Het Centre Spatial Guyanais laat nieuwe koolstofarme technologieën installeren
13 maart 2025Het Centre Spatial Guyanais laat nieuwe koolstofarme technologieën installeren
13 maart 2025
Energie opslaan in ijs: een verrassende en doeltreffende oplossing
Het CNES en de ESA varen een ambitieuze koers naar koolstofneutraliteit. Het doel: 90% van de energiebehoeften van het Centre Spatial Guyanais (CSG) dekken met hernieuwbare energie tegen 2030. Ze aarzelen niet om deze vooruitstrevende voornemens om te zetten in daden: het ijsbuffersysteem dat geïnstalleerd werd door GTD, Entropie en Equans Belux op de site van Europropulsion is daar een concreet en innovatief voorbeeld van.
De site van Europropulsion ligt centraal in de boosterzone van het CSG en vormt het zenuwcentrum waar de vaste brandstofmotoren in de Ariane- en Vega-ruimtetuigen worden geïntegreerd. Dat gebeurt in een immens gebouw, de Booster Integration Building (BIP), waar de omgevingsfactoren nauwgezet gemonitord worden. Om te voldoen aan de vereisten voor de integratie van de vliegapparatuur bedraagt de temperatuur er 25 ° C en de luchtvochtigheid 60 %.
De airconditioning, essentieel voor de goede werking van de industriële installaties op de basis, is op haar eentje goed voor 60 % van het energieverbruik in het CSG. Bij Europropulsion liep dat zelfs op tot 85% van de elektriciteitsfactuur (€620.000 per jaar), met een CO₂-uitstoot van 6.000 t CO₂eq/jaar in 2020.
Ondertussen zijn er stappen ondernomen om het energieverbruik te verminderen en elk uur bij te sturen, de installaties te optimaliseren, en groene stroom te produceren. Om de cirkel van het energiebeheer op de site volledig rond te maken, ontbrak er alleen nog technologie voor energieopslag.
Daarom hebben de ESA, het CNES, Europropulsion, GTD, Entropie en Equans Belux de krachten gebundeld en een oplossing voor koudeproductie uitgerold met drie doelen voor ogen:
- de kosten voor airconditioning verlagen
- CO₂-uitstoot verminderen
- het overschot van de zonne-energie geproduceerd door het CSG zelf gebruiken.
En dat alles kan met een ijsbuffersysteem!
Hoe werkt dat nu precies, zo’n ijsbuffersysteem?
Momenteel blaast de airconditioning van het CSG koude lucht in de gebouwen. Die lucht wordt gekoeld door een secundair koelwatercircuit. Dat koelwater wordt geproduceerd door een warmtewisselaar die aan een primair circuit is gekoppeld, waar koelers ervoor zorgen dat het de vereiste temperatuur heeft. Ons doel is om het elektriciteitsverbruik van die koelers te optimaliseren.
IJsbuffers kunnen dit proces gedeeltelijk vervangen. Het idee is om grote 'ijsblokken' te maken tijdens periodes waarin elektriciteit goedkoper en minder koolstofintensief is, zoals 's nachts of wanneer de zonne-installaties van het CSG te veel elektriciteit produceren. Die ijsblokken dienen later als koudebron wanneer de vraag naar elektriciteit groot is, waardoor de conventionele koelers op een lager pitje kunnen draaien.
En hoe gaan we van koelwater naar reusachtige ijsblokken?
Acht grote watertanks met een totaal volume van 48 m³ zijn uitgerust met spiraalbuizen waar een warmteoverdrachtsvloeistof door stroomt – die trouwens ook milieuvriendelijk is! Twee koelers koelen deze vloeistof tot -4 °C, waardoor het water in de tanks afkoelt en stolt in reusachtige ijsblokken. Zo slaat het 4.500 kWh in koude op.
Optimalisatie van de koudeproductie op basis van de energiebehoeften
Dit systeem voor koudeproductie en -optimalisatie vermindert het energieverbruik en de impact op het milieu als volgt:
- Het produceert ijs: De ijsblokken worden gemaakt wanneer de elektriciteit goedkoper en zo groen mogelijk is, bijvoorbeeld 's nachts of bij een overschot van zonne-energie.
- Het vervangt de koelers: Wanneer de vraag groot of de elektriciteit duur en vervuilend is, wordt de nodige koude geleverd door de ijsblokken zodat de koelers kunnen worden uitgeschakeld. Deze fase verlicht ook de energievraag wanneer het net overbelast is.
- Het optimaliseert de koelers: Door het gevraagde vermogen in evenwicht te brengen, zorgt het systeem ervoor dat de koelers op hun beste rendement werken. Je kunt het vergelijken met een auto die met een constante snelheid rijdt om overmatig verbruik en slijtage te voorkomen.
- Het ijs smelt: Daardoor moeten de koelers minder intensief werken, en kan één ervan uitgeschakeld en vervangen worden door de ijsblokken zodat de andere op volle kracht kunnen draaien. Op piekuren kunnen de koelers zo ook volledig vervangen worden.
Resultaat: 30% van het energieverbruik wordt 'uitgesteld' naar de daluren om zoveel mogelijk te besparen en de koolstofvoetafdruk te verkleinen.
Verwachte voordelen en vooruitzichten van de ijsbuffertechnologie
Studies uitgevoerd door GTD tonen aan dat de uitrol van een dergelijke oplossing de energiefactuur van Europropulsion met 22% kan verlagen op het vlak van airconditioning en indirecte koolstofuitstoot. Het is niet alleen de bedoeling om te besparen en te vergroenen, maar ook om de reproduceerbaarheid van dit industriële proefproject aan te tonen. Deze gigantische schaalvergroting opent immers duurzame en verstandige alternatieven om de koelsystemen van het CSG te bestendigen.
Op termijn zal de ijsbuffer helpen het slimme elektriciteitsnet (smart grid) van CSG in evenwicht te houden door de 20kV-lus te stabiliseren. Momenteel loopt er een onderzoek om na te gaan of de ijsblokken een relevante vervanging van of aanvulling op de veel vervuilendere elektrische batterijen kunnen zijn.
Driewerf hoera voor de ijsblokken!
Foto's: CNES/ESA/Arianespace
Meer weten over onze oplossingen in de ruimtevaartindustrie?
Meer weten over onze oplossingen in de ruimtevaartindustrie?