Een weg die haar eigen levensduur verlengt en ook nog eens (deels) instaat voor de verwarming van woningen of parkings, voetpaden en opritten vorstvrij houdt: het bestaat. Want 'Road Energy Systems' (RES), een product van het Nederlandse Ooms Avenhorn Groep, heeft al diverse referenties inzake de opslag en het gebruik van wegdekwarmte. Het systeem is bekend onder de naam 'asfaltzonnecollector' en stockeert de warmte van een weg in de zomer om 's winters nuttig te gebruiken.
Een weg die
haar eigen levensduur verlengt en ook nog eens (deels) instaat voor de
verwarming van woningen of parkings, voetpaden en opritten vorstvrij
houdt: het bestaat. Want 'Road Energy Systems' (RES), een product van
het Nederlandse Ooms Avenhorn Groep, heeft al diverse referenties inzake
de opslag en het gebruik van wegdekwarmte. Het systeem is bekend onder
de naam 'asfaltzonnecollector' en stockeert de warmte van een weg in de
zomer om 's winters nuttig te gebruiken. In principe gaat het dus over
een zonnecollector, maar dan wel eentje op grote schaal die op een
ongewone, maar innovatieve manier wordt aangewend.
Het idee is medio 1997 ontstaan, vanuit de zoektocht naar manieren om asfaltwegconstructies te verbeteren. Hieruit bleek dat de levensduur van een weg kan worden verlengd door ze in de zomer te koelen en in de winter te verwarmen. Maar Ooms Avenhorn ontdekte aldus dat een asfaltweg veel zonnewarmte ontvangt en begon samen met Tipspit Inventors en WTH Vloerverwarming te experimenteren met technieken om die warmte op te vangen om ze vervolgens in de winter nuttig aan te wenden: voor het verwarmen van de weg op zich, maar ook voor het duurzaam verwarmen van gebouwen. Het omgekeerde scenario is trouwens eveneens mogelijk: wanneer de koude 's winters in aquifers in de bodem wordt gebufferd, kan deze in de zomer worden gebruikt om goedkoop te koelen.
Al vijftien realisaties
Het project resulteerde in de 'asfaltzonnecollector': een uniek gepatenteerd systeem dat van registers van asfaltenergiebuizen in een versterkend kunststof rooster gebruik maakt. Na het testen en de evaluatie in diverse stukken wegdek voerde Ooms Avenhorn Groep in 2003 een eerste project in de aangrenzende openbare weg voor het eigen hoofdkantoor uit. Gestimuleerd door de provincie Noord Holland , Senter (de voorganger van Agentschap NL) en via goede afspraken met de wegbeheerder gemeente Koggenland, mocht Ooms het wegvak gebruiken voor het integreren van een 'asfaltzonnecollector' ten behoeve van het duurzaam verwarmen en koelen van haar nieuw te realiseren kantoorgebouw. De koude en warmte die met het systeem wordt gevangen, wordt in aquifers in de bodem op circa 80 meter diepte opgeslagen. De hele investering werd door Ooms Avenhorn Groep gedaan, dit wel met de steun van de reeds vermelde overheidsinstanties.
De exploitatie komt dan ook voor rekening van de initiatiefnemer. Intussen werd het systeem al in een vijftiental wegen geïntegreerd, voornamelijk in Nederland. Maar ook België telt er eentje: de zonnige Kempen realiseerden een project met deze techniek voor dertien huurwoningen in Zoerle-Parwijs.
Hoe werkt het nu?
De 'asfaltcollector' capteert in de zomer de zonnewarmte in een glycol- of watercircuit. Omdat de warmte dan niet nuttig kan worden ingezet, wordt ze in een gesloten leidingsysteem gebufferd. Dit geeft de warmte in de bodem af. Op een later tijdstip kan dit via een warmtepomp naar een hogere temperatuur worden gebracht. De eindgebruiker van deze warmte kan de weg zelf zijn, bijvoorbeeld om de weg, voetpaden of parkings 's winters ijs- en sneeuwvrij te houden. Maar ook aangrenzende gebouwen (algemene verwarmingsdoeleinden, voorverwarming van het sanitair warm water), voetbalvelden of parkeergarages kunnen op het systeem worden aangesloten.
