Compleet overzicht van een 450 kW e-boiler-installatie voor 600kg stoom per uur bij een werkdruk van 8 bar, bij een zuivelbedrijf in Heerenveen | Foto: Scharff Techniek
De huidige markt van stoomketels bestaat wereldwijd vooral nog uit gasgestookte installaties, maar de energietransitie noopt tot andere keuzes. Waarom en wanneer zijn elektrische boilers een slimme keuze voor de productie van stoom? Gebruik van groene stroom voor e-boilers kan je proces CO2-vrij maken, of – bij gebruik van een hybride oplossing – je CO2 uitstoot sterk verminderen. De ROI van een e-boiler al snel pakt al snel positief uit.
Om elektrische stroom om te zetten in warmte heb je meerdere opties, primair e-boilers, als je processen wilt elektrificeren. De e-boiler kan ook hybride – met een gasgestookte unit – worden ingezet op de momenten dat energie goedkoop is. Een boiler werkt snel en geeft dus maximale flexibiliteit. Hij is ook nodig in combinatie met stoomproductie uit restwarmte met warmtepompen. Hij dient dan als startup voor de eerst benodigde stoom voor het proces en/of als back-up.
Voors en tegens
Voordelen van elektrische boilers zijn de lage investering en de eenvoud van installatie. Er is een beperkt vloeroppervlak nodig, en technisch en vergunningstechnisch is het snel te realiseren. Nadeel is de beperkte toegang tot het stroomnet, die op dit moment in heel Nederland speelt. Verder is de ROI van een elektrificeringsproject sterk afhankelijk van subsidies en slimme inzet van elektriciteit.
Horizontale weerstands-ketel voor stoom, in aanbouw. Een deel van de verwarmingselementen is al gemonteerd in het drukvat | foto: Scharff Techniek
E-boilers voor industriële stoomproductie: types
E-boilers voor stoomproductie worden normaliter verwarmd met weerstandselementen of elektroden. Kleinere ketels gebruiken vaak weerstandselementen; grotere ketels met hogere vermogens maken vaak gebruik van elektroden. Een elektroden-gestuurde ketel wekt de warmte op door de elektrische weerstand in het water, waar hoogspanning (~5 tot 30 kV) op gezet wordt. Er bestaan ook boilers met inductieve verwarming, maar die zijn meestal van het doorstroomprincipe en worden minder vaak toegepast (nichemarkt).
Laag- en hoogspanning, lage- en hogedruk
Er is een brede keuze uit laag- en hoogspanningsketels, evenredig met de capaciteit, en dus variërend van 220 V tot wel 30 kV, of zelfs hoger. Weerstandsketels gebruiken typisch een spanning van 220 V tot 1 kV. Electrodenketels gebruiken hogere spanningen tot wel 30 kV.
Daarnaast bestaat er een verschil tussen lagedrukketels (< 0,5 bar) en hogedrukketels (> 0,5 tot 25 bar). Sommige leveranciers leveren op aanvraag zelfs nog hogere drukken. De hogedrukketels zijn drukvaten en dus onderhevig aan strenge wetgeving.
Overzicht producenten/leveranciers van e-boilers | foto:Wim Derks
Wie gebruiken er al e-boilers?
Er zijn diverse voorbeelden van bedrijven die e-boilers inzetten.
- Vopak
- Heineken
- Aware / Maitre
1. Vopak
Vopak gebruikt een e-boiler om vetten en zware oliën vloeibaar te houden in hun tankopslag. Hun systeem is een hybridesysteem met gasgestookte boilers. De e-boiler heeft een capaciteit van 10 MW en werkt met een spanning van 10 kV. De winst zit hem in de duurzaamheid en de CO₂-reductie. Door op de juiste momenten groene elektriciteit toe te passen, kan de e-boiler kostenneutraal opereren en kan het aardgasverbruik met wel 30% verminderen. De stoomboiler wordt gebruikt om condensaat opnieuw op te warmen. Het is niet duidelijk welk merk boiler is gebruikt.
2. Heineken
Ook Heineken gebruikt een e-boiler. Om de CO₂-uitstoot te verminderen, heeft de brouwer in samenwerking met Eneco een grote elektrische elektrodenboiler geplaatst in de brouwerij in Zoeterwoude. Het gaat om een e-boiler voor stoomproductie van Parat uit Noorwegen. De boiler is in 2025 in gebruik genomen en heeft een vermogen van 12 MW. Het is de bedoeling dat de e-boiler steeds meer van de stoomproductie gaat overnemen, wat in 2029 moet resulteren in een jaarlijkse productie van ongeveer 40 GWh aan stoom.
3. Aware en Maitre
Foodproducenten Aware (kaas en tapas) en Maitre (maaltijden en componenten) gebruiken e-boilers die zijn geleverd door Scharff Techniek. Scharff werkt met ketels van producent Certuss uit Duitsland. De grootte van de ketels varieert van 100 kg/h stoom tot 3000 kg/h stoom. De snelheid en flexibiliteit van een e-boiler is handig, juist voor deze mkb-bedrijven, en draagt bij aan een groener imago.
E-boilers: overwegingen bij aanschaf
Overweeg je een e-boiler aan te schaffen, dan is er een aantal afwegingen die daarbij helpen.
- Is een nieuwe boiler echt nodig, of kan het anders opgelost worden?
Een bestaande stoomturbine zou je kunnen vervangen door een elektrische turbine.
- Als de stoom echt nodig is, bepaal dan het benodigde vermogen (kW tot MW) en de spanning voor de boilers.
- Welke kwaliteit stoom heb je nodig?
Is het voor verwarming of voedselproductie, lage druk of hoge druk?
- Denk ook aan netcongestie.
Voor het opereren van de boilers kan een goed energiemanagementsysteem helpen. Heb je een flexibele inzet van stoom of een continue vraag? Optimaliseer je elektriciteitsgebruik daar op. Praat eens met de buren, want het is al vaak gebleken dat samenwerken op energiegebied een uitweg kan bieden. Coöperaties voor gezamenlijke inkoop van stroom kunnen het probleem van te weinig netcapaciteit omzeilen.
- ROI.
Het is altijd handig om meerdere scenario’s op te stellen, inclusief ROI, terugverdientijd, CO₂- en energiebalansen. Moet je als bedrijf voor CO₂-emissies betalen? Kom je in aanmerking voor duurzaamheidssubsidies?
- Doe dit alles vooral in overleg met de leverancier, en kies daarbij een bedrijf met bedrijfszekerheid.
- Vergeet niet om ook het onderhoud van de boiler in je overwegingen te betrekken.
