Thermodynamische optimalisatie van warmte naar stroom

Thermodynamische optimalisatie van warmte naar stroom conversietechnologieën Om geothermische warmte naar elektrische stroom om te zetten wordt traditioneel gebruik gemaakt van stoom‐aangedreven turbines. Hiervoor zijn temperaturen van minimaal 150 tot 200°C nodig. Om die hoge temperaturen te halen in streken met een gematigde tot lage natuurlijke warmteflux, zoals Vlaanderen, moet geboord worden tot dieptes van 5 km of meer. De geothermische warmte die in Vlaanderen benut kan worden, bereikt waarschijnlijk eerder lage temperaturen (100‐150°C) die momenteel als economisch niet rendabel worden bestempeld. Er bestaan reeds technologieën die toelaten om ook relatief lage enthalpiewarmte om te zetten naar elektriciteit, maar deze hebben actueel slechts zwakke conversierendementen. VITO zet in op die conversierendementen via een doctoraatsstudie. Deze studie zal bijdragen tot het optimaliseren van de omzetting van geothermische warmte naar een nuttige energievorm. Dit kan gaan over elektriciteit, al dan niet in combinatie met de verwarming en/of koeling van gebouwen. De combinatie van beide energievormen, elektriciteit en warmte, wordt ook “cogeneratie” genoemd. Thermodynamische cycli voor lage temperatuur warmtetoepassingen, zoals de Organische Rankine Cycli (ORC’s) en Kalina cycli, worden geoptimaliseerd om tot economisch optimale benutting van de geothermische energie te komen. Daarnaast zal ook verder in detail gekeken moeten worden naar het aangwezige geologische potentieel voor dergelijke toepassingen in Vlaanderen. Op dieptes van 5 km en meer zijn de aanwezige gesteenten meestal niet meer voldoende watervoerend om effectief warm water (stoom) te kunnen onttrekken en zullen mogelijk andere technieken aangewend moeten worden. Remining‐Lowex (EU, Concerto‐Plus project) Remining‐Lowex is een FP6 Concerto‐II project dat oude Europese mijnregio’s wil helpen evolueren naar duurzame gemeenschappen door een efficiënte integratie van warmtevraag en ‐aanbod volgens Lowex‐principes. Vier ambitieuze lokale gemeenschappen (Heerlen, NL; Zagorje, SL; Czeladz, PL en Bourgas, BU) hebben zich kandidaat gesteld om gebruik te maken van lokaal beschikbare, lage enthalpie hernieuwbare energiebronnen. Een gezamelijke troef van deze vier gemeenschappen is dat ze een geschiedenis van mijnbouw achter zich hebben, waardoor ze vandaag beschikken over een zeer specifieke energiebron. Ze kunnen namelijk aan de ondertussen ondergelopen mijngangen warmte en koude onttrekken voor het verwarmen en koelen van gebouwen. Omdat het over lage enthalpie warmte gaat, is het integreren van Lage En(x)ergie principes (Low Exergy of Lowex genoemd) in de gebouwen zelf ook zeer belangrijk. Door “Lowex” te bouwen, kan verwarmd worden met relatief lage temperaturen en kan er gekoeld worden met relatief hogere temperaturen. VITO deelt in het Remining‐project haar expertise die werd opgebouwd bij de ontwikkeling van het mijnwatersysteem in Heerlen (training & dissemination, zie Industriële projecten). Daarnaast wordt ook onderzoek gedaan naar het reservoirgedrag en naar het modelleren van productiescenario’s. Interesting links:  http://www.remining‐lowex.org/  http://www.imwa.info/docs/imwa_2011/IMWA2011_Ferket_287.pdf VITO website ‐ subsite GeoThermie ‐ Onderzoek