiesysteem: EMGroup heeft ervaring met het bouwen van gespecialiseerde industriële branders, Romico is gespecialiseerd in stofafvang en HeatPower in het maken van zogenaamde add-on Rankine Compression Gasturbines.