Energiezekerheid en decarbonisatie van sproeidrogen in Nieuw-ZeelandWarmtevoorzieningsroutes in een markt met beperkte gasvoorziening
Andy Wells
Directeur Bedrijfsontwikkeling
Vulcanic (Spirax Group)
Samenvatting
De zuivelsector in Nieuw-Zeeland staat voor een structurele verschuiving in de manier waarop industriële warmte wordt geleverd. De afnemende beschikbaarheid van aardgas, met name op het Noordereiland, in combinatie met stijgende prijzen en toenemende onzekerheid over de levering op lange termijn, dwingt exploitanten van energie-intensieve processen, zoals sproeidrogen, ertoe hun strategieën voor warmtevoorziening te herzien.
Bij sproeidrogen is een continue toevoer van grote hoeveelheden verwarmde lucht nodig, doorgaans in het bereik van 180–230 °C, waarbij de thermische belasting vaak meerdere megawatt bedraagt. In het verleden werd aan deze eis voldaan met aardgas, hetzij via direct gestookte luchtverwarmers, hetzij via hogedrukstoomsystemen waarmee de lucht indirect werd verwarmd.
Naarmate de gasvoorziening onder druk komt te staan, tekenen zich drie belangrijke scenario’s af:
- Systemen op basis van biomassa (meestal stoomgestuurd bij toepassingen in de zuivelindustrie)
- Directe elektrische weerstandsverwarming (ERH)
- Stoomsystemen op basis van elektrische ketels
Elk traject biedt een andere balans tussen kosten, complexiteit en operationele prestaties.
Biomassasystemen bieden momenteel de laagste exploitatiekosten, maar vergen een aanzienlijke kapitaalinvestering en brengen operationele complexiteit met zich mee op het gebied van brandstofbehandeling, verbrandingsregeling en onderhoud.
Elektrische weerstandsverwarming biedt een fundamenteel andere aanpak. Door de warmte rechtstreeks op de luchtstroom toe te passen, worden tussentijdse stappen voor energieomzetting overbodig, wat resulteert in een eenvoudig, compact en zeer goed regelbaar systeem. Hoewel de exploitatiekosten bij de huidige elektriciteitstarieven hoger liggen, biedt ERH voordelen op het gebied van processtabiliteit, implementatiesnelheid en de afstemming op de lange termijn met het steeds meer op hernieuwbare energie gebaseerde elektriciteitsnet van Nieuw-Zeeland.
Elektrische ketelsystemen, die stoom opwekken voor indirecte luchtverwarming, brengen extra complexiteit en efficiëntieverlies met zich mee en zijn over het algemeen niet geschikt voor toepassingen waarbij stoom niet per se nodig is.
De keuze voor een geschikte warmtetoevoer is daarom niet louter een economische beslissing. Er moet rekening worden gehouden met de complexiteit van het systeem, de betrouwbaarheid, de beperkingen van de locatie en de energiestrategie op lange termijn.