Rumoer in de media half mei als het kabinet aankondigt dat de hybride warmtepomp vanaf 2026 de standaard wordt voor woningverwarming. Wie zijn cv wil vervangen, moet overstappen naar zo’n pomp, of meteen een volledig elektrische warmtepomp of een aansluiting op een warmtenet. Maar wie moet dat allemaal installeren, wie gaat dat betalen en komt er dan zo’n grote, lawaaiige doos in de tuin of op het balkon te staan?, klinkt het. Cooll Sustainable Energy Solutions uit Enschede werkt al jaren aan een zuinige opvolger voor de HR-ketel, de SuperHybrid. Partner Millux uit Wijchen tekent voor het zeer complexe laswerk in de adsorptiecompressor. De marktintroductie is aanstaande. En die doos buiten is helemaal niet nodig.
Stefan van Uffelen: ‘Met onze technologie kunnen we zowel verwarmen als koelen. Dus focussen we nu allereerst op vervanging van de HR-ketel.’ Foto: Cooll
Cooll Inside voor de warmtepomp
Een jaar of dertien geleden begon Cooll vanuit Universiteit Twente in opdracht van ESA met de ontwikkeling van een trillingsvrije koeler voor -270 graden Celsius op basis van adsorptietechnologie. Vervolgens ontstond het idee om woningen te gaan koelen via zonnecollectoren. ‘Na een eerste haalbaarheidsstudie bedachten we dat een nieuw bedrijf, een nieuwe technologie en een compleet nieuwe markt een heel lastige combinatie zou worden’, zegt ceo en medeoprichter Stefan van Uffelen. ‘Met onze technologie kunnen we zowel verwarmen als koelen. Dus focussen we nu allereerst op vervanging van de HR-ketel.’
Tussenstap
Nederland telt bijna 8 miljoen woningen, verantwoordelijk voor 19 procent van de totale CO2-uitstoot die voor twee derde afkomstig is uit ruimteverwarming en warm tapwater. Ons land is de afgelopen decennia al massaal overgestapt op HR-ketels, maar gelet op de duurzaamheidsdoeleinden is een volgende stap hard nodig. De VR-ketel uit de jaren 90 zat op 89 procent energetisch rendement, de HR-ketel haalt (door gebruik van condensatiewarmte in de rookgassen) 107 procent. ‘Wij gaan met onze SuperHybrid naar 150 procent of hoger. Weer een veel grotere stap’, aldus cto en medeoprichter Johannes Burger van Cooll. Het is een illusie te verwachten dat iedereen ineens van een gasgestookte ketel naar een volledig elektrische warmtepomp overstapt, vooral in bestaande woningen. Een hybride versie is daarom een goede tussenstap, aldus Cooll.
Lange reis
Zo’n nieuwe technologie voor huisverwarming ontwikkelen kost wel vijftien jaar, kreeg Cooll destijds van ketelfabrikanten als Remeha en Nefit te horen. Die zagen meteen de grote potentie van de ideeën van Cooll, met als kanttekening dat het lastig zou worden een compleet nieuw product te ontwikkelen. Fabrikanten zijn vaak huiverig dit soort ontwikkelingen zelf op te pakken, het kost enorm veel tijd en geld. Het is ook een lange reis geworden, stellen Van Uffelen en Burger. Wat hun en hun collega’s deed doorgaan, is het vertrouwen dat hun technologie kan werken en flink kan bijdragen aan de maatschappelijke verduurzamingsopgave.
‘We willen werken met partners en technologieën die massaproductie mogelijk maken’
Van Uffelen: ‘In het lab kwamen we om de zoveel jaar een TRL-niveau (Technology Readiness Level, red.) hoger, met op elk niveau weer andere uitdagingen. Eerst bouwden we een werkend systeem om het principe aan te tonen. Vervolgens moesten we de gewenste temperaturen en het vermogen omhoog zien te brengen en de absolute betrouwbaarheid bewijzen. Nu moet alles qua productieproces en supplychain kloppen en moet de productie uiteindelijk sterk opgeschaald kunnen worden. We hebben al een paar honderd compressoren, het hart van de SuperHybrid, gemaakt, steeds weer nieuwe versies, ook om voor te leggen bij keuringsinstanties en voor pilots met warmtepompen bij woonhuizen.’ Bovendien wordt gewerkt aan een acceptabele marktprijs.
