Thermische energie uit afvalwater (TEA)

Er zijn de afgelopen jaren veel nieuwe technieken ontwikkeld om de warmte die wordt toegevoegd aan (drink)water, terug te winnen en opnieuw te gebruiken voor het koelen of verwarmen van gebouwen. Dit wordt Thermische Energie uit Afvalwater genoemd, kortweg TEA. TEA kan een duurzaam en volwaardig alternatief worden voor aardgas. STOWA werkt aan het verkennen van de mogelijkheden voor het toepassen van TEA, onder meer via een speciale handreiking en een portfolio met voorbeeldprojecten.

Huishoudens en bedrijven voegen veel thermische energie toe aan de waterketen voor het verwarmen van water, bijvoorbeeld bij douchen en (af)wassen. Deze hoeveelheid is zelfs een factor 10 tot 20 groter dan de benodigde operationele energie in die waterketen. De besparingspotentie is daarmee ook veel groter. Thermische energie gaat nu grotendeels verloren op weg naar de afvalwaterzuivering. Dit komt door uitwisseling van warmte met de wanden van het rioolstelsel en door menging met koudere waterstromen, zoals regenwater en grondwater.

Het terugwinnen van thermische energie is relatief eenvoudig, via warmtewisselaars. Binnenshuis kan met een zogenoemde douchewarmtewisselaar de warmte uit afvalwater teruggewonnen voordat het in het riool terechtkomt. Via een warmtewisselaar (met een rendement van vijftig procent) kan een gemiddeld huishouden jaarlijks ongeveer 610 kWh aan energie besparen. Ter illustratie: het jaarlijks elektriciteitsgebruik van een gemiddeld huishouden bedraagt ongeveer 3400 kWh. Dit komt overeen met ongeveer 140 euro per jaar, bij een kWh-prijs van 23 eurocent.

De warmte kan ook centraal worden teruggewonnen uit de persleidingen. Dit wordt riothermie genoemd. Hiertoe wordt een warmtewisselaar in de riolering geplaatst, waarmee warmte en/of koude wordt gewonnen. De temperaturen zijn nog relatief laag. Met een warmtepomp wordt de temperatuur naar een bruikbaar niveau gebracht. De techniek is wereldwijd al toegepast, waarbij bewezen is dat de jaarlijkse energiekosten flink lager zijn ten opzichte van conventionele technieken. Dit project verkent met name de mogelijkheden voor het toepassen van riothermie.

Naast thermische energie uit afvalwater, kan er ook thermische energie worden gewonnen uit oppervlaktewater (TEO) en uit drinkwater (TED). Deze drie worden beschouwd als uiteenlopende vormen van aquathermie.

Er zijn de afgelopen jaren al de nodige onderzoeken uitgevoerd om de potentie en de haalbaarheid voor het terugwinnen van thermische energie goed te kunnen beoordelen. Zo is de thermische-energiehuishouding in de waterketen in beeld gebracht. Hiermee kunnen bijvoorbeeld het beste tijdstip en de meest geschikte locatie voor de terugwinning worden bepaald. Ook is verder gewerkt aan optimalisatie van technieken en de mogelijke (tijdelijke) opslag van thermische energie. Verder is gekeken welke invloed het terugwinnen van thermische energie heeft op het functioneren van de rwzi. Het zuiveringsproces kan namelijk aan effectiviteit inboeten door veelvuldige terugwinning van thermische energie uit afvalwater. Hierdoor kan de temperatuur van het aangevoerde afvalwater te laag worden.

Riothermie is een veelbelovend alternatief voor aardgas onder de volgende omstandigheden:

  • waar het aanbod van warmte én de vraag naar warmte op relatief kort afstand (1 à 2 km) van elkaar liggen;
  • waar het aanbod voldoende is om in (een deel van) de warmtevraag te voorzien;
  • waar de technische aanpassingen aan de te verwarmen gebouwen relatief eenvoudig zijn Bij oudere gebouwen is vaak een aanpassing van het verwarmingssysteem nodig; bij nieuwbouw niet.