Riothermie Urk

 

Op verschillende plaatsen in Nederland wordt warmte uit afvalwater benut voor het verwarmen van gebouwen, meestal door het winnen van warmte uit het effluent van een RWZI. Deze toepassing is relatief makkelijk, omdat het effluent een continu debiet heeft en vrij schoon is. De meeste kansrijke matches tussen vraag en aanbod van warmte liggen vaker in stedelijk gebied. In die gevallen zal de warmte uit het rioolstelsel onttrokken moeten worden. Een locatie waar deze toepassing mogelijk lijkt is bij zwembad ’t Bun op Urk.

Riothermie, ofwel winning van warmte uit afvalwater, is één van de vele mogelijkheden om gebouwen duurzaam te verwarmen. Wat riothermie onderscheidend maakt ten opzichte van andere duurzame technieken is leveringszekerheid doordat riolen lang blijven liggen en afvalwater blijven afvoeren, in zomer en winter. In combinatie met groene stroom voor de warmtepomp is het systeem zelfs CO2 neutraal. Dit maakt het mogelijk om een prijszekere business case op te zetten.

Zwembad ‘t Bun te Urk
Een kansrijke locatie voor toepassing van riothermie is zwembad ‘t Bun op Urk. Dit zwembad is bijna veertig jaar oud en dringend aan vernieuwing toe. Op ongeveer 100 meter afstand van het zwembad ligt een rioolpersleiding die een groot deel van het afvalwater uit de kern Urk afvoert naar de rioolwaterzuivering. Tauw en Royal HaskoningDHV zijn door de gemeente Urk gevraagd om een voorontwerp te maken voor de toepassing van riothermie.

Discontinuïteit rioolgemaal
De grote uitdaging van het project is het feit dat de warmte gewonnen moet worden uit een persleiding. Door het schakelgedrag van het rioolgemaal staat het water in de persleiding af en toe stil en kan er geen warmte gewonnen worden. Om toch te allen tijde warmte aan het zwembad te kunnen leveren moet gewerkt worden met een warmtebuffer. Door het rioolgemaal middels frequentieregelaars een kleiner debiet te laten verpompen worden de perioden van stilstand en daarmee de benodigde omvang van de buffer, zo klein mogelijk.

Warmtewisselaar
Om warmte uit de persleiding te winnen zal een deel van de leiding vervangen worden door een RVS dubbelwandige leiding. Door de binnendiameter van de leiding dezelfde afmeting te geven als de bestaande persleiding zal de warmtewisselaar geen hydraulische hinder veroorzaken. Door de warmtewisseling wordt het afvalwater in de persleiding met 1 à 2 graden afgekoeld. Dit zal waarschijnlijk geen merkbare invloed hebben op de 7 km verderop gelegen RWZI door benedenstroomse warmte-uitwisseling met de bodem en bijmenging van andere afvalwaterstromen. Met behulp van een warmtepomp wordt de gewonnen warmte opgewaardeerd naar een bruikbare temperatuur van circa 40 graden.
Op basis van het globale voorontwerp is een financiële doorrekening gemaakt. Daaruit blijkt dat de terugverdientijd rond de dertien jaar ligt. De energiebesparing is vergelijkbaar met het energieverbruik van 40 eengezinswoningen en levert dus een aanzienlijke besparing op qua CO2 emissie.

Monitoring
Riothermie in persleidingen is wereldwijd nog nauwelijks toegepast. Indien de gemeente Urk besluit om dit project te gaan realiseren, zullen Tauw en Royal HaskoningDHV gezamenlijk het ontwerp verder uitwerken. Ook zal een onderzoeksprogramma worden opgezet om de effectiviteit van de installatie te onderzoeken. Een onderzoeksvraag is in welke mate het onttrekken van warmte uit het afvalwater een negatieve invloed heeft op het zuiveringsproces van de RWZI. Een andere vraag is in welke mate de warmteoverdracht in een warmtewisselaar waar vuil afvalwater door heen stroomt afneemt door het ontstaan van een biofilm aan de binnenzijde van de persleiding of het riool. In eerdere onderzoeken is theoretisch al naar deze vragen gekeken. Het antwoord op deze kennisvragen is echter alleen met zekerheid te beantwoorden door deze technologie toe te passen in de praktijk en te meten wat de effecten zijn.

 

Rapporten

2013-03-19 Workshop en kansenkaart Riothermie Flevoland