ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Toets
een onderwerp in het zoekboxje, of
klik op één van de letters A..Z hierboven.
riothermie
riothermie, thermische energie uit afvalwater (tea)
Riothermie is het verkrijgen van energie (warmte én koelte) uit afvalwater van het
riool. Een andere benaming is thermische energie uit afvalwater
(TEA).
Het warme afvalwater van industrie en huishoudens (van bad, douche, wasmachine,
spoelbak e.d.) wordt op het riool geloosd en kan dienen als een
milieubewuste warmtebron. De gemiddelde temperatuur van rioolwater is 23
graden C. In de winter is de riooltemperatuur 6 graden C. Met een
warmtewisselaar bij de rioolbuis kan dit temperatuurverschil worden gebruikt om energie
"terug" te winnen.
Riothermie is een vorm van groene
energie en van aquathermie.
(Andere vormen van aquathermie zijn thermische energie uit oppervlaktewater en
therminsche energie uit drinkwater).
Methode riothermie
De manier waarop energie uit rioolwater wordt gehaald is als volgt:
- het afvalwater stroomt over/langs buizen of platen van een warmtewisselaar
(die om/langs/door de rioolbuis loopt)
- de warmte van het afvalwater wordt aan de transportvloeistof van de
warmtewisselaar doorgegeven
- de transportvloeistof vervoert de warmte naar de afnemer (de vloeistof heeft
nog een vrij lage temperatuur)
- bij de afnemer staat een warmtepomp
die de vloeistof opwerkt tot de benodigde temperatuur (warmte voor het zwembad
o.d.)
- ongebruikte warmte kan worden opgeslagen in een warmtebuffer in de bodem en
later benut worden, bijvoorbeeld via warmte-koude-opslag
(wko) (die
warmte wordt in de winter gebruikt indien de warmte uit riothermie niet
voldoende is)
- de koude van het nog niet opgewarmde water uit het zwembad gaat naar de
koudebuffer om voor koelte te zorgen in de zomer (bij een zwembad misschien
meestal niet zo nodig, voor een hotel o.d. ).
Voor een flexibel systeem om de warmte en koude van rioolwater ook op een later
moment te benutten wordt bijna altijd een
vorm van warmte-koude-opslag
(wko) toegepast: in de zomer gaat de warmte van opgewarmd water naar een
warmtebuffer in de grond, in de winter gaat de koude van het afgekoelde
water naar een koudebuffer.
Nadelen riothermie
- meestal moet een deel van de riolering vernieuwd worden om riothermie goed
mogelijk te maken (de eerste afbeeldingen tonen de mogelijkheden)
- uitsluitend lage temperatuur; in het gebouw is
vloer/wand/plafondverwarming nodig (geen conventionele radiatoren)
- combinatie met warmte-koude-opslag vereist om het systeem flexibeler te maken
(in dit
geval zijn er geen
problemen voor riothermie met betrekking tot afspraken voor de lange termijn
zoals leveringszekerheden en -voorwaarden)
- voor één huishouden niet interessant (de infrastructurele kosten zijn te
hoog); wel voor wijken, zwembaden, kantoren of grote bedrijven
- omdat riothermie de temperatuur van het afvalwater verlaagt, kan
dat invloed hebben op het biologische zuiveringsproces in de rioolwaterzuiveringsinstallatie
(rwzi)
- bij extreem hoge energieprijzen kan het zijn dat we met z'n allen minder
douchen e.d. waardoor de temperatuur van het afvalwater minder hoog is dan
verwacht.
