Elektrische reuzenboiler

Onderwerp: Arbeid en energie, (Duurzame) energie

Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel over een reuzeboiler die helpt bij een vol stroomnet. Op basis van artikelen in de media maakt Stichting Exaktueel opgaven die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.

In Maastricht heeft papierfabriek Sappi: een reuzenboiler op groene stroom die aangaat buiten de stroomspits. Tijdens de stroomspits gebruikt hij geen stroom. 

In de Volkskrant van 24 juni 2024 staat een reportage over deze noviteit

In het hart van de Maastrichtse papierfabriek Sappi wordt stoom gemaakt die nodig is voor de papierproductie. Sinds 1850 heeft deze fabriek stoom geproduceerd met fossiele bronnen. Maar sinds kort wordt de stoom gemaakt met een elektrische boiler (waterkoker) die werkt op groene energie.

a) Welke energieomzetting vond er voorheen plaats bij de productie van de stoom?

Chemische energie naar warmte

b) Welke energieomzetting is dat tegenwoordig?

Elektrische energie naar warmte

c) Wanneer noemen we energie groen?

Als de elektrische energie duurzaam wordt opgewekt (door zonnepanelen of windmolens enz.).

Het stroomnet wordt alleen volledig belast op momenten dat iedereen elektriciteit verbruikt; vooral in de vroege ochtend en aan het begin van de avond. Op veel andere momenten is er best nog plek.

d) Waarom is in de vroege ochtend het energieverbruik hoog?

Dan wordt in huishoudens gedoucht, koffie gezet, enz.

e) Waarom is aan het begin van de avond het energieverbruik hoog?

Dan wordt in huishoudens gekookt.

f) Waarom is midden op de dag het aanbod van groene energie hoog?

Dan staat de zon hoog in het zuiden en leveren zonnepanelen dus veel stroom. (Over windenergie kun je zoiets niet zeggen, het kan dag en nacht waaien.)

De vraag is hoe een enorme elektrische boiler van 20 MW overbelasting van het stroomnet kan voorkomen. Dat komt omdat Sappi sloot een zogenoemd flexibel stroomcontract heeft afgesloten met Enexis, de beheerder van het elektriciteitsnetwerk in Maastricht, waarbij het belooft dat Enexis kan bepalen wanneer energie mag worden afgenomen en wanneer niet. 

g) Op welke momenten mag Sappi de boiler aan het netwerk schakelen?

Midden op de dag, als er veel groene energie wordt opgewekt.

h) Welke energieomzetting vindt dan plaats in de boiler?

Elektrische energie naar warmte

Als de boiler aan het stroomnet staat produceert hij meer stoom dan nodig. Sappi bewaart de stoom die over in een zogenoemde ‘stoomaccu’, Daardoor kan het bedrijf altijd over genoeg stoom beschikken en komt de productie niet in gevaar.

En nu komt het mooie: door deze boiler ontstaat juist méér ruimte op het stroomnet. Hierdoor staat Sappi niet meer op de wachtlijst voor een nieuwe stroomaansluiting, maar lost het ook het wachtlijstprobleem op van enkele andere bedrijven in de buurt, die anders mogelijk nog jaren hadden moeten wachten op een aansluiting.

i) Leg uit hoe Sappi andere bedrijven kan helpen.

Tijdens piekuren, gebruikt Sappi geen elektrische energie uit het net, maar uit de stoomaccu. Er blijft dus elektrische energie over voor andere bedrijven. Die kunnen dus een stroomaansluiting krijgen van de netbeheerder.