Koudeterugwinning: onbenutte procesenergie benutten

In de wereld van warmteoverdracht is warmteterugwinning (heat recovery) een alom bekend principe: het opvangen en hergebruiken van restwarmte. Maar wist je dat je ook de koude van een proces kunt benutten en hergebruiken? Dat noemen we cold recovery, oftewel koudeterugwinning.

Wat is ‘koude’ eigenlijk?

Thermodynamisch gezien bestaat koude niet als een aparte vorm van energie. Het geeft aan dat een voorwerp of medium een lage temperatuur heeft. In de theorie bestaat enkel warmte, omdat kou natuurkundig gezien geen koude afgeeft. Bijvoorbeeld, een ijsblokje in een glas water. Het water is warmer dan het ijsblokje. Het geeft warmte af aan het ijsblokje. Zo koelt het water af en warmt het ijsblokje op.

Bij cold recovery benutten we juist de koude die beschikbaar is bij processen waarin koude vloeistoffen, zoals LNG (vloeibaar aardgas, rond −162 °C), worden opgewarmd en verdampt. We winnen dus niet letterlijk koude terug als energie, maar maken nuttig gebruik van de beschikbare koelcapaciteit.

Het vraagt om een andere manier van denken. Bij de import of het transport van koude vloeistoffen zoals LNG (-162°C) en ammoniak (-33°C), is er warmte nodig om ze op te warmen. Dit kan gebeuren met elektrische verwarming, maar ook met een medium dat al beschikbaar is, zoals zeewater of stoom.

Als je het andersom bekijkt, zijn er ook locaties die juist gekoeld moeten worden. Dat geldt voor plekken waar een warmteoverschot ontstaat, zoals vrieshuizen, datacenters en woningen.

Hoe kun je tegelijkertijd opwarmen én afkoelen?

Misschien heb je al door waar het verhaal heengaat. Als je een proces dat warmte nodig heeft koppelt aan een proces dat koeling nodig heeft, kunnen ze warmte van het ene proces naar het andere overdragen. Zo kunnen we de verwerking van koude vloeistoffen koppelen aan processen waar warmte moet worden afgevoerd. Hiermee kunnen zowel de behoefte aan afzonderlijke koeling als het energieverbruik aanzienlijk worden verminderd.

Cold recovery in de praktijk

Onze partner Vahterus heeft ‘koudeterugwinning’ al toegepast in de haven van Barcelona: LNGenius: Clever Cold Energy Recovery in Spain’s Ports | Vahterus
De haven heeft een operationeel systeem dat restkoude uit de verdamping van LNG terugwint en via een koudenet distribueert naar industrie, kantoren en woningen. In feite moet je dit andersom benaderen: de warmte uit de huizen wordt gebruikt om LNG op te warmen. Hierdoor wordt warmte aan de huizen onttrokken, waardoor deze weer koeler worden.

Havens zijn bijzonder interessant voor cold recovery. Hier komen onder andere ammoniak en LNG aan en vindt de verwerking hiervan plaats. Tegelijkertijd bevinden zich in en rond havens vaak industriële processen, logistieke centra en gebouwen die behoefte hebben aan koeling. Dat biedt kansen om vraag en aanbod slim met elkaar te verbinden.

Een blik op de toekomst

Doordat de aarde opwarmt en de vraag naar koeling groeit, wordt energie-efficiëntie steeds belangrijker. Cold recovery biedt mogelijkheden om bestaande procesenergie beter te benutten en de behoefte aan afzonderlijke koelinstallaties te verminderen.

Bij warmteoverdracht denken we vaak aan het terugwinnen van warmte. Maar door ook naar de koelcapaciteit van processen te kijken, ontstaan nieuwe mogelijkheden.

Want waarom energie gebruiken om iets op te warmen, als je daarvoor de warmte kunt benutten die elders juist moet worden afgevoerd?