Een systeem dat warmte wint uit compost – Jouke Nabuurs, Nathan van den Dool en Lasse Lamet realiseerden het. Hun bedrijf Thermal Compost Systems (TCS) bouwt daarvoor geïsoleerde zeecontainers om tot units waarin organische reststromen gecontroleerd worden gecomposteerd. Het concept ontstond uit een studentenproject aan de Universiteit Utrecht en groeide uit tot een start-up. Het…
Het idee voor een geautomatiseerd en controleerbaar warmtecompostsysteem ontstond toen de Utrechtse studenten Lasse Lamet en Jouke Nabuurs tijdens een studieproject in Duitsland een traditionele biomeiler zagen op een landbouwbedrijf. Lamet studeerde geowetenschappen, Nabuurs internationale duurzaamheidswetenschappen. Ze vroegen zich af of het concept ook in Nederland toepasbaar was.
Voor een proefopstelling zochten ze een locatie waar zowel biomassa beschikbaar was als warmte nodig was. Via het Green Office op de Universiteit Utrecht kwamen ze uit bij De Tolakker, het onderzoeksbedrijf van de faculteit Diergeneeskunde. Daar worden biologische melkkoeien gehouden en zeugen gehuisvest in een potstal. Via het Green Office en De Tolakker werd de eerste moderne biomeiler gefinancierd.
Bedrijfsleider van De Tolakker IJmert de Vries zag direct mogelijkheden. Niet alleen vanwege de compostering zelf, maar vooral omdat het project studenten en onderzoekers uit verschillende disciplines samenbracht.
“De landbouwtransitie komt niet vanuit één discipline”, stelt De Vries. “Vraagstukken als stikstof, klimaat en bodem vragen samenwerking tussen uiteenlopende vakgebieden.”
De Tolakker financierde een deel van de eerste installatie, die in 2025 werd gebouwd en de basis vormde voor verdere ontwikkeling van het concept.
Oprichting Thermal Compost Systems
Tijdens een evenement voor studenteninnovaties ontmoetten Lamet en Nabuurs Nathan van den Dool. Hij studeerde bedrijfskunde in Rotterdam, werkte bij TNO en deed ervaring op in de ruimtevaarttechnologie. Daarnaast verdiepte hij zich tijdens een studiejaar natuurkunde in thermische systemen. Als drietal richtten zij Thermal Compost Systems (TCS) op.
Waar bij de oorspronkelijke biomeiler compostproductie centraal stond, legt TCS de nadruk op warmtewinning. Het doel is een zo stabiel mogelijk composteringsproces te creëren, zodat gedurende lange tijd warmte kan worden geproduceerd met minimale arbeid. Hoogwaardige compost blijft daarbij een waardevol eindproduct.
De compostcontainer
Voor hun systeem gebruiken de ondernemers geïsoleerde 40-foot zeecontainers uit de Rotterdamse haven. “We hebben in havens over de hele wereld geïnformeerd naar prijzen van containers. In Rotterdam bleken ze het voordeligst”, ontdekte Van den Dool.
“Bij de biomeiler zagen we dat het buitenste deel van de compost nauwelijks actief werd doordat daar veel warmte verloren ging”, vertelt Nabuurs. “Dat is de reden waarom isolatie zo belangrijk is in ons concept.”
De container krijgt een dubbele vloer waardoor lucht gelijkmatig door de compost wordt aangezogen. Onder de vloer worden lekwater en condenswater opgevangen.
De container wordt gevuld met een mengsel van twee derde houtachtig materiaal en een derde stapelbare mest. De exacte samenstelling hangt af van de gewenste warmteproductie en gebruiksduur. Daarbij wordt gestuurd op een koolstof-stikstofverhouding van 30 tot 40 op 1.
Combinatie met warmtepomp
Het warmtecompostsysteem kan zelfstandig warmte leveren, maar is ook te combineren met een warmtepomp. Omdat het systeem continu warm water produceert, hoeft een warmtepomp minder energie te gebruiken om het water op de juiste temperatuur te krijgen. Vooral bij toepassingen waar langdurig warmte nodig is van constante temperatuur, kan die combinatie interessant zijn.
Als in één keer grote hoeveelheden heet water nodig zijn, voor de melkmachinereiniging bijvoorbeeld, is een buffervat nodig. Het warmtecompostsysteem levert water op maximaal 50 tot 55 graden Celsius. Met een ketel of elektrisch, of met een warmtepomp verder verwarmen is hoe dan ook nodig voor reinigingswater.
