Het districtsbestuur van Islington zet zich al jarenlang in om koolstofemissie te reduceren en heeft klimaatbeheersing tot een urgent probleem verklaard. In de betreffende verklaring legt het bestuur de doelstelling vast om in 2030 een netto-nul te bereiken, d.w.z. CO2-neutraal te zijn. Om dit doel te halen ten voordele van de inwoners, onderneemt Islington stappen om hen te voorzien van goedkopere, milieuvriendelijkere energie.
Een van deze maatregelen is het werkelijk revolutionaire Bunhill 2 Energy Centre, wereldwijd het eerste in zijn soort. Dit vormt een ware blauwdruk voor de benutting van afvalwarmte van publieke instellingen, in dit specifieke geval van de Londense Underground. Door woningen, een school en recreatiecentra in Islington te verwarmen en te voorzien van heet water wordt er energie bespaard, de koolstofuitstoot verlaagd, de luchtkwaliteit verbeterd en de verwarmingskosten voor inwoners van Islington die deel uitmaken van het net, van wie er velen brandstofarm zijn, teruggebracht.
Bunhill 2 Energy Centre - Buiten (Foto: Islington Council)
Het nieuwe energiecentrum past state-of-the-art technologie toe op de locatie van een Londens Underground-station dat al bijna 100 jaar buiten gebruik was. De resten van het station, ooit bekend als City Road, zijn getransformeerd in een enorm ondergronds luchtafzuigsysteem dat warme lucht uit de tunnels eronder aanzuigt. De tunnels worden gebruikt door de noordelijke lijn van de Underground.
In nauwe samenwerking met het districtsbestuur van Islington, Transport for London (TfL) en hoofdaannemer Colloide Engineering Systems, installeerde GEA een ammoniak-warmtepomp van 1000 kW in een container op straatniveau.
– Paddy McGuinness, Managing Director bij Colloide Engineering Systems
De warmtepomp wint energie uit de warme afvallucht van ondergrondse tunnels. De licht gekoelde lucht wordt naar de omgeving geventileerd en er wordt energie gebruikt om water te verhitten door de warmtepomp. Dit water wordt door een 1,5 km lang netwerk van stadsverwarmingsleidingen naar de gebouwen in de wijk gepompt, die er uiteindelijk mee worden verwarmd.
De warmtepomp die GEA voor dit systeem ontwikkeld en gebouwd heeft bestaat uit een gecombineerde verdamper/separator, 3 compressoren en vier warmtewisselaars in het verwarmingscircuit. De warmtewisselaars optimaliseren het verwarmingscircuit volgens criteria die gebaseerd zijn op de retour van verwarmingswater met een temperatuur van 55˚C en toevoer met een temperatuur tot 80˚C.
GEA warmtepomp geïnstalleerd bij het Bunhill 2 Energy Centre voor hergebruik van afvalwarmte uit de Londense ondergrondse.
Volgens Kenneth Hoffmann, Product Manager for Heat Pumps bij GEA Refrigeration Technologies, waren er gedurende het project veel kwesties in het systeemontwerp die een oplossing behoefden. Dit betrof onder andere het doen van uitgebreide testen om te verzekeren dat stof en vuil die in de ventilatielucht werden gezogen niet tot verstoppingen van de warmtewisselaarspiraal zouden leiden. Kenneth Hoffmann legt uit: "Bunhills stadsverwarmingsnetwerk had heet water nodig van de warmtepomp, met temperaturen tot 80˚C. We hebben tweetraps zuigercompressoren gebruikt om een prestatie-coëfficiënt (COP) van de warmtepomp te krijgen van meer dan 3,5. Aangezien het project in de buurt van een woongebouw ligt, hebben we ook scrubbertechnologie opgenomen in de installatie om de uit de installatieruimte afkomstige ventilatielucht te filteren. Doel hiervan is te voorkomen dat de plaatselijke bewoners, in het onwaarschijnlijke geval dat er een kleine hoeveelheid van het natuurlijk koelmiddel ammoniak in de installatieruimte zou ontsnappen, worden blootgesteld aan ammoniak in de lucht. Dit wordt dan namelijk in de scrubber geabsorbeerd voordat het de omringende omgeving kan bereiken.”