Marcel Roozendaal: "In Nederland worden vaak open systemen toegepast, waarbij de warmte in watervoerende lagen wordt opgeslagen. In Vlaanderen zijn open systemen niet meer toegelaten, zodat hier het water of glycol in een gesloten buizenstelsel moet worden gehouden. Hierdoor kan de investering in Vlaanderen duurder uitvallen dan in Nederland, maar is de exploitatie waarschijnlijk goedkoper." Meestal zal ernaar worden gestreefd om een temperatuur van 15 à 20°C in een Warmte Koude Opslag systeem (WKO) te stockeren. Een overdimensionering van de collector laat bepaalde opties voor een optimale aansturing open. Het doel is uiteindelijk om te voorzien in een basistemperatuur, die kan dienen als vertrekpunt voor een warmtepomp. Deze transformeert dan de opgeslagen warmte van 15 à 20°C naar het benodigd niveau van 35 a 40°C voor een laagtemperatuurafgiftesysteem zoals vloer-, wand- of plafondverwarming. Deze beperkte verhoging zorgt voor hoge prestaties (een C.O.P. > 5) van de warmtepompen en daarmee een laag elektriciteitsverbruik.
Kostprijs versus opbrengst
Het logisch dat het hier om een meerinvestering gaat, ook daar waar de warmte voor gebouwenverwarming (en niet enkel voor wegdekverwarming) wordt ingezet. Er is weliswaar een beperkte besparing in de aanlegkost van het wegdek (er kan met een dunnere toplaag worden gewerkt), maar daartegenover staat de meerinvestering in de (complexe) aanleg van de collector. Ook de opslag van de warmte in de bodem is een belangrijke meerkost: in de totale investering nemen de diepteboringen algauw 50 à 60 % van het kostenplaatje in beslag. Voor wat betreft de wooneenheden moet er naast het centrale verwarmingssysteem tevens nog altijd lokaal of centraal een klassieke back-up of lokale 'optransformatie' van de warmte worden voorzien. De warmte die uit de warmtebron of het wegdek wordt gehaald, is immers te laag om direct voor verwarming in te zetten. Wat betreft operationele kosten, is het moeilijk in te schatten wat de onderhoudskost voor een dergelijk systeem is. Ervaringen lijken erop te wijzen dat deze echter goed meevalt. Door het afvoeren van de warmte van het wegdek, zal deze minder opwarmen, wat de levensduur verlengt (tot 30 %). Hiermee komt een grote onderhoudsbeurt van het wegdek in de buurt van de geschatte levensduur van een 'asfaltcollector' (ongeveer dertig jaar).
Ruimte toepassingsmogelijkheden
Nieuwbouwprojecten lenen zich prima voor een 'asfaltcollector', en dan vooral deze waarbij ook een weg dient te worden aangelegd. De panden kunnen immers zoveel mogelijk worden afgestemd op de warmte die de weg kan genereren, terwijl de collector en buffer op een meer correcte wijze kunnen worden gedimensioneerd. Het is evident dat het grote voordeel van de 'asfaltcollector' in energiebesparing ligt. Een zuinige nieuwbouwwoning verbruikt ongeveer 30 GJ op jaarbasis. Met een typische opbrengst van 0,8 GJ/m² is dus zo'n 22 à 30 m² wegdek met de 'asfaltcollector' per woning nodig. En dat komt ongeveer overeen met de oppervlakte van een gemiddelde weg die voor de woning ligt: een bijna ideale match als het ware. Natuurlijk zijn er wel enkele beperkingen. Zo moet beschaduwing worden vermeden zodat een maximale hoeveelheid zonnewarmte kan worden gecapteerd. In concreto betekent dit dat huizen ver van de weg moeten worden gebouwd en dat bomenrijen of andere beplantingen moeten worden vermeden. Trouwens: het heeft weinig zin om veel parkeerplaatsen op de weg te voorzien, want ook dat zijn 'obstakels' bij het capteren van de zon. En ook gekleurd asfalt (een nieuwe trend om bijvoorbeeld fietspaden aan te duiden op het wegdek) zorgen voor een minopbrengst.
Kan het ook anders?
Er zijn alternatieven voor de technologie, maar deze werken niet volgens het concept van RES. Zo is het mogelijk om de aanleg van de buizen helemaal te vermijden door onder de toplaag van de weg eerst een laag met ZOWAB (zeer open waterafvoerend asfalt beton) aan te brengen. Want deze poreuze laag kan als collector worden gebruikt. Aan de ene kant wordt het water in de laag gepompt (via een collector, die op regelmatige afstand met deze laag is verbonden) en aan de andere kant terug in een collector verzameld. Zo kan het water circuleren en de warmte van de weg opnemen. Hierdoor zal de levensduur van de weg ook toenemen, maar de energieopbrengst zal waarschijnlijk iets minder zijn vanwege de verliezen die door de open structuur kunnen optreden.
En wat brengt de toekomst?
