Thermische energieopslag betekent dat overschotten aan warmte of kou worden opgeslagen om in te zetten wanneer dit nodig is. Het is een cruciaal onderdeel van de energietransitie en biedt een effectieve manier om overtollige energie op te slaan voor later gebruik.
De noodzaak van thermische energieopslag
De afhankelijkheid van fossiele brandstoffen vormt een groot probleem voor de industrie, die verantwoordelijk is voor een aanzienlijk deel van de wereldwijde CO₂-uitstoot. Bij hoge-temperatuurprocessen, zoals in de staal-, cement- en chemische productie kan thermische energieopslag een oplossing bieden. Hierbij wordt overtollige warmte opgevangen en later gebruikt, waardoor de afhankelijkheid van brandstoffen zoals aardgas en steenkool wordt verminderd.
Thermische opslag en hernieuwbare energie
De koppeling tussen thermische energieopslag en hernieuwbare energie is een belangrijke stap in de energietransitie. Thermische batterijen kunnen bijvoorbeeld worden opgeladen door elektriciteit van wind- of zonneparken te gebruiken om warmte op te slaan, die later kan worden vrijgegeven wanneer dat nodig is. Dit helpt om pieken in de energieproductie op te vangen en deze overtollige energie later in te zetten. Het zorgt voor meer flexibiliteit in het elektriciteitsnet, waardoor het beter bestand is tegen wisselvalligheid van hernieuwbare bronnen.
Technologieën voor warmteopslag
Er zijn diverse technologieën die gebruikt worden voor warmteopslag. Hieronder een overzicht daarvan.
Voelbare warmteopslag
De meest eenvoudige vorm is voelbare warmteopslag, waarbij materialen zoals zand of zout worden verwarmd en de warmte in deze materialen wordt opgeslagen. Deze technologie wordt al op grote schaal toegepast.
Latente opslag
Latente opslag is een technologie waarbij energie opgeslagen wordt in faseovergangen van materialen, zoals van vast naar vloeibaar. Dit zorgt voor een hogere energiedichtheid en heeft daardoor minder ruimte nodig.
Thermochemische opslag
Bij thermochemische opslag wordt warmte gegenereerd door chemische reacties. Dit biedt nog hogere temperaturen en kan ingezet worden voor industriële toepassingen.
Elektrificatie van de industrie
De integratie van thermische energieopslag in industriële processen kan een grote impact hebben op de elektrificatie van de industrie. Door opgeslagen warmte te gebruiken in plaats van fossiele brandstoffen, kunnen sectoren zoals de staal- en cementproductie worden verduurzaamd. Er ligt een grote kans voor thermochemische opslag in deze sectoren. Met het gebruik van deze technologie kunnen industriële processen efficiënter en duurzamer worden, wat leidt tot een vermindering van de CO₂-uitstoot en een grotere benutting van hernieuwbare energie.
Thermische opslag in het elektriciteitsnet
Met de groei van wind- en zonneparken neemt de druk op het elektriciteitsnet toe. Thermische opslag biedt een oplossing om pieken in de productie van hernieuwbare energie om te zetten in warmte en later in te zetten, waarbij in sommige gevallen omzetting naar elektriciteit nodig kan zijn. Dit kan bijvoorbeeld door middel van zonnecollectoren. Een zonnecollector gebruikt de opgewekte energie om water te verwarmen, dat later in elektriciteit kan worden omgezet via stoomturbines.
Conventionele batterijen
Hoewel conventionele batterijen een bekende vorm van energieopslag zijn, biedt thermische opslag een aantrekkelijk alternatief. Een belangrijk voordeel van thermische energieopslag is de lagere kosten per kilowattuur. Daarnaast hebben thermische batterijen een langere levensduur en kunnen ze grotere hoeveelheden energie opslaan, waardoor ze beter geschikt zijn voor grootschalige industriële toepassingen. Tot slot kan thermische opslag hogere temperaturen bereiken, wat essentieel is voor processen in de zware industrie.
Toekomstige toepassingen
Thermische energieopslag heeft een breed scala aan potentiële toepassingen, van de industrie tot de gebouwde omgeving. Zo kan het worden gebruikt om huizen te verwarmen met restwarmte, overtollige energie uit wind- en zonneparken op te slaan en bij te dragen aan de productie van waterstof.
Veelgestelde vragen over thermische energieopslag
Thermische energieopslag is een technologie die overtollige energie opslaat in de vorm van warmte, zodat deze later gebruikt kan worden. Het speelt een belangrijke rol in het balanceren van vraag en aanbod van hernieuwbare energie, zoals wind en zon. Dit helpt om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen en draagt bij aan de duurzame energieopwekking.
Thermische energieopslagsystemen slaan warmte op die later kan worden gebruikt voor diverse toepassingen, zoals het verwarmen van gebouwen of het aandrijven van industriële processen. De systemen werken op basis van thermochemische opslag.
Een bekend voorbeeld van thermische energieopslag is het gebruik van zonnecollectoren om warm water te produceren. Ook wordt in de industrie restwarmte opgeslagen en hergebruikt, zoals in systemen die werken met gesmolten zout voor hoge-temperatuurprocessen. Tot slot is thermochemische opslag ook een optie, waarbij warmte wordt gegenereerd door chemische reacties.
De duur van thermische energieopslag hangt af van de gebruikte technologie en het opslagsysteem. Thermochemische opslag kan warmte gedurende lange perioden vasthouden, zelfs over seizoenen.
Duurzame energieopwekking
In de zoektocht naar manieren om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen, speelt thermische energieopslag een cruciale rol. Door warmte op te slaan en later in te zetten, kunnen zowel de industrie als huishoudens profiteren van duurzame energieopwekking. De technologie biedt niet alleen een efficiënte manier om energie te balanceren, maar kan ook bijdragen aan een lagere CO₂-uitstoot. Met voortdurende innovaties en investeringen in thermische energieopslag is de toekomst van een duurzame energievoorziening binnen handbereik.