Thermische energieopslag voor een duurzamere food- en drankenindustrie

In heel Europa, vooral in landen als Nederland, België en het Verenigd Koninkrijk, staat de voedingsmiddelen- en drankenindustrie onder toenemende druk om haar CO₂-uitstoot terug te dringen. Ambitieuze nationale klimaatdoelen, stijgende energieprijzen en een groeiende vraag naar duurzame producten zetten fabrikanten ertoe aan om afscheid te nemen van fossiele brandstoffen.

Dat is geen eenvoudige opgave. De meeste voedselverwerkingsprocessen zijn zeer warmte-intensief en draaien nog grotendeels op gas of olie. Toch bestaat er een schaalbare en flexibele oplossing in de vorm van thermische energieopslag, gevoed door hernieuwbare elektriciteit of restwarmte. Zulke systemen leveren betrouwbare en kostenefficiënte warmte op hoge temperatuur en bieden bovendien flexibiliteit aan zowel industriële gebruikers als het elektriciteitsnet.

Door elektriciteit op te slaan wanneer elektriciteit goedkoop of zelfs negatief geprijsd is, bijvoorbeeld bij een overschot aan zonne- of windenergie, en deze later in te zetten tijdens piekuren, kunnen bedrijven hoge kosten vermijden, hun productie stabiliseren en de uitstoot verlagen. Dergelijke “load shifting” wordt steeds belangrijker in een energiesysteem dat te maken heeft met netcongestie en prijsvolatiliteit. In Nederland alleen al wordt de economische schade van netcongestie geschat op 10 tot 40 miljard euro per jaar.

Om het potentieel van thermische energieopslag concreet te maken, loont het om te kijken naar de bijdrage van deze technologie aan de netto-nuldoelstellingen in sectoren als bierbrouwen, koffieproductie en oliezaadverwerking. Deze industrieën hebben uiteenlopende warmtevraagprofielen, variërend van stoom en hetelucht tot oplosmiddelterugwinning en ontgeuring.

Brouwerijen: een stoomgedreven sector klaar voor elektrificatie

Brouwerijen verbruiken grote hoeveelheden energie. Zo’n 60 tot 75 procent daarvan bestaat uit proceswarmte voor stappen als maischen, filteren, koken, pasteuriseren en steriliseren. Alleen al in Nederland wordt jaarlijks meer dan 25 miljoen hectoliter bier geproduceerd.

Heineken, dat wereldwijd produceert op een schaal groter dan de VS, heeft naar schatting een jaarlijkse energievraag van ongeveer 9.700 GWh (mogelijk iets lager door efficiëntiemaatregelen). De belgische marktleider Anheuser-Busch InBev produceerde in 2023 meer dan 500 miljoen hectoliter en heeft een geschatte energievraag tot 19 TWh per jaar.

Deze warmte wordt doorgaans geleverd via centrale stoomnetwerken op 175–195 °C. Elektrische stoomketels kunnen deze systemen technisch gezien vervangen, maar zonder flexibiliteit in elektriciteitsafname is dat economisch nog niet aantrekkelijk.

Thermische opslag maakt het mogelijk om duurzame elektriciteit op te slaan als hoogtemperatuurwarmte, die vervolgens op het juiste moment kan worden ingezet als stoom. Door het systeem op te laden wanneer elektriciteitsprijzen laag zijn, bijvoorbeeld in de middag bij hoge zonneproductie of ’s nachts bij veel wind, kunnen brouwerijen zowel hun operationele kosten als CO₂-uitstoot aanzienlijk verlagen. Zo neemt de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen af.

Dit principe wordt al toegepast door PepsiCo en Eneco in Nederland binnen het Volt Project. Daar wordt een gasgestookte ketel van 25 MW vervangen door het thermische opslagsysteem van Kraftblock. Het resultaat is een sterk verduurzaamd frituurproces voor aardappelchips, met meer dan 98 procent emissiereductie en een besparing van duizenden tonnen CO₂ per jaar.

