Webinar Rethink Energy 4 Food: Thermische energieopslag systemen 

De voedingsindustrie is gekenmerkt door talrijke warmte gedreven processen zoals blancheren, koken, drogen en pasteuriseren. Traditioneel wordt voor de productie van deze warmte beroep gedaan op fossiele bronnen zoals aardgas. In combinatie met ongebruikte restwarmtestromen, leidt tot CO2-intensieve processen.   

Thermische energieopslag biedt een oplossing om een overschot aan warmte tijdelijk te capteren en deze op een later moment terug in te zetten in het productieproces. Op deze manier kan de productieketen economisch, en op een meer duurzame manier verlopen. De bron van het warmteoverschot kan zowel restwarmte uit een proces zijn als lokaal geproduceerde groene energie. Voor dit laatste kan gedacht worden aan Concentrated Solar Thermal (CST) installatie of een (hoge temperatuur) warmtepomp, al dan niet gevoed door lokale PV-productie. In combinatie met energieconversie technologie creëert thermische opslag ook bijkomende flexibiliteit die toelaat in te spelen op dynamische energieprijzen. Tijdens de Webinar zullen deze scenario’s verder besproken worden. 

Drie verschillende onderliggende werkingsprincipes kunnen onderscheden worden: voelbare warmte, latente warmte en sorptieprocessen.

Voelbare warmte is de meest gekende, gangbare en ontwikkelde vorm van thermische opslag waarbij de verandering in de temperatuur van het opslagmedium gebruikt wordt om energie op te slaan of te onttrekken. Het meest gekende voorbeeld is het warmwatervat voor opslag bij een temperatuur van maximaal 100 °C. Tijdens de Webinar bekijken we ook andere vormen van voelbare warmte op temperaturen hoger dan in een warm-water vat. Een potentieel interessante piste het gebruik van thermische opslag in vaste stoffen. We zoomen dieper in op de ontwerpoverwegingen bij dit soort type van opslag.

Een tweede categorie is het gebruik van de faseovergang van een materiaal als warmteopslag. Zo vergt het smelten van een vaste stof energie, terwijl tijdens het stolproces energie afgegeven wordt. Deze faseovergangen verlopen bij een constante temperatuur en vereisen (afhankelijk van het materiaal) veel energie. Een gekend voorbeeld is ijs. Met de hoeveelheid warmte die nodig is om 1kg ijs te laten smelten, is het ook mogelijk om de temperatuur van diezelfde hoeveelheid water met 80 °C te laten verhogen. Er zal een overzicht van de verschillende klassen van materialen met hun voor- en nadelen gepresenteerd worden. 

Tot slot zijn er nog de sorptietechnieken, ook wel thermochemische opslag genoemd. Het onderliggende werkingsprincipe is hier een reversibele reactie tussen twee componenten. Door het toevoegen van warmte breekt de verbinding tussen de componenten, waarna ze gescheiden opgeslagen worden. Op een later tijdsstip kan de energie herwonnen worden door deze gecontroleerd samen te brengen. Deze technologie bevindt zich thans op een lager TRL niveau maar wordt gezien als een toekomstige oplossing voor energieopslag op langere tijdsschalen.