Open en transparant
Toeleverancier Millux, expert in ultraprecisielassen, is er al een jaar of tien bij betrokken. De adsorptiecompressoren van het SuperHybrid-systeem worden gevuld met hoogwaardige actieve kool waarin steeds druk opgebouwd wordt en weer afneemt (zie kader). Zo’n compressor bestaat uit vele kleine buizen gelast aan een header plate. ‘De eerste versies hebben we gesoldeerd’, zegt Van Uffelen. ‘Maar dat is niks bij opschaling. We willen werken met partners en technologieën die massaproductie mogelijk maken.’ Solderen veroorzaakt bovendien veel te veel warmte, dat kan niet als de buizen al gevuld zijn. ‘Dit vraagt echt hoogwaardig laswerk dat niet ieder bedrijf kan. We zochten een partij met veel ervaring, plus interesse om samen verder te ontwikkelen.’
Ook dat werd een heel traject: de eerste gelaste versie functioneerde een aantal weken, een volgende ging in stressproeven het equivalent van een paar winters mee, nu zit de compressor op de volledige levensduur (tien tot vijftien jaar). Millux en Cooll hebben er samen open en transparant aan ontwikkeld, zeggen Van Uffelen en Burger. Millux-directeur Eric Hezemans: ‘We zaten met vele vragen. Welk materiaal laat welk gedrag zien tijdens het lassen en wat gebeurt er tijdens het stollen, hoe langzaam of snel moet dat gaan? Komen er geen microcracks in?’ Zo’n traject ga je met elkaar aan zonder grote zekerheid of het gaat lukken en welke hoeveelheden uiteindelijk geleverd kunnen worden. ‘Dit zijn uitdagende opdrachten zonder ‘Zwitserlevengevoel’. Voor ons is het het belangrijkste dat er een serieuze businesscase achter de vraag van een klant schuilt. Natuurlijk gaat het vele malen tegenzitten, maar je steunt elkaar door dik en dun.’
Eric Hezemans: ‘Voor ons is het het belangrijkste dat er een serieuze businesscase achter de vraag van een klant schuilt.’ Foto: Millux
Diepte-investering
Millux groeit zeer snel, niet in de laatste plaats door klant ASML. Maar het wil andere marktsegmenten niet uit het oog verliezen. ‘De laatste vier jaar is onze omzet verdubbeld, de komende vijf jaar willen we weer verdubbelen, waarbij we fors investeren ten behoeve van onze klanten. Als het aan ASML ligt, moet de groei nog sneller dan snel. We willen op meerdere pijlers bouwen. In onze beginjaren was het vooral pionieren met lasertechnologie en deden we erg veel verschillende projecten. Nu kiezen we gericht. Een klant als Cooll in de duurzaamheidsmarkt hoort daar ook bij.’
Cooll wil op zijn beurt graag werken met een bedrijf als Millux dat duidelijk diepte-investeringen doet in zijn klanten, zegt Van Uffelen. Cooll heeft zijn toeleveranciers hard nodig. ‘We doen relatief veel zelf: de assemblage van de compressoren en de productie van de actieve kool in de pijpenbundels. De tooling en machining doen we samen met partners. In de nabije toekomst zullen toeleveranciers meer en meer submodules aanleveren.’
Cruciale fase
In Nederland alleen al ligt een markt van vele duizenden ketels per jaar in het verschiet, voor bestaande en nieuwe woningen. Burger: ‘Er wordt veel gesproken over hybride warmtepompen. Maar dat is vaak best oude technologie waarmee fabrikanten nu aan het LEGO-en zijn. Wij hebben onze bouwblokken echt vanaf nul ontwikkeld. Je kunt op een gegeven moment niet méér energie halen uit brandstof, dus moet je op een compleet andere manier de cyclus aandrijven.’