De toepassing van de 'asfaltcollector' hoeft niet bij nieuwbouwwijken of verzorgingscentra te blijven natuurlijk. Zo kan de warmte van een geasfalteerd parkeerterrein bij een voetbalveld prima worden aangewend voor veldverwarming in de winter. In dit geval kan de warmte trouwens in een horizontaal net onder het veld worden gestockeerd: diepboringen zijn niet nodig. Idem voor vliegvelden, waar het sneeuw- en ijsvrij houden van de pistes vaak een moeilijke logistieke klus is. "Het heeft er dus alle schijn van dat de 'asfaltzonnecollector' nog maar aan het begin van een reeks ontwikkelingen en nieuwe toepassingen staat. Als aanvulling op vele andere duurzame technieken neemt de technologie nu al een vooraanstaande positie in en het einde is nog niet in zicht," besluit Marcel Roozendaal.
Tekst: Els Jonckheere voor Energymag.be
Het idee is medio 1997 ontstaan, vanuit de zoektocht naar manieren om asfaltwegconstructies te verbeteren. Hieruit bleek dat de levensduur van een weg kan worden verlengd door ze in de zomer te koelen en in de winter te verwarmen. Maar Ooms Avenhorn ontdekte aldus dat een asfaltweg veel zonnewarmte ontvangt en begon samen met Tipspit Inventors en WTH Vloerverwarming te experimenteren met technieken om die warmte op te vangen om ze vervolgens in de winter nuttig aan te wenden: voor het verwarmen van de weg op zich, maar ook voor het duurzaam verwarmen van gebouwen. Het omgekeerde scenario is trouwens eveneens mogelijk: wanneer de koude 's winters in aquifers in de bodem wordt gebufferd, kan deze in de zomer worden gebruikt om goedkoop te koelen.
Al vijftien realisaties
Het project resulteerde in de 'asfaltzonnecollector': een uniek gepatenteerd systeem dat van registers van asfaltenergiebuizen in een versterkend kunststof rooster gebruik maakt. Na het testen en de evaluatie in diverse stukken wegdek voerde Ooms Avenhorn Groep in 2003 een eerste project in de aangrenzende openbare weg voor het eigen hoofdkantoor uit. Gestimuleerd door de provincie Noord Holland , Senter (de voorganger van Agentschap NL) en via goede afspraken met de wegbeheerder gemeente Koggenland, mocht Ooms het wegvak gebruiken voor het integreren van een 'asfaltzonnecollector' ten behoeve van het duurzaam verwarmen en koelen van haar nieuw te realiseren kantoorgebouw. De koude en warmte die met het systeem wordt gevangen, wordt in aquifers in de bodem op circa 80 meter diepte opgeslagen. De hele investering werd door Ooms Avenhorn Groep gedaan, dit wel met de steun van de reeds vermelde overheidsinstanties.
De exploitatie komt dan ook voor rekening van de initiatiefnemer. Intussen werd het systeem al in een vijftiental wegen geïntegreerd, voornamelijk in Nederland. Maar ook België telt er eentje: de zonnige Kempen realiseerden een project met deze techniek voor dertien huurwoningen in Zoerle-Parwijs.
Hoe werkt het nu?
De 'asfaltcollector' capteert in de zomer de zonnewarmte in een glycol- of watercircuit. Omdat de warmte dan niet nuttig kan worden ingezet, wordt ze in een gesloten leidingsysteem gebufferd. Dit geeft de warmte in de bodem af. Op een later tijdstip kan dit via een warmtepomp naar een hogere temperatuur worden gebracht. De eindgebruiker van deze warmte kan de weg zelf zijn, bijvoorbeeld om de weg, voetpaden of parkings 's winters ijs- en sneeuwvrij te houden. Maar ook aangrenzende gebouwen (algemene verwarmingsdoeleinden, voorverwarming van het sanitair warm water), voetbalvelden of parkeergarages kunnen op het systeem worden aangesloten.
Marcel Roozendaal: "In Nederland worden vaak open systemen toegepast, waarbij de warmte in watervoerende lagen wordt opgeslagen. In Vlaanderen zijn open systemen niet meer toegelaten, zodat hier het water of glycol in een gesloten buizenstelsel moet worden gehouden. Hierdoor kan de investering in Vlaanderen duurder uitvallen dan in Nederland, maar is de exploitatie waarschijnlijk goedkoper." Meestal zal ernaar worden gestreefd om een temperatuur van 15 à 20°C in een Warmte Koude Opslag systeem (WKO) te stockeren. Een overdimensionering van de collector laat bepaalde opties voor een optimale aansturing open. Het doel is uiteindelijk om te voorzien in een basistemperatuur, die kan dienen als vertrekpunt voor een warmtepomp. Deze transformeert dan de opgeslagen warmte van 15 à 20°C naar het benodigd niveau van 35 a 40°C voor een laagtemperatuurafgiftesysteem zoals vloer-, wand- of plafondverwarming. Deze beperkte verhoging zorgt voor hoge prestaties (een C.O.P. > 5) van de warmtepompen en daarmee een laag elektriciteitsverbruik.