Koffie: branden en drogen zonder uitstoot

Koffie is na water de meest geconsumeerde drank ter wereld. Europa is een belangrijk centrum voor zowel consumptie als verwerking. Het Verenigd Koninkrijk alleen al importeert jaarlijks meer dan 140.000 ton groene koffiebonen.

Het meest energie-intensieve onderdeel van de productie is het brandproces, dat plaatsvindt bij 150–250 °C met hete lucht of directe vlammen. Ook processen als spraydrogen voor oploskoffie vereisen hoge temperaturen (160–185 °C).

Deze temperatuurbereiken zijn goed te realiseren met thermische opslag. In plaats van fossiele brandstoffen kunnen branders gebruik maken van warmte die is opgewekt met hernieuwbare elektriciteit of restwarmte, opgeslagen en beschikbaar wanneer nodig. Voor faciliteiten die al indirecte luchtverhittingssystemen gebruiken, kan de integratie vrijwel naadloos plaatsvinden zonder grote aanpassingen aan de bestaande infrastructuur.

Omdat branden en drogen grote bijdragers zijn aan de CO₂-voetafdruk van koffie, sluit elektrificatie direct aan bij de duurzaamheidsstrategieën van merken die hun klimaatdoelen willen halen, milieubewuste consumenten willen aanspreken en tegelijkertijd energiekosten willen verlagen.

Oliezaadverwerking: oplosmiddelverwijdering en ontgeuring aanpakken

Ook de oliezaadindustrie, waaronder de verwerking van raapzaad, zonnebloempitten en sojabonen, kan aanzienlijk profiteren van thermische energieopslag. Twee processen springen eruit:

Desolventisatie
Na olie-extractie met oplosmiddelen wordt warmte gebruikt om hexaan te verdampen en te verwijderen. Dit vereist stoom van 105–120 °C.

Ontgeuring
Bij deze raffinagestap worden geuren geneutraliseerd bij temperaturen boven 200 °C, vaak met hogedrukstoom of thermische olie.

Thermische opslagsystemen kunnen beide soorten warmte leveren: gecontroleerde warmte voor gevoelige verdampingsprocessen en hooggradige warmte voor ontgeuring. Door het energieverbruik te verschuiven, kunnen bedrijven profiteren van goedkope hernieuwbare elektriciteit en dure piekprijzen vermijden.

Daarnaast helpt deze aanpak bedrijven te voldoen aan strengere milieunormen rond oplosmiddelenemissies en koolstofintensiteit. Dat is met name relevant in Nederland en het Verenigd Koninkrijk, waar klimaatbeleid zich snel ontwikkelt.

De voordelen op een rij

Thermische energieopslag biedt tal van voordelen voor de verduurzaming van de industrie:

Flexibiliteit
Fabrieken kunnen elektriciteit gebruiken wanneer die het goedkoopst is, bijvoorbeeld bij hoge zonne- of windproductie.

Kostenbesparing
Lagere operationele kosten ten opzichte van fossiele brandstofketels, vooral bij stijgende CO₂-prijzen.

Compatibiliteit
De technologie kan eenvoudig worden geïntegreerd in bestaande stoom- of luchtverwarmingssystemen zonder volledige vervanging.

Schaalbaarheid
Het modulaire ontwerp is geschikt voor middelgrote tot grote industriële toepassingen.

Bijna geen uitstoot
Wanneer gevoed door hernieuwbare elektriciteit kunnen processen vrijwel emissievrij worden.

Van een Belgische brouwerij tot een Nederlandse koffiebranderij of een Britse oliezaadraffinaderij, één ding is duidelijk. De overstap van fossiele warmte is niet alleen noodzakelijk, maar technisch haalbaar en economisch aantrekkelijk. Met technologieën zoals die van Kraftblock kunnen producenten hun bestaande processen behouden terwijl ze energie besparen en hun klimaatdoelen behalen.

De weg naar netto-nul vraagt niet om een complete herstart, maar om het slim integreren van hernieuwbare technologieën in bewezen systemen.

Bekijk hier meer informatie over Thermische energieopslag.