Burger trekt de vergelijking met Intel Inside: wat Cooll aan ketelfabrikanten wil gaan leveren, is een soort Cooll Inside: een platform van cruciale onderdelen waaromheen fabrikanten hun eigen product kunnen bouwen, afgestemd op specifieke markten en landen. ‘Dit is een cruciale fase: we willen ze op korte termijn een product presenteren, ze willen graag instappen in een opportunity, niet in een probleem.’
Significante bijdrage
Gaat de SuperHybrid de markt op zijn kop zetten? De drie heren zijn even stil. ‘We zijn heel bescheiden maar dat is wel de intentie’, reageert Van Uffelen. De markt is enorm in beweging. Wat gaat er gebeuren met gas: eerst was er de negatieve associatie met Groningen, nu met Rusland. Hoe snel gaat de energietransitie? Burger: ‘Fabrikanten zien zich als leveranciers van verwarmingsoplossingen: als de politiek besluit dat er heel snel helemáál geëlektrificeerd moet worden, komen ze met die oplossingen. Wij gaan ervan uit dat wij aan de verbrandingskant, waarmee je met gas warmte maakt, een belangrijke rol kunnen spelen in de overgangsfase.’
De SuperHybrid werkt zuinig op gas en kan bovendien op termijn omgebouwd worden voor waterstof. Van Uffelen: ‘We willen een significante bijdrage leveren aan het klimaatprobleem en een betaalbare oplossing voor de gewone man. Stel dat wij onze technologie gaan leveren aan de tien grote ketelfabrikanten op de wereld. Dan heb je het over miljoenen exemplaren. Het kost misschien nog jaren, maar als iedereen ons nieuwe technologieplatform gaat gebruiken…’ Toeleverancier Millux kan de borst natmaken.
Link magazine editie juni 2022 | jaargang 24 thema: Hoe slaan we de brug tussen de software- en de hardware-engineers? Lees Link digitaal of vraag een exemplaar op: mireille.vanginkel@linkmagazine.nl’
Hoe werkt de SuperHybrid?
Fabrikanten kunnen de SuperHybrid van Cooll inbouwen in hun systeem en daarmee één-op-één de HR-gasketel in bestaande woningen vervangen. Er is geen losse buitenunit nodig. De warmtepomp wordt aangedreven door gas of waterstof en onttrekt warmte aan de buitenlucht: zo wordt 30 tot 50 procent gas bespaard en de CO2-uitstoot met dezelfde percentages verminderd. In de SuperHybrid vindt compressie van het koudemiddel plaats met een door warmte aangedreven adsorptiecompressor. Deze compressor bestaat uit twee drukvaten met hoogwaardige actieve kool die cyclisch worden verwarmd en afgekoeld in steeds een minuut of tien. Het koudemiddel wordt tijdens de verwarming van een drukvat uit het adsorptiemateriaal geperst, gaat naar de hogedrukzijde van de warmtepomp, condenseert en geeft zijn warmte af. De druk wordt verlaagd, het koudemiddel verdampt weer, neemt energie op uit de koude omgeving, en stroomt weer naar het andere drukvat enzovoort.
Ultraprecisielaswerk
Millux in Wijchen is specialist in ultraprecisiebewerkingen met lasertechnologie, met name voor sectoren als de semicon, medical en analytical. Ruim dertig jaar geleden gestart onder de naam Reith Laser als jobber voor laserbewerkingen, is het bedrijf meer dan ooit kennispartner geworden voor zijn klanten en last, boort, snijdt, microfreest en graveert het alles van 250 micron of kleiner. Millux is onderdeel van Muon Group, een groep bedrijven met elk hun eigen technologieën voor precisiebewerkingen: Millux (laserbewerking), Veco (elektroformeren), Atul Sugar Screens (filtratietechnologie), Tecan (fotochemisch etsen) en LouwersHanique (componenten van technisch glas en keramiek). Grote klant van Millux is onder meer ASML.
1 reactie
Hybride? Nee, we willen van het gas af. Deze (tussen) oplossing kost voor de consument alleen maar geld. Wacht wel als op All Electric gelijk komt met de kosten van een HR ketel…..