Download het artikel in 
ENGINEERINGNET.BE - De interesse vanuit de industrie neemt toe, maar blijft al bij al lauw. «Er wordt te weinig voor gekozen», vinden de deelnemers aan het voorbije ORCNext-project. Een uitzondering is alvast BEP Europe in Brugge, dat het Franse Tredi ervan wist te overtuigen een ORC te plaatsen op een site voor afvalverbranding in Straatsburg.
ORC's zijn installaties die (rest)warmte uit industriële processen omzetten in elektriciteit. Het principe is gebaseerd op dat van een klassieke elektriciteitscentrale, waarbij met een warmtebron (bijvoorbeeld verbranding van hout, kolen, afval, …) water wordt omgezet in stoom. Die drijft een turbine en generator aan en hierdoor wordt er elektriciteit opgewekt.
Voor dit proces zijn hoge temperaturen nodig van 500 à 600°C. Door het water nu te vervangen door een koelmiddel dat op lagere temperatuur kookt, kan dit proces ook toegepast worden op lage temperaturen, van 80 à 150°C. Het rendement van deze toepassingen is lager dan dat van een stoomturbine omdat er gewerkt wordt met lagere temperaturen, maar daarom niet minder interessant. ORC-toepassingen leveren namelijk 100% groene energie op zonder gebruik van fossiele brandstof, zonder CO²-emissie of fijnstof.
«Helaas wordt ORC-technologie in de praktijk weinig geïnstalleerd. En dat is onterecht», beweerden de deelnemers aan het voorbije ORCNext-project: mits de juiste technische keuzes kan de efficiëntie met tot 25% omhoog. Dit project - een samenwerking tussen de universiteiten van Gent, Antwerpen, Luik en Atlas Copco -had als doelstelling kennis en designtools te ontwikkelen voor de volgende generatie Organische Rankine Cycli. Daarbij lag de focus op het valoriseren van restwarmte.
«De industrie is zich wel bewust van het potentieel van ORC’s voor restwarmterecuperatie, maar in de praktijk worden ze weinig geïnstalleerd», stellen energie-experts. «De globale en seizoensgebonden efficiëntie is te laag waardoor de financiële voordelen al bij al beperkt zijn». Het project, met de financiële steun van het IWT, had precies tot doel te onderzoeken of er technische ingrepen mogelijk zijn om deze negatieve balans om te buigen, met name op het vlak van de thermodynamica, de regeling en de gebruikte financiële mechanismns.
De eindconclusie is duidelijk: het project leverde het bewijs dat de globale technische doelstelling om de efficiëntie met 20 tot 25% te verhogen kan worden bereikt, door de juiste cycli selectie, efficiënte expanders, correcte controle en minder overdimensionering van de warmtewisselaars. De studie, die liep van 2012 tot begin 2016, is intussen beëindigd.
Een uitzondering: BEP Europe
Toch zijn er uitzonderingen die erop wijzen dat het qua toepassing van de technologie stapje voor stapje de goede richting uitgaat. BEP Europe, thans onderdeel van de Amerikaanse Burke Porter Group, liet onlangs nog weten het Franse Tredi ervan overtuigd te hebben een ORC te installeren op een site voor de verbranding van gevaarlijk industrieel en medisch afval in Straatsburg. BEP Europe maakte vroeger deel uit van Fabricom en is gevestigd aan de rand van het Lappersfortbos in Brugge.
Sinds 1995 worden er high-end testmachines voor de automobielindustrie ontwikkeld en geproduceerd. Vooraleer auto’s op het einde van het productieproces de autofabriek uitrijden, worden ze er plaatse getest op wieluitlijning, remkracht, vermogen van de motor,…
Deze testen gebeuren door de eindelijntestinstallaties van BEP. Voor zijn testinstallaties in de automotive heeft het bedrijf wereldwijd een marktaandeel van niet minder dan 30%. Precies om minder afhankelijk te zijn van één enkel producttype en één enkele sector, werd in 2009 een nieuw systeem ontwikkeld op basis van ORC.
Verbrandingscentrale Tredi
Tredi exploiteert in Straatsburg twee verbrandingsovens. Het water dat gebruikt wordt om de oven te koelen, bereikt een temperatuur van 160°C. Voor de installatie van de ORC-installaties werd deze warmte weggekoeld en ging de energie volledig verloren. Met de twee ORC-installaties wordt deze restwarmte nu gedeeltelijk omgezet in elektriciteit. Elke installatie produceert 320kW. Samen is dit goed om 90% van de elektriciteitsbehoefte van het bedrijf te voorzien. Elke unit bestaat uit twee containers met generatoren en condensors.
Tredi valt onder de SEVESO-reglementering. Dat betekent dat voor alle constructiewerken aan de strengste veiligheidsregels moet voldaan worden. Voor dit deel van het project deed BEP beroep op toeleverancier Hafibo in Beveren. Dat bedrijf beschikte over de nodige lascertificaten en had ervaring hebben met PED, de Europese richtlijn voor drukapparatuur.
«Dat was voor ons van essentieel belang, maar ook dat het feit dat Hafibo als toeleverancier zowel in de eigen werkplaats zaken kon fabriceren als op de werf monteren», claimt Guy De Graeve, Project Manager BEP. De Graeve staat in ons land te boek als een voorvechter van de opwaardering van de ORC-technologie.
Belgische ORC-kennis
Voor wie belangstelling heeft in ORC: de nodige kennis inzake de engineering en de vereiste technische en constructie-expertise om projecten tot een goed einde te brengen, zijn dus zeker aanwezig in ons land.
Zo stond in dit geval Hafibo tijdens het constructie in voor de werkvoorbereiding, het zaagwerk, laswerk, piping, radiografieën, drukproeven en montage. BEP zelf nam vervolgens de elektrische en de mechanische afwerking op zich. Waarna de containergeneratoren getransporteerd werden naar de werf van de klant, waar Hafibo ze monteerde.
«Zelfs de eindklant was onder de indruk en vermeldde dat Hafibo de eerste leverancier was die een perfect dossier wist af te leveren», aldus productiemanager Rik Dierckens van BEP.
(foto's: BEP Europe)
door Bert Belmans, Engineeringnet
Kadertekst:
Een organische rankinecyclus of ORC is een rankine-proces met een organisch oplosmiddel zoals propaan, isobutaan, isopentaan of ammoniak in plaats van stoom. Vaak wordt daarbij een turbine toegepast. Omdat een organisch oplosmiddel een lager kookpunt heeft dan water, laat de ORC toe om energie te halen uit een lagere temperatuur tot zelfs 100 graden Celsius.
Deze cyclus is dan ook vooral geschikt voor het benutten van restwarmte. Ook benutting van stortgas (dat vanwege de wisselende samenstelling ongeschikt is voor een verbrandingsmotor), aardwarmte en zonne-energie geconcentreerd door parabolische spiegels, behoren tot de mogelijkheden. In 1961 bouwden Harry Zvi Tabor en Lucien Bronicki de eerste werkende ORC-installatie.
(bron: Wikipedia)