Volgens TCS bedraagt het elektriciteitsverbruik van de installatie maximaal ongeveer 1 kilowatt per uur. De warmteopbrengst kan oplopen tot circa 40 kW per uur, met pieken tot 45 kWh. Met 40 kWh kun je ruim 750 liter water verwarmen van 10 tot 55 graden – per dag is dat 18.000 liter. Op een bedrijf met 200 melkkoeien is per dag zo’n 4.000 liter heet reinigingswater nodig.
Sturen op compostkwaliteit
De belangrijkste stuurmiddelen in het composteringsproces zijn koolstof, stikstof, zuurstof en water. Door die te variëren ontstaan verschillende microbiële processen. In een halfjaar kan vrijwel alle energie uit één containerlading biomassa worden omgezet.
De ondernemers onderzoeken of het systeem compost kan produceren voor specifieke toepassingen. Zo kan een bepaald temperatuurregime interessant zijn voor de afbraak van lignine of voor de ontwikkeling van micro-organismen die nuttig zijn voor ziekteonderdrukking of humusvorming.
“Wat creëren optimale omstandigheden voor bacterieculturen”, licht Van den Dool toe. “Als je alle beschikbare energie benut, haal je maximaal warmte uit het proces en houd je hoogwaardige compost over.”
Kennisomgeving
De ontwikkeling en bouw van de containers vindt op dit moment plaats achter de Kliniek Landbouwhuisdieren van de Universiteit Utrecht, naast De Tolakker. Volgens Nabuurs is die plek een ideale omgeving voor de jonge start-up. Onderzoekers, studenten en ondernemers ontmoeten elkaar er dagelijks, wat een uitstekende voedingsbodem voor nieuwe ideeën en samenwerkingen oplevert. Inmiddels zijn naast de drie ondernemers ook meerdere stagiairs bij het project betrokken.
Vijf demonstratie-units
Om de technologie verder te ontwikkelen is een subsidie verkregen van het Europees Innovatie Partnerschap (EIP) voor de bouw van vier containers na de pilot op De Tolakker. De eerste demonstratie-unit staat bij evenementen- en congreslocatie De Boerinn in Kamerik waarmee het lukte de warmtevoorziening van de hele locatie over te nemen. Inmiddels staat ook een unit bij de proeflocatie van de TU Delft en WUR, om daar deze winter een kas van 625 vierkante meter te verwarmen.
Van den Dool ziet mogelijkheden voor grootschaliger toepassingen. Bedrijven met voldoende biomassa en een continue warmtevraag zouden meerdere containers naast elkaar kunnen plaatsen. “Als je tien of meer containers op een rij kunt zetten, ontstaat een interessant energiesysteem”, zegt hij.
Ondernemingen en organisaties kunnen dit warmtecompostsysteem aanschaffen met de subsidie Stimulering Duurzame Energieproductie en Klimaattransitie (SDE++) omdat het hernieuwbare energie opwekt en daarmee CO2-emissie verlaagt. De SDE++ beoogt de meerkosten van hernieuwbare energie langdurig te compenseren. Produceert het systeem goedkopere energie dan die van het net, dan wordt niet gecompenseerd.
Volgens de berekening van TCS kan het warmtecompostsysteem in drieënhalf jaar worden terugverdiend als het een halfjaar per jaar in gebruik is, wat betekent één lading per jaar. Theoretisch kunnen jaarlijks twee ladingen worden omgezet, mits jaarrond biomassa beschikbaar is en er warmte nodig is.
Bij de berekening is uitgegaan van een gasprijs van 1,20 euro. De opgewekte hoeveelheid hernieuwbare energie van één cyclus levert, voorzichtig genomen op basis van 40 kW per uur en 150 dagen, 100.000 kW op. Bij volledige benutting van de warmte-energie zou de container daarmee per cyclus 12.000 tot 13.000 euro aan gas uit kunnen sparen volgens berekening van TCS. Voor volledige benutting moet je al snel denken aan grote verwarmde gebouwen, zoals stallen voor vleeskuikens of varkens of aan kassen.
Biomeiler
Een traditionele biomeiler bestaat uit een ronde constructie van betongaas die wordt gevuld met een mengsel van organisch materiaal. De vorm doet denken aan een mestsilo. In de compost in de constructie ligt een lange spiraal waardoor water circuleert. De warmte die vrijkomt tijdens het composteringsproces wordt overgedragen aan dat water.
Op De Tolakker werd de biomeiler gevuld met houtsnippers van de gemeente Utrecht en potstalmest uit de melkveehouderij. Om meer controle te krijgen over het proces werd extra beluchting aangebracht. De composthoop werd afgedekt en voorzien van een schoorsteen waardoor waterdamp kon ontsnappen.
De installatie leverde ongeveer een halfjaar warmte voor een kantoorruimte en collegezaal in de rundveestal. Na anderhalf jaar is de compost nog steeds circa 40 graden.
