Met ruim 200 fabrieken wereldwijd is Wienerberger een van de grootste producenten van keramische bouwmaterialen. Om de CO2-voetafdruk van het bedrijf te verminderen, is de route naar volledige verduurzaming in gang gezet. Wienerberger zoekt daartoe voortdurend naar energie-efficiëntieverbeteringen binnen de productieprocessen. Op die routekaart is in Opheusden onlangs een belangrijke innovatieve stap gezet. Daar zijn de twaalf droogkamers van de baksteenfabriek met hulp van een warmtepompsysteem volledig gasloos gemaakt, een unicum in de keramische industrie.
Bort De Graaf koel- en klimaattechniek installeerde op locatie een Sabroe warmtepompsysteem. Erik Boot, hoofd nieuwe procestechnologie bij Wienerberger: “De Sabroe warmtepomp is de enige die binnen onze gegeven omstandigheden water tot 90˚C kan verwarmen waardoor we de benodigde temperatuur halen om de klei te drogen volgens het gewenste droogprogramma.”
Eerst drogen, dan bakken
Bakstenen worden gemaakt van klei. Deze klei heeft, afhankelijk van het vormgevingsproces, een vochtpercentage van ongeveer dertig procent en moet worden gedroogd voordat de stenen kunnen worden gebakken. Anders kunnen ze in de oven uiteenvallen of barsten. Dat drogen gebeurt in een tunneldroger of een kamerdroger. In Nederland worden meestal kamerdrogers (batch drogers) gebruikt.
Bij een temperatuur oplopend van 40 tot 80 ˚C zweet de klei langzaam het vocht uit. Normaliter een proces waarvoor verbrandingswarmte wordt gebruikt. Boot ontwierp een nieuw proces waarvan het hart wordt gevormd door de Sabroe HeatPAC716 warmtepomp. Deze heeft een 16 cilinder zuigercompressor met een verwarmingsvermogen van 1385 kW. De uit de droogkamers afgevoerde natte lucht met waterdamp wordt gecondenseerd waardoor de verdampingswarmte vrijkomt. Deze warmte kan niet direct worden gebruikt omdat de temperatuur te laag is. De warmtepomp zorgt ervoor dat de energie van een lagere temperatuur wordt opgevoerd naar een hogere tempratuur. In de compressie-warmtepomp wordt de teruggewonnen warmte gebruikt om water van 90˚C te genereren dat wordt gebruikt om de droge lucht voor de droogkamers te verhitten.
Verduurzaming keramische bouwindustrie
Het project in Opheusden dient als pilot voor andere productielocaties van Wienerberger. De keramische bouwindustrie gebruikt vooral thermische energie voor het droog- en bakproces. Om dit te verduurzamen moet er zoals nu gekeken worden naar het proces, maar daarnaast moet er ook aandacht zijn voor de energiebronnen. Ook daarin kunnen belangrijke verbeteringen worden doorgevoerd. Zo gebruikt Wienerberger zowel zonnepanelen als eigen windturbines om hier stappen in te zetten. De industriële warmtepompen van Sabroe zijn efficiënt en sluiten goed aan op deze transitie.
“Door in de engineeringsfase met name het secundaire circuit goed te ontwerpen en dimensioneren, kun je de prestaties van een warmtepomp maximaal optimaliseren”, legt Jacob de Graaf van Bort De Graaf uit. “De warmtepomp in Opheusden bedient twaalf droogkamers, elk met twaalf eigen warmtewisselaars. Elke droogkamer kan zijn lucht afvoeren naar een centrale leiding voor energieterugwinning of naar buiten. Kortom, veel hardware. Met name verkeerde leidingdiameters, kleppen of gebrek aan bufferruimte kan leiden tot inefficiënt energiegebruik. Het is onze taak om dat te voorkomen. Wanneer de operationele capaciteit van de Sabroe warmtepomp nu volledig wordt benut, kan Wienerberger zo’n 125 m3 gas per uur besparen.” Boot geeft aan dat ze voor het laatste deel van de droging ook nog deels hete ovenlucht gebruiken. “Dat maakt de Sabroe-pomp nog efficiënter. Met de pomp hebben we de efficiency van ons droogproces verbeterd van 1,4 KWu per kilogram water naar 0,4.”
Keuze voor compressiewarmtepomp
Wienerberger heeft bewust gekozen voor de compressiewarmtepomp. “We hebben op een project in Oostenrijk geëxperimenteerd met een absorptiewarmtepomp, maar dat was lastig inregelen”, zegt Boot. “Een absorptiepomp werkt met afvalwarmte, dat kan nog wel bij een tunneldroger, maar is lastiger bij aparte kamers. Je moet extra stoken als het niet warm genoeg wordt. Bij de compressiewarmtepomp hebben we alleen met de droogkamers te maken. Dat is eenvoudiger.”
De Graaf vormt de schakel tussen Sabroe en Wienerberger: “Erik heeft bepaalde ideeën met de warmtepomp en installatie. Als wij ook maar enigszins denken dat het kan met de warmtepomp van Sabroe dan zorgen wij dat het lukt en werkt. Wij halen het maximale eruit. We proberen altijd een helikopterview te houden. Daardoor kunnen we ook externe partijen helpen zoals in dit geval de vaste partner van Wienerberger voor de regeltechniek. We kunnen lezen en schrijven met de industriële warmtepompen van Sabroe die op basis van NH3 (ammoniak) een hoge opbrengst hebben.”
De pilot in Opheusden ziet er vooralsnog succesvol uit. Het kan de opmaat zijn voor een snelle verdere verduurzaming van de zeventien andere productielocaties van Wienerberger in Nederland, maar ook fabrieken in andere landen in Europa.
