Grote voedselproducenten kunnen met behulp van TEO hun proceswarmte voor bakken, frituren en nog veel meer op een energiezuinigere manier elektrificeren.
Wanneer de energieprijzen stijgen, stijgen ook de voedselprijzen. Deze inflatiespiraal werd duidelijk aangetoond in een onderzoek uit 2023 waarin de invloed van energieprijzen op voedselprijzen over een periode van 25 jaar werd onderzocht. Energie is van cruciaal belang voor de voedselproductie.
Tot wel 40% van de uitstoot bij de productie en verwerking van voedsel is afkomstig van energie-intensieve processen zoals het verwarmen, bakken, drogen en koken van voedingsmiddelen, waaronder suiker, diervoeding, zuivelproducten en plantaardige olie. De crisis rond fossiele brandstoffen van de afgelopen jaren heeft iedereen op indringende wijze laten zien hoe fossiele brandstoffen de prijzen van producten in supermarkten opdrijven. Dit zet consumenten onder druk, wat leidt tot een lagere vraag naar voedingsmiddelen en zo de druk op producenten verder opvoert. De oplossing ligt heel duidelijk in hernieuwbare energiebronnen. Door dit overvloedige aanbod zijn de prijzen laag, met name op de day-ahead-markten waar elektriciteit vrij wordt verhandeld. Net als in veel andere sectoren heeft de voedingsindustrie doorgaans de hele dag door of gedurende een groot deel van de dag, ook wanneer de zon niet schijnt, proceswarmte nodig. Deze proceswarmte is verantwoordelijk voor een groot deel van het energieverbruik van de sector.
Hoewel directe elektrificatie tegenwoordig technisch haalbaar is, is dit voor de meeste grotere producenten niet de beste optie. Dit omdat het gepaard gaat met schommelende prijzen door periodes waarin dure, op fossiele brandstoffen gebaseerde elektriciteit, het net domineert Hier komt thermische opslag om de hoek kijken. Het systeem laadt op tijdens periodes waarin de elektriciteitsprijzen laag zijn en levert tegelijkertijd rechtstreeks warmte aan een proces. Wanneer de prijzen weer stijgen, waarborgt het opslagsysteem de energievoorziening. Een inflexibel proces wordt dankzij TES flexibel en profiteert zo van alle voordelen van lage prijzen zonder dat de productie hoeft te worden aangepast.
Dit blijkt uit het Volt-project van Kraftblock in samenwerking met PepsiCo en Eneco. In Nederland produceert PepsiCo Lay’s-chips voor acht Europese landen. Dagelijks verlaten een miljoen zakjes snacks de fabriek. Het frituurproces is het meest energie- en emissie-intensieve onderdeel: de aardappelschijfjes worden ondergedompeld in hete olie om ze knapperig te maken. Deze warmte wordt geleverd door thermische olie die tot ongeveer 300 °C wordt verwarmd. Momenteel worden hiervoor gasketels gebruikt. Kraftblock legt de laatste hand aan de inbedrijfstelling van een thermisch opslagsysteem van 70 MWh om het proces te elektrificeren.
Het mooie aan dit systeem is dat Kraftblock het modulair heeft ontwikkeld waardoor de warmtewisselaar eenvoudig kan worden vervangen. Zo kan deze bijvoorbeeld gemakkelijk worden vervangen door een stoomgenerator of een mengkamer om de temperatuur van de hete lucht die het Kraftblock-opslagsysteem verlaat, aan te passen. Dankzij deze uitwisselbare module kan het systeem hete lucht, thermische olie, stoom of zelfs heet water aan productielijnen leveren, waardoor aan alle behoeften van de voedingsindustrie wordt voldaan.
Toepassingen waarbij hete lucht wordt gebruikt, zijn over het algemeen iets effectiever, omdat Kraftblock ook hete lucht gebruikt voor het opladen en ontladen. Elektriciteit wordt omgezet in warmte bij temperaturen van bijvoorbeeld 800 °C of 1000 °C, om zo veel mogelijk energie op een kleine ruimte op te slaan en een langdurige levering van de benodigde temperatuur te garanderen. Door tijdens het afgeven omgevingslucht te mengen met opgeslagen lucht, kan eenvoudig de juiste temperatuur worden gecreëerd voor de hogere temperatuurbereiken die in de voedingsmiddelenindustrie vereist zijn. Dit kan bijvoorbeeld worden toegepast bij het sproeidrogen van melkpoeder, bij bakovens die werken bij temperaturen tussen 180 °C en 300 °C, en bij pizzaovens voor diepvriesproducten en droogprocessen.
Grote industriële voedselproductiefaciliteiten, zoals plantaardige olie- of suikerraffinaderijen, zijn voornamelijk afhankelijk van stoom. Hier zorgt het gebruik van groene stroom via thermische opslag voor decarbonisatie van het proces. Combinaties met e-ketels of warmtepompen zijn vaak voordelig. Aangezien Kraftblock lucht afgeeft, wordt een stoomketel op restwarmte gebruikt om stoom op te wekken. De integratie in het productieproces is eenvoudig, aangezien het bestaande netwerk kan worden gebruikt.
Deze netwerken werken vaak met hogere druk of temperaturen om meerdere processen te voeden. Daarom kan warmteopslag bij grootschalige ethanolproductie of bierbrouwen een voordeligere manier zijn om de juiste temperaturen te leveren. En de voedingsindustrie hoeft niet per se de investeringskosten (CAPEX) voor dergelijke installaties te dragen: in Nederland verkoopt Eneco warmte aan PepsiCo en biedt Kraftblock ook in andere Europese landen heat-as-a-service oplossingen aan, waarbij afgerekend wordt op basis van de geleverde warmte. Meer informatie over de elektrificatie van de voedingsindustrie is te vinden in de speciale whitepaper van Kraftblock voor deze sector.
This project is supported by the German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy as part of the Renewable Energy Solutions Programme of the German Energy Solutions Initiative.