Paddy McGuinness merkt op waarom voor deze oplossing werd gekozen: “Colloide heeft een groot aantal projecten voor hernieuwbare energie op zijn naam staan. Bij dit project werkte Colloide samen met GEA vanwege hun kennis van ammoniakkoeling en warmtepomptechnologie. Volgens GEA’s ervaring werkt 95 procent van de industriële koelinstallaties die de laatste 10 jaar geplaatst zijn op ammoniak. Met de stijgende druk op eindgebruikers om energierekeningen omlaag te brengen, heeft dit een grote toename in de interesse voor ammoniak-warmtepompen teweeggebracht.”
“Het gebruik van warmtepompen is veel milieuvriendelijker dan dat van gasboilers, vooral in grote steden, omdat ze geen stikstofoxiden (Nox) uitstoten. Daarom leiden warmtepompen tot schonere lucht in steden en zijn ze financieel voordelig. Bovendien is ammoniak een natuurlijk koelmiddel dat niet bijdraagt aan de globale verwarming,” zegt Kenneth Hoffmann.
Het Bunhill 2 Energy Centre voegt nog eens 550 woningen en een basisschool toe aan het bestaande Bunhill Heat and Power stadsverwarmingsnetwerk dat in 2012 werd gelanceerd door het districtsbestuur van Islington Council. Het netwerk voorzag al twee lokale recreatiecentra en meer dan 800 woningen elke dag van het jaar van goedkopere, groenere warmte, maar het nieuwe energiecentrum geeft het systeem de potentie om warmte te leveren aan 2200 woningen. De verwarmingskosten voor inwoners die zijn aangesloten op het netwerk dalen met 10 procent in vergelijking met andere bestaande stadsverwarmingssystemen, die op zich al ongeveer de helft kosten in vergelijking met zelfstandige verwarmingssystemen in afzonderlijke huizen. Een reëel voordeel dus voor het milieu, de inwoners en Islington met het doel om een halt toe te roepen aan brandstofarmoede.
De nabijgelegen Moreland Primary School was de eerste school die werd aangesloten op het netwerk, dat al een zwembad en faciliteiten bij het Ironmonger Row Bath en het Finsbury Leisure Centre van warmte voorziet. Colloide heeft ook initiatieven opgezet om te investeren in jonge mensen in het omliggende gebied en heeft relaties opgebouwd met lokale scholen, colleges en universiteiten. Het bedrijf wil gelegenheden bieden om werkervaring op te doen en bezoeken te brengen aan werkplekken voor de verbetering van arbeidsmarktvaardigheden, en tegelijkertijd het vertrouwen in Islington Borough van de kinderen die er wonen te vergroten.
Het verwarmingssysteem is buitengewoon milieuvriendelijk omdat het bronnen gebruikt die anders verloren zouden gaan. Het voorzien van aangesloten huishoudens en openbare faciliteiten van getransformeerde afvalwarmte helpt om de Co2-uitstoot te verminderen met ongeveer 500 ton per jaar.
– Shaun Hannon, Contracts Manager bij Colloide
Het principe van warmteterugwinning met warmtepompen kan worden toegepast in Londen maar natuurlijk ook in andere metronetwerken over de hele wereld. Neem bijvoorbeeld Londen: hier zal uit verkenningen in de meer dan 150 luchtschachten blijken welke mogelijkheden er zijn om afvalwarmte terug te winnen. Door haar warmtepomptechnologie én de ervaring die is opgedaan bij het baanbrekende Bunhill 2-project wordt GEA in dit opzicht de voorkeurspartner. Een ander voorbeeld zijn ondergrondse spoorbanen over de hele wereld: ook hier biedt GEA's warmtepomptechnologie een groot potentieel voor de terugwinning van afvalwarmte en zodoende voor milieu- en klimaatbescherming.
Start: 2017
Voltooiing: 2019
Brute intern vloeroppervlak: 617m²
Opdracht: JCT Design and Build Contract
Architect: Cullinan Studio (ontwerp)
McGurk Chartered Architects (levering)
Klant en project-manager: Islington Borough Council
Belangrijkste leveringspartner: TfL
Bouwkundig ingenieur: Ramboll (ontwerp), McMahon Associates (levering)
M&E Consultant: Ramboll
QS: Gleeds
Landschapsconsulenten: J&L Gibbons
CDM-coördinator: AECOM
Erkende bouwinspecteur: Islington Building Control
Ontwerp- en bouwaannemer: Colloide Engineering
Kunstenaar: Toby Paterson
Warmtepompsysteem: GEA (ontwerp, vervaardiging en installatie)
Tests en inbedrijfstelling: Topic Plan
Project-consultants: Inner Circle Consulting
Recht op licht: Right of Light Consulting
CAD-software: MicroStation, Revit