Door Herman van den Bosch
Zonnecollectoren in wegen is een mooi idee, maar de uitvoerbaarheid valt tegen. Lees daarover in een eerdere blogpost. Maar dat ligt anders als we het asfalt zelf gebruiken. Eigenlijk is dit te veel gezegd. Het gaat net als bij zonnepanelen om de zonne-energie en zelfs dat klopt niet helemaal. Daarover straks meer.
Om beter te begrijpen waarover het gaat, is het handig om eerst het onderstaande filmpje te bekijken:
Structon's dochter Ooms Road Energy Systems (voorheen de Ooms Avenhorn groep) ontwikkelt al bijna 20 jaar systemen waarbij energie uit asfalt kan worden geëxploiteerd. Hiertoe wordt asfalt voorzien van buizen. Door deze buizen stroomt in de zomer koud water dat in het warme asfalt flink opwarmt. Het opgewarmde water wordt bewaard in een waterhoudende laag (aquifer) op een diepte van 100 – 200 meter. In de winter wordt dit warme water opgepompt en staat zijn warmte via een warmtewisselaar af aan de te verwarmen gebouwen of huizen. Hierna stroomt het weer naar een andere aquifer. In feite gaat het hier om een systeem van warmte-koude opslag dat ik elders uitvoerig heb besproken. Het grote probleem daarbij is dat er meer warmte aan de bodem wordt onttrokken dan terugkeert. Door het opnemen van een asfaltzonnecollector in dit systeem, wordt dit probleem verholpen. We spreken dan van regeneratie van energie in de bodem, met als resultaat een duurzame energiebalans.
Wat nog mooier is: nadat het water in de winter zijn warmte voor een belangrijk deel via een warmtewisselaar heeft afgegeven aan huizen en gebouwen, stroomt het via de buizen onder het wegdek terug waardoor deze wegen niet meer bevriezen. In de zomer verloopt het proces omgekeerd. Het water uit de relatief koude aquifer kan in de zomer met behulp van dezelfde warmtewisselaar worden gebruikt om gebouwen af te koelen. Het bodemwater warmt hierdoor op en wordt in de warmwater aquifer opgeslagen.
De onderstaande schematische tekening laat zien hoe het systeem ’s zomers en ’s winters werkt.
Een ander voordeel is dat het asfalt minder slijt, omdat extreme temperatuurwisselingen in het wegdek verdwijnen. Wel worden aan het asfalt zelf hoge eisen gesteld: het moet onder andere voldoende soepel zijn om tijdens het aanbrengen de ruimten tussen de buiten en het grit waarin deze zijn bevestigd op te vullen. Ook is het mogelijk te zijner tijd het asfalt weer van de buizen te scheiden met het oog op hergebruik van zowel het asfalt als de buizen.
In hun artikel Innovation in the production and commerical use of energy extracted from asphalt pavements geven Chris Sullivan, Arian de Bondt, Rob Jansen en Henk Verweijmeren een opsomming van locaties in Nederland en het Verenigd Koninkrijk waar het systeem uitvoerig is beproefd.
Berekeningen in datzelfde artikel laten zien dat in het geval van grootschalige toepassing dit systeem goedkoper is dan andere vormen van warmwatervoorziening. Er is een oppervlak van ongeveer 400 m2 nodig voor de verwarming en koeling van een oppervlak van 100 m2. Deze berekeningen nemen echter niet de aanlegkosten van een warm- en koud-waternetten mee en ook ontbreekt een vergelijking met het gebruik van industriële restwarmte, die tegenwoordig ook van grote betekenis wordt gezien voor de aanleg van stadsverwarming.
Een grootschalige doorbraak is vooralsnog uitgebleven. Zelf denk ik dat het systeem zijn tijd vooruit was.
In een Interview in het Noordhollands Dagblad in 2017 merkt de directeur van Arian de Bondt van Ooms Road Energy Systems aan, dat de uitrol van het systeem ernstig werd gefrustreerd door de crisis. Het gevolg daarvan is was dat een grootschalig proefproject in Hoorn niet van de grond kwam. Geen van de betrokken bedrijven durfde de initiële investering in de extra kosten voor wegaanleg, grondboringen en warmtepompen aan. Bovendien, de urgentie van terugdringen van de uitstoot van broeikasgassen werd in die tijd bovendien nauwelijks gevoeld. Alle betrokken bedrijven - op een na - kozen voor conventionele gasgestookte verwarming. Het had anders gelegen als de gemeente de infrastructuur had voorgefinancierd.
Dat het ook anders kan bewijst het energiebedrijf Kodi in Heerhugowaard dat ervoor heeft gezorgd dat rond een aantal bedrijven en woningen in Noord-Holland wel asfaltcollectoren werden geplaatst. In al deze gevallen functioneert het systeem uitstekend.
Voor de levering van de warmte en koude op een bedrijventerrein in Heerhugowaard heeft Kodi een Energy Service Company (Esco) opgericht, in de vorm van een coöperatie. De afnemer betaalt een bedrag volgens het niet-meer-dan- anders principe. De CO2-rechten komen gratis beschikbaar ten behoeve van de afnemers. Het verdienmodel van de coöperatie zit in de lage inkoopprijs die wordt betaald voor de (overtollige) warmte, die vervolgens met slimme technologieën efficiënt wordt opgeslagen en aangeboden aan de afnemers. Voor dit project is tevens subsidie verkregen van het Europees Fonds voor Regionale ontwikkeling en de provincie Noord-Holland.
Op dit moment lijkt het tij te keren. Directeur Adriaan van Diepen van Kodi geeft aan dat de vraag explosief stijgt en in het bijzonder dat gemeenten ervoor voelen om asfaltcollectoren in integreren in projecten voor warmtekoudeopslag met het oog op hun regeneratieve werking.
Het is zeer terecht dat asfaltcollectoren een serieuze rol gaan spelen bij de warmtevoorziening in de komende decennia. Het is niet realistisch om van een alternatief te spreken voor zonne- en windenergie. Daarbij gaat het immers in de eerste plaats om de elektriciteitsvoorziening. Thermische energie, aangevuld met asfaltcollectoren die voor de
noodzakelijke regeneratie van de ondergrondse watervoorraden zorgen kunnen een doorslaggevende rol spelen bij de verwarming en de voorziening van warm water.