AIDA-winnaar revincus hergebruikt warmte van douchewater op zee

Elke warme douche op een cruiseschip eindigt hetzelfde: de warmte verdwijnt door de afvoer.

Revincus, een kleine startup uit Weimar in Duitsland, denkt een deel van die warmte te kunnen opvangen. Het bedrijf won op 16 september in Rostock de categorie decarbonisatie bij de AIDA Innovation Hub awards en onderzoekt samen met AIDA Cruises al hoe dat kan.

"We zijn eigenlijk al druk bezig met de uitvoeringsstudie," zegt Felix Drechsel, medeoprichter en technisch directeur van het bedrijf.

Het idee komt uit een stage in Finland die Drechsel na zijn schooltijd deed bij een bedrijf dat warmtepompsystemen ontwerpt en installeert.

Daar leerde hij hoezeer de efficiëntie van een warmtepomp afhangt van de temperatuur van de warmtebron. Het een leidde tot het ander.

"Ik bedacht me dat afvalwater eigenlijk een erg interessante warmtebron moet zijn," legt hij uit.

"Overal waar warm water wordt gebruikt, bijvoorbeeld in woongebouwen, zwembaden of op cruiseschepen, gaat waardevolle warmte verloren met het afvalwater."

Later ontmoette hij tijdens zijn studie in Weimar Jeremias Polster. Samen werkten ze het idee uit en besloten ze er een bedrijf van te maken. Ze bouwen hun eigen warmtewisselaars om overgebleven warmte terug te winnen.

Tot nu toe heeft revincus de systemen vooral geïnstalleerd in grotere woongebouwen, woonwijken en zwembaden, waar ze warmte terugwinnen uit douchewater en het spoelwater van filters. Daarnaast zijn er enkele industriële toepassingen, bijvoorbeeld in de farmaceutische industrie.

Een schip is echter een nieuw soort klant.

"Ik vergelijk een cruiseschip graag met een klein, drijvend stadje," zegt Drechsel. "Aan boord ontstaat bijna elke soort afvalwater die ook in een stad ontstaat."

Dat komt van pas, legt hij uit, want schepen verzamelen grijs water en zwart water al apart, en grijs water bevat nog veel warmte.

Revincus wil zijn systeem, een warmtewisselaar voor afvalwater plus een warmtepomp, plaatsen na de zuiveringsinstallatie voor grijs water van het schip. Het systeem krijgt dus alleen water dat al behandeld is. De teruggewonnen warmte gaat naar het verwarmingssysteem van het schip.

Een eerste beoordeling voor geselecteerde AIDA-schepen kwam volgens Drechsel uit op ongeveer 10 megawattuur bruikbare warmte per dag.

Een klein probleem, waar Drechsel open over is: als het schip onderweg is, dekt de restwarmte van de motoren meestal al wat nodig is. De winst komt dus vooral in de haven.

"Ik vind het vooral interessant dat we geen nieuwe energiebron of extra brandstof nodig hebben, maar warmte gebruiken die al aan boord is en die tot nu toe ongebruikt de zee in ging," zegt Drechsel.

Afvalwater is een lastig medium voor een warmtewisselaar, want het zit vol vaste stoffen en vetten die nauwe kanalen verstoppen. Gewone plaat- of buisbundelwisselaars slibben daardoor snel dicht of worden minder efficiënt.

Revincus koos een andere aanpak: een grotere tank waarin het afvalwater staat, met roestvrijstalen platen erin.

"Je kunt het zien als platte radiatoren, maar dan precies andersom," legt Drechsel uit. "Het koudere water stroomt door de platen en neemt warmte op uit het afvalwater eromheen."

De warmtepomp tilt die warmte vervolgens naar een bruikbare temperatuur.

Het hart van het systeem is een beweegbare reinigingskam met borstels die tussen de platen heen en weer gaat en afzettingen wegschraapt. Als de tank leeg is, kunnen sproeiers de platen ook schoonspuiten. Alles gebeurt automatisch, zodat niemand het systeem hoeft open te maken om het met de hand te schrobben.

Behandeld grijs water bevat minder vet, maar schoonmaken blijft volgens Drechsel hard nodig. Na verloop van tijd groeien er biofilms op de platen, die als een soort isolatie werken.

Het team heeft al een bezoek gebracht aan een van de schepen van de AIDA-vloot om de technische omstandigheden en de beschikbare ruimte te bekijken.

Ruimte is, zoals altijd bij een ombouw, de grootste zorg.

"Anders dan bij nieuwbouw zijn de technische ruimtes al helemaal ingedeeld en dus bezet," zegt Drechsel.

Het bezoek aan boord verliep goed. Volgens hem lijkt de aansluiting op de bestaande zuiveringsinstallatie voor grijs water technisch haalbaar.

Het plan is nu om de teruggewonnen warmte te gebruiken om het zoete drinkwater aan boord voor te verwarmen, voordat het op de temperatuur van warm water wordt gebracht.

Het team ontwerpt het systeem nu rond de beschikbare ruimte en de echte hoeveelheden afvalwater, bepaalt de afmetingen van de onderdelen, rekent de kosten door en werkt aan goedkeuring en certificering. Het moet immers aan alle veiligheidseisen voor gebruik op een cruiseschip voldoen.

Als het werkt, blijft het niet bij één schip. De prijs heeft ook een deur geopend waar revincus al lang op klopte.

"Destijds probeerden we al contact te leggen met verschillende scheepswerven om aandacht te vragen voor warmteterugwinning uit afvalwater in de scheepsbouw," zegt Drechsel.

"Maar als kleine, nog vrij onbekende firma was dat niet makkelijk. Het is dus extra mooi dat we nu rechtstreeks met AIDA samenwerken."

Het doel voor over vijf jaar is om het eerste systeem op een AIDA-schip in gebruik te hebben genomen. Daarna hoopt het bedrijf AIDA, Carnival en andere rederijen te overtuigen hun vloten ook om te bouwen en warmteterugwinning in alle nieuwe schepen te ontwerpen.