Aspecten Omdat het nog een vrij nieuwe manier is van energieterugwinning, is er nog niet
veel ervaring mee opgedaan. Toch zijn er nogal wat aandachtspunten:
- het temperatuurverschil in de zomer is waarschijnlijk veel kleiner;
energieterugwinning zal geringer zijn (en minder noodzakelijk, tenzij toegepast
voor koeling
- het gaat om vrij lage temperaturen, dus warmtepompen
zijn nodig om de temperatuur op 30 tot 40 graden C te brengen
- rioolbuizen worden zo snel mogelijk leeggepompt; voor riothermie is dat niet
aan te bevelen, maar minder snel leegpompen betekent meer kans op overstromen
van de riolering
- onderin de rioolbuizen ontstaat na verloop van tijd een slib waardoor het
temperatuurverschil minder groot is
- wanneer door de rioolbuis voor riothermie ook (koud) hemelwater wordt
afgevoerd, neemt de temperatuur van het rioolwater aanzienlijk af, waarmee een
vorm van warmte-koude-opslag vereist is (overigens, is de gemiddelde temperatuur van 23 graden C in een rioolbuis gemeten die
uitsluitend vuilwater afvoert of in een buis voor gemengd gebruik, dus
hemelwater en
vuilwater)?
- wat als er een "kink" in de leiding is? dat betekent ergens graven
naar het defecte riool, maar waar precies?
- de verwachting is dat een riothermiecentrale 5.000 huisaansluitingen
nodig heeft om 100 huishoudens warm tap- en verwarmingswater te verstrekken; is
dat de moeite waard, zeker als er minder nieuwbouw plaatsvindt in economisch
slechte tijden?
Alternatieve toepassingen van het afvalwater
- RWZI levert warmte (uit afvalwater). Het nog wat warme afvalwater dat de installatie van de
rioolwaterzuivering (rwzi) binnenkomt zou eventueel bij de rwzi kunnen worden
gebruikt. Dat betekent wel dat er
een (veel) kleiner temperatuurverschil is dan bij riothermie dicht bij de bron (de rwzi ligt immers
meestal ver van de bron van het warme
afvalwater af), maar de grote voordelen zijn dat er geen speciale rioolbuizen
nodig zijn en dat onderhoud van het systeem veel gemakkelijker is. - RWZI levert brandstof (uit droog slib). Een andere manier om "het riool" als bron van energie te gebruiken, is
van de afvalstoffen in het rioolwater droog slib te maken en dit te
verbranden of om te zetten naar biobrandstof. De rioolwaterzuiveringsinstallatie
(rwzi) kan de droge stof leveren. Van elke 10 kilo droog rioolslib kan
vermoedelijk 1 liter biobrandstof worden gemaakt (en een kleine hoeveelheid
waterstof, ca. 150 gram).
- Combinatie riothermie en waterstof.
Wanneer met groene stroom waterstof (H2) uit water (H2O) wordt verkregen, kan
heel misschien beter rioolwater worden toegepast: voor het omzetten van redelijk
"pure" urine naar waterstof is slechts een kwart van de energie
benodigd in vergelijking met water als bron.
Aspecten bij die combinatie zijn o.m.:
. het is de vraag of het percentage urine in rioolwater significant
is
. er is een bij voorkeur continue invoerstroom rioolwater nodig
. er komt een stroom afval uit het productieproces
. mogelijk kan de urine van vee als bron dienen.
onderin de buis: de speciale rioolbuizen voor riothermie; warmtewisselaarsbuizen ingebouwd onderin de rioolbuis; voor
nieuwbouw; klik voor groter (uit de pdf
riothermie van tauw):
in de buis: warmtewisselaarsbuizen ingebouwd in een
schaal in een bestaand riool (uit pdf
portfolio van stowa):
om de buis: voor druk- en persriolen, de warmtewisselaarbuizen zijn om de rioolbuis ingebouwd; voor
nieuwbouw (uit pdf
portfolio van stowa):
energiewinning uit rioolwater en energieopslag in warmte-koude-opslag,
zembad urk; klik voor de volledige afbeelding (uit pdf
portfolio van stowa):
terugwinning warmte via een dubbelwandige rvs warmtewisselaar bij een
rioolpersleiding (uit pdf
portfolio van stowa):