492800-KULeuven-ConnectING 15-feb 2021

STUDENT IN DE KIJKER
HET WARM WATER
HERONTDEKT
Je huis verwarmen met water uit de rivier? Het klinkt bizar, maar het is doenbaar en bovendien
ook nog goedkoop én vriendelijk voor het klimaat. Maar hoe zorg je er tegelijk ook voor dat de
temperatuur van de rivier niet te sterk daalt? Sebastian Baes en Jan Denayer, pas
afgestudeerde industrieel ingenieurs Elektromechanica van Campus Groep T, goten deze
vragen in een wiskundig model en brachten zo het potentieel van rivierwater als warmtebron
in kaart. Voor hun baanbrekend werk werden ze bekroond met de Vlaamse Scriptieprijs 2020.
Voor de editie 2020 waren 508
scripties ingezonden. De jury
-journalisten, uitgevers en academici-
beoordeelden ze op hun nieuws -
waarde, journalistieke bruikbaarheid en
wetenschappelijke kwaliteit.
Voor elk van deze criteria gooiden
Sebastian en Jan hoge ogen. Ze bewezen
dat ze een complex probleem niet alleen
kunnen aanpakken, maar ook bevattelijk
communiceren naar een breed publiek.
Sebastian formuleert het als volgt: “De
natuur gaf ons met de rivieren de kans om
steden te bouwen en samenlevingen te
creëren. Nu kunnen dezelfde rivieren er
mee voor zorgen dat het klimaat gered
wordt. Meer dan de helft van de wereldbevolking
leeft in steden nabij rivieren.
Naarmate de verstedelijking toeneemt,
groeit de honger naar energie. Om die
behoefte te lenigen worden nog altijd
massaal fossiele brandstoffen gebruikt,
met een nefaste CO 2 -uitstoot als gevolg.
Wij wilden aantonen dat de warmte
aanwezig in het rivierwater gebruikt kan
worden om de steden klimaatneutraal te
maken”.
Regeneratie
“Om warmte te onttrekken aan oppervlaktewater
heb je een warmtepomp
nodig”, legt Jan uit. “Die haalt energie uit
het water en brengt die op temperatuur
voor de verwarming van de gebouwen in
de omgeving. Er is bijgevolg geen gas of
stookolie meer nodig, waardoor meteen
ook de CO 2 -uitstoot fors afneemt. Dat
effect wordt nog verstrekt als de
warmtepomp door groene stroom
aangedreven wordt”.
“Er schuilt wel een addertje onder het
gras”, vervolgt Sebastian. “Als je teveel
warmte aan het water onttrekt komt het
ecosysteem van de rivier in gevaar.
Volgens de milieurichtlijnen mag de
temperatuur van de waterlopen maximaal
met 3° stijgen. Voor het onttrekken van
warmte is er nog geen regelgeving, dus
zijn we ervan uitgegaan dat dezelfde
waarde ook gehanteerd kan worden voor
afkoeling. Hierbij wordt echter geen
rekening gehouden met het fenomeen
‘regeneratie’. Dat houdt in dat de
temperatuur van een rivier na een
verstoring van het evenwicht zich na
verloop van tijd opnieuw herstelt”.
“Zulk fenomeen kun je in kaart brengen
met behulp van een wiskundig model”,
aldus Jan. “Dat laat toe de impact van
omgevingsfactoren op de temperatuur in
de rivier te simuleren. Rivieren krijgen hun
natuurlijke energie door de zon, maar ook
door warmtetransport met de bodem en
de lucht en radiatie van de omliggende
vegetatie. Ook menselijke factoren
hebben een impact. De invloed van deze
parameters hebben we in ons model
gestopt. Aan de hand van de simulatie
kun je bepalen hoeveel warmte je aan de
rivier mag onttrekken zonder dat de
temperatuur daalt met meer dan 3°”.
Potentieel
Een simulatiemodel staat of valt met de
kwaliteit van de input, in dit geval de
correcte berekening van de
Jan Denayer en Sebastian Baes
© Kevin Faingnaert
20