Kostprijs versus opbrengst
Het logisch dat het hier om een meerinvestering gaat, ook daar waar de warmte voor gebouwenverwarming (en niet enkel voor wegdekverwarming) wordt ingezet. Er is weliswaar een beperkte besparing in de aanlegkost van het wegdek (er kan met een dunnere toplaag worden gewerkt), maar daartegenover staat de meerinvestering in de (complexe) aanleg van de collector. Ook de opslag van de warmte in de bodem is een belangrijke meerkost: in de totale investering nemen de diepteboringen algauw 50 à 60 % van het kostenplaatje in beslag. Voor wat betreft de wooneenheden moet er naast het centrale verwarmingssysteem tevens nog altijd lokaal of centraal een klassieke back-up of lokale 'optransformatie' van de warmte worden voorzien. De warmte die uit de warmtebron of het wegdek wordt gehaald, is immers te laag om direct voor verwarming in te zetten. Wat betreft operationele kosten, is het moeilijk in te schatten wat de onderhoudskost voor een dergelijk systeem is. Ervaringen lijken erop te wijzen dat deze echter goed meevalt. Door het afvoeren van de warmte van het wegdek, zal deze minder opwarmen, wat de levensduur verlengt (tot 30 %). Hiermee komt een grote onderhoudsbeurt van het wegdek in de buurt van de geschatte levensduur van een 'asfaltcollector' (ongeveer dertig jaar).
Ruimte toepassingsmogelijkheden
Nieuwbouwprojecten lenen zich prima voor een 'asfaltcollector', en dan vooral deze waarbij ook een weg dient te worden aangelegd. De panden kunnen immers zoveel mogelijk worden afgestemd op de warmte die de weg kan genereren, terwijl de collector en buffer op een meer correcte wijze kunnen worden gedimensioneerd. Het is evident dat het grote voordeel van de 'asfaltcollector' in energiebesparing ligt. Een zuinige nieuwbouwwoning verbruikt ongeveer 30 GJ op jaarbasis. Met een typische opbrengst van 0,8 GJ/m² is dus zo'n 22 à 30 m² wegdek met de 'asfaltcollector' per woning nodig. En dat komt ongeveer overeen met de oppervlakte van een gemiddelde weg die voor de woning ligt: een bijna ideale match als het ware. Natuurlijk zijn er wel enkele beperkingen. Zo moet beschaduwing worden vermeden zodat een maximale hoeveelheid zonnewarmte kan worden gecapteerd. In concreto betekent dit dat huizen ver van de weg moeten worden gebouwd en dat bomenrijen of andere beplantingen moeten worden vermeden. Trouwens: het heeft weinig zin om veel parkeerplaatsen op de weg te voorzien, want ook dat zijn 'obstakels' bij het capteren van de zon. En ook gekleurd asfalt (een nieuwe trend om bijvoorbeeld fietspaden aan te duiden op het wegdek) zorgen voor een minopbrengst.
Kan het ook anders?
Er zijn alternatieven voor de technologie, maar deze werken niet volgens het concept van RES. Zo is het mogelijk om de aanleg van de buizen helemaal te vermijden door onder de toplaag van de weg eerst een laag met ZOWAB (zeer open waterafvoerend asfalt beton) aan te brengen. Want deze poreuze laag kan als collector worden gebruikt. Aan de ene kant wordt het water in de laag gepompt (via een collector, die op regelmatige afstand met deze laag is verbonden) en aan de andere kant terug in een collector verzameld. Zo kan het water circuleren en de warmte van de weg opnemen. Hierdoor zal de levensduur van de weg ook toenemen, maar de energieopbrengst zal waarschijnlijk iets minder zijn vanwege de verliezen die door de open structuur kunnen optreden.
En wat brengt de toekomst?
De toepassing van de 'asfaltcollector' hoeft niet bij nieuwbouwwijken of verzorgingscentra te blijven natuurlijk. Zo kan de warmte van een geasfalteerd parkeerterrein bij een voetbalveld prima worden aangewend voor veldverwarming in de winter. In dit geval kan de warmte trouwens in een horizontaal net onder het veld worden gestockeerd: diepboringen zijn niet nodig. Idem voor vliegvelden, waar het sneeuw- en ijsvrij houden van de pistes vaak een moeilijke logistieke klus is. "Het heeft er dus alle schijn van dat de 'asfaltzonnecollector' nog maar aan het begin van een reeks ontwikkelingen en nieuwe toepassingen staat. Als aanvulling op vele andere duurzame technieken neemt de technologie nu al een vooraanstaande positie in en het einde is nog niet in zicht," besluit Marcel Roozendaal.
Tekst: Els Jonckheere voor Energymag.be
Gerelateerde dossiers
Onze partners