Binnenkort gaat op de site van EnergyVille in Genk de schop in de grond voor het eerste thermische netwerk van de zogeheten vijfde generatie. Daarmee zullen de verschillende gebouwen op de site – bestaande en toekomstige, oude gebouwen en nieuwbouw – duurzaam verwarmd en gekoeld kunnen worden. En dit op basis van ondiepe geothermie. Bovendien zullen de gebouwen restwarmte en -koude kunnen uitwisselen. Het modulaire karakter laat daarnaast verdere groei en ontwikkeling van het netwerk toe. Het slimme beheer zorgt er ten slotte voor dat afnemers warmte en koude ‘as a service’ krijgen aangeleverd.
De meeste warmtenetten die vandaag in Vlaanderen en in Europa worden aangelegd, zijn centraal georganiseerd, met één of hoogstens een paar centrale energiebronnen. Bovendien leveren ze vooral warmte aan, waardoor afnemers voor hun koeling vaak een beroep moeten doen op andere energieoplossingen. Ten slotte zijn deze traditionele warmtenetten heel rigide: ze zijn doorgaans niet voorzien op upgrades of uitbreiding.
CollecThor
Het thermische netwerk dat de komende jaren wordt aangelegd op Thorpark in Genk, de thuisbasis van EnergyVille, kent een andere aanpak. Het lage-temperatuurnet (ook wel ambient loop genoemd), dat door VITO/EnergyVille wordt ontworpen en dat CollecThor werd gedoopt, zal er behalve warmte ook koude leveren. Daardoor zullen gebouwen op de site niet alleen duurzaam kunnen worden verwarmd, maar ook gekoeld. De warmte en koude komt uit de ondergrond, waar de thermische energie zal worden opgeslagen in aquifers (ATES) op een diepte van 65 à 85 meter en vervolgens, in functie van de vraag, zal worden opgepompt. ‘Op die diepte is de temperatuur van het grondwater stabiel en geschikt voor seizoensopslag’, zegt Gert Moermans van VITO/EnergyVille. De ATES-systemen zitten verspreid over het net en worden aangeboord naargelang het netwerk groeit in aantal gebruikers. Een decentraal en modulair systeem dus.
Tijdens de zomer zal er koud water uit de koude bronnen worden opgepompt om de gebouwen te koelen (de koude collector). Dat water, dat daardoor opwarmt, zal vervolgens in de warme bronnen worden geïnjecteerd. In de winter keert het systeem om. Het warme water zal weer worden opgepompt en verdeeld via het warme deel van het net (de warme collector). Met behulp van warmtepompen zal de temperatuur ervan in gebouwen verder worden verhoogd, tot op het juiste niveau voor verwarming. Na afgifte van de warmte zal het afgekoelde water via de koude collector dan opnieuw naar de koude bronnen stromen, en zo is de cyclus compleet.
De temperaturen van de warme en koude collectoren zullen doorheen de seizoenen variëren (respectievelijk tussen 5 en 15 graden, en 12 en 20 graden). Koelen kan rechtstreeks met het koude water uit de koude collector. Voor de verwarming zijn zoals gezegd warmtepompen nodig, en de elektriciteit daarvoor komt natuurlijk idealiter uit hernieuwbare bronnen. Fossiele bronnen zijn op Thorpark trouwens afwezig. De stad Genk voorziet bewust geen gasleiding naar de nieuwe gebouwen op de Wetenschapscampus, en het bedrijvenparkals prikkel om voluit voor hernieuwbaar te gaan.
Met het thermisch net zal eerst en vooral de warmte- en koudevraag binnen de aangesloten gebouwen in balans kunnen worden gehouden. Maar het zal ook uitwisseling van warmte en koude tussen verschillende gebouwen mogelijk maken, op netwerkniveau dus. Dit zal vooral in de tussenseizoenen (de lente en de herfst) gebeuren, daar er in de zomer vooral koude zal worden afgenomen en in de winter vooral warmte. Doordat het net zowel warmte als koude rondstuurt en deze ook uitwisselt tussen verschillende gebouwen, wordt CollecThor ook wel een thermisch net van de vijfde generatie genoemd.
ConstrucThor en Thoreaq
De aanleg van CollecThor wordt ondersteund vanuit de Vlaamse overheid. Het project vloeit voort uit een call rond groene warmte van het Vlaams Energie- en Klimaatagentschap. Door die ondersteuning is er wel een harde deadline aan verbonden: tegen februari 2025 moet het net operationeel zijn. ‘Daarom beginnen we goed op tijd met de aanleg’, vertelt Moermans. ‘Idealiter ligt het grootste deel van het net er tegen eind 2023, zodat we de volgende winter al kunnen proefdraaien.’ De aanleg zal gebeuren door Fluvius, dat al van bij het begin betrokken is bij dit project.
De term proefdraaien is op zijn plaats. Het net dient immers ook als onderzoeks-infrastructuur waarin verschillende zaken rond thermische netten verder kunnen worden ontwikkeld en gedemonstreerd. Die kunnen technisch van aard zijn, zoals thermische flexibiliteit (om op de wisseling van de seizoenen in te spelen) en warmte- en koudeopslag. Of ze kunnen een systemisch karakter hebben, zoals de koppeling van nieuwbouw met bestaande gebouwen waarbij de laatste op energetisch vlak nog uit de vorige eeuw stammen. Dat is bijvoorbeeld het geval bij Thor Central, het hoofdgebouw van de vroegere mijnsite. Voorbeelden van nieuwe gebouwen die op het net worden aangesloten, en die zelfs nog moeten gebouwd worden, zijn een klimaatneutraal gebouw van de KU Leuven (ConstrucThor) en een testfaciliteit voor woningrenovaties (Thoreaq) waarbij in identieke gebouwen verschillende innovaties zullen worden toegepast. ‘Zulk onderzoek past helemaal binnen de functie van Thorpark als living lab’, aldus Moermans. Het modulaire karakter maakt ook van CollecThor in zekere zin een ‘levend’ thermisch net. Het maakt immers verdere uitbreiding en upgrades mogelijk. En het laat toe om zo in real world-omstandigheden de voor- en nadelen te demonstreren van een geleidelijke uitrol van een thermisch net, en bijvoorbeeld ook van gespreide investeringen.
Het thermisch net zal nog op een ander vlak uniek zijn. Het krijgt immers een slim controle- en beheersysteem. Dit zal een energieleverancier volledige inzicht in de energieketen verschaffen, van de productie van warmte en koude over de distributie ervan over het net tot de afname in de verschillende gebouwen. De energieleverancier staat daardoor ook in voor het onderhoud van de technische installaties. Moermans: ‘Hierdoor kan de firma “energy as a service” gaan aanleveren. Dit geeft potentieel aan bedrijven die innovatieve producten en diensten voor de energiemarkt ontwikkelen.’ Het warmte- en koudenet zal zo een sterk experimenteel karakter behouden, en daarmee versterkt het de ambitie van Thorpark om nog meer een innovatief park te worden rond duurzame energie.
