Project CCO:

Ontwikkeling en inpassing van compacte opslag- en conversietechnieken voor beschikbare warmte en koude in de bestaande bouw. 

In 2050 zal de gebouwde omgeving netto energieneutraal moeten zijn om de industrie- en transportsector de dan nog benodigde toegang tot fossiele brandstoffen te kunnen geven. Daarom is een netto energieproducerende nieuwbouwsector noodzakelijk, naast een in hoge mate energie-efficiënte bestaande bouw. Bij grootschalige toepassing van duurzame energie zal om redenen van mismatch in vraag/aanbod van deze vorm van energie (dag/nacht, seizoenen) en van economische optimalisatie steeds meer opslagcapaciteit nodig zijn voor zowel warmte als koude. Dit kan en mag echter niet ten koste gaan van wooncomfort en betaalbaarheid. Het is dus belangrijk om grootschalig en kosten-efficiënt te renoveren en duurzame energiebronnen te gaan benutten om de gestelde nationale (TKI) en EU-doelstellingen te kunnen behalen. Opslag is de sleutel om duurzame bronnen (zoals zonnewarmte, winterkoude) en overtollige energie (industriële restwarmte enz.) in tijd en plaats te koppelen aan de vraagzijde.

Koppeling van vraag en aanbod kan worden gerealiseerd met warmteopslag, transport, en conversie van of naar andere energiedragers. Deze drie onderzoeksrichtingen worden geadresseerd in het huidige programma. Huidige oplossingen voor deze vormen van toepassing van warmte hebben verschillende nadelen:

  • Opslag: huidige vormen van voelbare thermische energieopslag zijn ofwel slechts voor korte termijn, lage temperaturen, met groot volume, of met een combinatie hiervan. Compacte thermische energieopslag (warmte en koude) kan op termijn met faseovergangsmaterialen (phase-change materials, PCM) en thermochemische opslag materialen (TCM) worden gerealiseerd. Door de fysische en chemische processen die hierbij spelen wordt een veel compactere vorm van opslag gerealiseerd (factor 2-10), met daarbij potentieel zelfs opslag zonder thermische verliezen.
  • Conversie: Huidige compressiewarmtepompen gebruiken relatief grote hoeveelheden koudemiddelen, en zijn luidruchtig en groot. Met magnetocalorische warmtepompen met een theoretisch veel hogere efficiëntie zou dit het efficiënt energiegebruik behoorlijk kunnen verhogen, terwijl zij tegelijk potentieel veel compacter zijn en een veel lagere behoefte aan schadelijke koudemiddelen hebben.
  • Transport: warmtetransport door middel van PCMs wordt momenteel onderzocht door een leidend consortium met oa. DWA. In het huidige voorstel wordt als mogelijk meer compacte, mogelijk goedkopere en verliesvrije opslagvariant voor PCM containers een warmte transport technologie gebaseerd op toepassing van TCM geanalyseerd.