Industriële warmtepompen zijn de beste optie om de industrie te elektrificeren

25.08.2025 Sjoerd Rispens

Warmtevoorziening in de industrie is verantwoordelijk voor meer dan 25 procent van de Nederlandse CO2-uitstoot. De verduurzaming hiervan is één van de grote uitdagingen in de energietransitie. Waar veel bedrijven tegenaan lopen is onduidelijkheid over de voor- en nadelen van de verschillende verduurzamingsopties.  Sikke Klein, Senior Consultant bij De Kleijn Energy Consultants & Engineers en professor gasturbines op de TU Delf, heeft in een whitepaper de opties uiteengezet en de voor- en nadelen toegelicht.  

Klein valt in het whitepaper meteen met de deur in huis: de perfecte oplossing voor deze opgave bestaat niet. Via een tabel vergelijkt Klein de een-op-een vervanging van de aardgasketel met een warmtepomp, e-boiler en een (groene) waterstofketel. De industriële warmtepomp komt als beste alternatief uit de bus, voornamelijk omdat de operationele kosten hierbij heel laag zijn. Daarnaast wordt er veel CO2 bespaard, vaak tussen de 60 en 80 procent. Volgens Klein kan zo een toekomstbestendige en competitieve stap worden gemaakt.

Desondanks kent de industriële warmtepomp ook enkele nadelen: de investeringsuitgaven (ook wel CAPEX genoemd) kunnen relatief hoog zijn, voornamelijk door de procesintegratie. Dit kan leiden tot een lange terugverdientijd voor bedrijven. Daarnaast moet een warmtepomp goed geïntegreerd worden in het hoofdproces voor een goed rendement. Dat kan een moeilijk proces zijn, wat weer een extra risico is. En ook een warmtepomp heeft een netaansluiting nodig, nu netcongestie een groot probleem is, is dat nadelig. 

Klein plaatst wel een kanttekening in zijn onderzoek. Technisch gezien zijn warmtepompen met eindtemperaturen boven de 250 graden namelijk moeilijk te realiseren en deze zijn daarom niet meegenomen in het onderzoek.

De e-boiler kent ook meer nadelen dan voordelen. De operationele kosten van een e-boiler zullen altijd significant hoger zijn dan die van een warmtepomp. De hybride e-boiler-gasketel is hiermee een overgangstechnologie met relatief lage investeringen maar vormt niet de basis voor een lange termijn duurzame oplossing. Een ander groot nadeel van deze technologie is dat er een relatief grote elektriciteitsaansluiting nodig is.

Hoge kostprijs voor groene waterstof

(Groene) Waterstof lijkt volgens Klein op het eerste gezicht een mooie optie. Er hoeft niet veel te worden aangepast in de installatie. Waterstof kan ook altijd op grotere schaal worden opgeslagen dan elektriciteit. Het kan dus altijd als back up dienen voor bijvoorbeeld een elektriciteitscentrale. Blauwe waterstof, verkregen uit aardgas met CO2 opvang, zou mogelijk een goed economisch alternatief zijn voor hoge temperatuur warmte zonder effectieve CO2-emissies.

Daar staat tegenover dat warmte van groene waterstof altijd een hogere kostprijs heeft dan directe elektrificatie van warmte vanwege de verliezen in de keten en de noodzakelijke investeringen. Bovendien moet er geinvesteerd worden in elektrolysers, transport en opslag. Dat alles leidt tot een hoge kostprijs.

Stappenplan

Om de warmte in een productie-installatie te verduurzamen moeten er een aantal stappen worden ondernomen die gebaseerd zijn op goede technische en economische analyses. Belangrijk is hierbij dat de uitvoerder het proces in de installatie goed kent en zich realiseert dat er langetermijnaanpassingen en investeringen nodig zijn. Klein zet een stappenplan uiteen dat hierbij kan helpen.

Kijk eerst goed of er wel echt warmte-energie nodig is, of dat er alternatieve energiezuinige technologieën zijn. Maak ook een grondige analyse van energie- en materiaalstromen in het proces. De doelstelling moet luiden om geen fossiele brandstoffen te gebruiken, maar dit moet niet als absoluut doel gelden. CO2-reductie van 80 tot 90 procent kan beter als doel gelden. Ook wordt aangeraden om een zogeheten pinchanalyse te maken, waarin de gevraagde en beschikbare warmte wordt uiteengezet.

Klein raadt aan om voor het stappenplan te analyseren hoe kringen gesloten kunnen worden en warmte intern kan worden hergebruikt na opwaardering door elektrificatie. Het is daarbij aan te raden om oplossingen binnen de unit operatie, zoals bijvoorbeeld een droger of distillatiekolom, en naar opties om de temperatuurlift klein te houden of met slimme procesaanpassingen kleiner te maken.

Er moet ook kritisch gekeken worden naar de operationele aspecten zoals de deellast, storingen en betrouwbaarheid. Volledige elektrificatie kan tot zeer complexe en dure installaties leiden, dus het streven van bedrijven moet zijn om voor 80 tot 90 procent elektrificatie te gaan. Groen gas kan hierbij als backup dienen.

Subsidies

Bij de business case en de projectontwikkeling analyse komen weer andere aspecten kijken. De volgende elementen zijn belangrijk om te onderzoeken. Kijk hoe de verduurzamingsstrategie geïntegreerd kan worden met een langetermijnonderhoud- en vervangingsstrategie. Onderzoek welke subsidies mogelijk zijn. Er bestaat een groot aantal mogelijkheden zoals SDE++, NIKI, DEI+, VEKI, TSE etc., ook voor het uitvoeren van studies en pilot-projecten.