Op Campus Kortrijk leveren ze een cruciale bijdrage tot een oplossing van ons energieprobleem

Politicoloog Carl Devos trekt de boer op langs West-Vlaamse velden. Als ‘ambassadeur van UGent voor West-Vlaanderen’ moet hij de banden aanhalen tussen de universiteit en het economisch weefsel van onze provincie. Tweewekelijks brengt hij verslag uit van zijn kruistocht. In deze kolommen, op kw.be.

In de Wetstraat woedt een hevige, maar belangrijke en boeiende discussie over het energiepact. Inzet van het debat is de vraag wanneer we helemaal uit de kernenergie stappen. Iedereen is het er over eens dat we zo snel mogelijk zoveel mogelijk moeten omschakelen naar alternatieve, duurzame energiebronnen. Zoals bekend gebeurt op Campus Kortrijk van de UGent heel wat vooruitstrevend onderzoek over energie. In eerdere columns ging ik daar op in.

Als het over toekomstgerichte energie – via zonnepanelen, windmolens of getijdenstromen – gaat, zijn we vooral bezig met de vraag hoe we er zoveel mogelijk van kunnen opwekken. Maar dat is niet de enige belangrijke uitdaging. Die ligt ook elders: in het beheer van die alternatieve energiestromen. De onderzoeksgroep Thermische Energie in de Industrie (TEI) van UGent Campus Kortrijk is daar volop mee bezig. De onderzoeksgroep zal participeren aan een groot en prestigieus Europees project dat moet helpen om de klimaatdoelstellingen te bereiken.

Om die doelstellingen te bereiken moet niet enkel het aandeel hernieuwbaar opgewekte elektriciteit aanzienlijk stijgen, maar moet ook een oplossing gevonden worden voor de instabiliteit van ons elektriciteitsnet door het regelmatig overaanbod van hernieuwbare energie (van vooral zon en wind). Hoe meer we die energiebronnen gebruiken, hoe groter de uitdaging om die stromen ook goed te kunnen beheren. Als er zo’n piek van energieproductie is, gaat de prijs op de ‘beurs’ waar grote industriële afnemers elektriciteit aankopen naar beneden, of wordt die zelfs negatief. Er wordt dan bij wijze van spreken gevraagd om meer elektriciteit te verbruiken, om het net stabiel te houden. Want de opgewekte energie moet ergens naartoe. Anderzijds zijn er veel periodes waar er te weinig wind of zon is om aan de energiebehoefte te voldoen.

Om deze problemen op te lossen, wordt in Campus Kortrijk hard gewerkt aan mogelijkheden om elektriciteit ofwel rechtstreeks op te slaan, via batterijen dus, ofwel te transformeren naar een andere energievorm die zich op grotere schaal en goedkoper laat opslaan. Vanuit die opslag kan dan tijdens een periode van schaarste opnieuw elektriciteit opgewekt worden. Dat is een van de missies van onze ervaren specialist, Bruno Vanslambrouck (Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur, Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding). Wie in zijn labo op bezoek komt, moet hem zoeken tussen tussen de machines en opstellingen, waarmee hij ook nieuwe onderzoekers opleidt.

Op Campus Kortrijk leveren ze een cruciale bijdrage tot een groot Europees project en tot een oplossing van ons energieprobleem

Bruno Vanslambroucken UGent TEI hebben eerder al zelf een kleinschaliger Europees project gelanceerd waarbij in hun laboratorium een thermische buffer wordt geïnstalleerd die het mogelijk maakt om overschotten aan elektriciteit om te zetten in warmte (op ca 220°C). Ze kunnen er achteraf opnieuw gedeeltelijk elektriciteit uit produceren. Dat zagen ze ook in Duitsland.

Het prestigieuze Deutsches Institut für Luft und Raumfarht (DLR) heeft gevraagd of ze op Campus Kortrijk met hen willen samenwerken. DLR is een grote onderzoeksinstelling, met vestigingen verspreid over heel Duitsland. Op Campus Kortrijk werken ze samen met het Institute of Engineering Thermodynamics. DLR heeft ruime ervaring met grootschalige Concentrating Solar Power (CSP) centrales, die in landen met veel zon grote hoeveelheden elektriciteit produceren. Om die centrales ook ‘s nachts te laten werken, wordt overdag warmte opgeslagen. Het is gereputeerde Duitse ervaring die Bruno en zijn team in Kortrijk mogen gebruiken om ook in Vlaanderen baanbrekend onderzoek te doen.

Het project streeft niet enkel naar opslag en hergebruik van overtollige elektriciteit, maar ook naar duurzame verwarming via warmtenetten

Op uitnodiging van DLR neemt UGent TEI deel aan een groot project binnen het Europees Horizon 2020 kader: ‘CHESTER (Compressed Heat Energy STorage for Energy from Renewable sources)’. Het project streeft niet enkel naar opslag en hergebruik van overtollige elektriciteit, maar ook naar duurzame verwarming via warmtenetten die gevoed worden met thermische zonne-energie, industriële restwarmte of zelfs geothermische warmte. Dit project, goed voor om en bij de 5 miljoen euro, brengt 12 partners uit 7 Europese landen bijeen. Het zijn topspecialisten, en Campus Kortrijk hoort daarbij. We mogen daar trots op zijn, en dit nieuws verdient dus alle aandacht.

Voor de technisch geïnteresseerden: Het Chester concept is opgebouwd rond twee thermische buffers. Een eerste op temperatuur tussen 40 en 90°C, een tweede op 130 tot 180°C. Vooral de buffer op de laagste temperatuur zal gevoed worden met hernieuwbare energiebronnen. Deze buffer dient ook als de bron voor een warmtenet. Tijdens periodes van overschot aan hernieuwbare elektriciteit, wordt via een innovatieve warmtepomp warmte van de buffer op de laagste naar de buffer op de hoogste temperatuur getransformeerd. Omgekeerd, bij een tekort aan hernieuwbare elektriciteit, wordt vanuit de buffer op hoge temperatuur (via de organische Rankine cyclus (ORC)) elektriciteit geproduceerd. De onvermijdelijke restwarmte wordt opnieuw in de buffer op lage temperatuur gedumpt. Omdat de temperatuur in de tweede buffer veel lager is dan normaal binnen CSP-installaties, is er voor de omzetting naar elektriciteit een aangepaste technologie nodig. Daarover voert UGent TEI op Campus Kortrijk al meer dan 10 jaar onderzoek. Hoe genereer je elektriciteit uit industriële restwarmte? Dat is het prestigieuze DLR opgevallen, en zo werden de collega’s van Campus Kortrijk binnen het project opgenomen.

Bruno en zijn team zijn bezig om een optimale ORC-module op lab-schaal te ontwerpen en te testen, waarna deze naar DLR in Stuttgart zal verhuizen om geïntegreerd te worden binnen een volledige Chester demo. Dat moet toelaten om het Chester concept daarna overal grootschaliger uit te voeren. Op Campus Kortrijk leveren ze zo een cruciale bijdrage tot een groot Europees project, tot Duitse toptechnologie en tot een oplossing van ons energieprobleem.

Referenties: