Het brouwhuis koolstofvrij maken: waarom Duitse brouwerijen nu al naar thermische zonne-energie zouden moeten kijken

‍

Overzicht: In dit artikel wordt de energie-uitdaging waarmee Duitse brouwerijen worden geconfronteerd uitvoerig besproken: de procesfasen die de warmtebehoefte bepalen, het CO₂-beprijzingssysteem dat de kosten voor het dekken van die behoefte met fossiele brandstoffen doet stijgen, de overheidssubsidies die de investeringsargumenten voor thermische zonne-energie versterken, en de manier waarop Virtu^HOT in de brouwzaal kan worden geïntegreerd als zelfstandige oplossing of als onderdeel van een bredere strategie op basis van warmtepompen en fotovoltaïsche zonne-energie.

‍

De Duitse brouwerij-industrie in een notendop

‍

Duitsland telt in 2025 ongeveer 1.500 brouwerijen, die in 2024 zo’n 83 miljoen hectoliter bier produceerden – meer per hoofd van de bevolking dan enig ander land ter wereld. Alleen al in Beieren zijn ongeveer 700 van die brouwerijen gevestigd, terwijl de Duitse Brouwersvereniging 1.300 aangesloten brouwerijen telt, die samen ongeveer 90% van de nationale productie voor hun rekening nemen. De sector omvat zowel wereldwijde concerns met gespecialiseerde energieteams als eeuwenoude familiebedrijven uit het Mittelstand, die worden gekenmerkt door een zuiverheidswet die teruggaat tot 1516.

Dat spectrum is van belang voor de planning van de decarbonisatie. Grote brouwerijen beschikken over het kapitaal en de interne middelen om complexe energie-investeringsscenario’s te modelleren. Regionale en middelgrote bedrijven hebben te maken met precies dezelfde regelgevings- en kostendruk, maar beschikken over een proportioneel kleiner budget om deze op te vangen. Elke geloofwaardige oplossing voor de decarbonisatie van warmte moet geschikt zijn voor het gehele schaalbereik en moeten kunnen worden geïntegreerd met de technologieën die moderne brouwerijen nu al inzetten, waaronder warmtepompen, warmteterugwinningssystemen en zonnepanelen.

Het brouwen is bovendien een van de meer energie-intensieve processen in de voedings- en drankensector, en die energie bestaat voor het overgrote deel uit warmte. Nu het Duitse systeem voor koolstofbeprijzing jaar na jaar strenger wordt en de ETS2-verordening van de Europese Unie inmiddels binnen de planningshorizon van de meeste kapitaalinvesteringen valt, stijgen de kosten voor het blijven opwekken van proceswarmte uit fossiele brandstoffen. Zoals de Duitse Brouwersvereniging heeft opgemerkt, zijn voor het bereiken van klimaatneutraliteit alternatieve opties voor warmteopwekking op grote schaal nodig, en dit zal niet mogelijk zijn zonder stimuleringsmaatregelen en ondersteuningsprogramma’s van de overheid. Dat kader is nu van kracht.

Voor brouwerijen waar de initiële investering een beperkende factor vormt, biedt het Heat-as-a-Service (HaaS)-model van Naked Energy de mogelijkheid om een thermisch zonne-energiesysteem te installeren en te exploiteren zonder dat daarvoor een initiële investering nodig is. De klant betaalt voor de geleverde warmte, niet voor de apparatuur. Klik hier voor meer informatie over onze Heat-as-a-Service-oplossing.

‍

‍

Warmte is geen bijproduct van het brouwproces. Het is het proces zelf.

‍

Thermische energie is goed voor ongeveer 75% van het totale energieverbruik bij het brouwen, waarbij moderne brouwerijen doorgaans tussen de 16,7 en 33,3 kWh thermische energie per geproduceerde hectoliter bier verbruiken. Elke productiefase is afhankelijk van een nauwkeurige, continue en betrouwbare warmtetoevoer. Dit is geen achtergrondinfrastructuur; het is verweven met het product zelf.

‍

De vijf belangrijkste thermische toepassingen in de brouwzaal zijn:

• Maischen en uitfilteren. Het water wordt verwarmd via een reeks temperatuurstops, doorgaans van 61 tot 65 °C voor de eerste enzymatische omzetting van zetmeel tot 78 °C om de enzymactiviteit te stoppen voordat het wort van het maischafval wordt gescheiden. De temperatuurnauwkeurigheid in deze fase is bepalend voor de vergistbaarheid en het karakter van het uiteindelijke bier.
• Het koken van het wort. De wortketel is verantwoordelijk voor ongeveer een derde van het stoomverbruik van de gehele brouwerij. Het koken vindt plaats bij of rond 100 °C gedurende 60 tot 100 minuten, waarbij vluchtige stoffen worden afgedreven, het wort wordt gesteriliseerd en de hopbestanddelen worden geïsomeriseerd. Dit is de meest energie-intensieve fase in het brouwproces.
• Distillatie. Bij distilleerderijen strekt de warmtebehoefte zich uit tot hogere temperatuurbereiken voor de werking van de distilleerketels en de concentratie van de alcohol. Virtu Het werkingsbereik^{van HOT}, van 25 tot 120 °C, bestrijkt het volledige temperatuurbereik van het distillatieproces, inclusief toepassingen waarbij, in combinatie met een warmtepomp, warmte op stoomniveau vereist is.
• Pasteurisatie en verpakking. Bij flash-pasteurisatie en tunnelpasteurisatie is een constante temperatuur van 60 tot 75 °C vereist. De sterilisatie van de verpakkingslijn en het wassen van flessen zorgen gedurende de hele productiedag voor een continue vraag naar warm water.
• Clean-in-Place (CIP). CIP-reinigingscircuits werken doorgaans bij een temperatuur van 80 tot 85 °C met behulp van een loogoplossing en worden meerdere keren per dag door fermentatievaten, helderbiertanks, leidingen en warmtewisselaars geleid. Deze belasting is constant, voorspelbaar en verloopt onafhankelijk van het hoofdproductieschema, waardoor dit een ideaal eerste integratiepunt is voor CIP-zonnewarmte in brouwerijen.

‍

De belangrijke vaststelling die in alle vijf fasen naar voren komt, is dat het grootste deel van de proceswarmte in een brouwerij binnen het bereik van 25 tot 105 °C valt. Dat ligt precies binnen het bereik dat^{de HOT-vacuümbuiscollectoren van} Virtu betrouwbaar leveren, zonder omzettingsverliezen en zonder afhankelijkheid van elektriciteit. Lees meer over de bedrijfstemperaturen van thermische zonne-energie in onze recente blog.

‍

‍

De stijgende kosten van verwarming met fossiele brandstoffen in Duitsland

‍

Het overgrote deel van de proceswarmte in Duitse brouwerijen wordt nog steeds opgewekt door gasgestookte ketels. Het Duitse nationale emissiehandelssysteem (nETS) voor verwarming en transportbrandstoffen is in 2021 van start gegaan, waardoor dat gasverbruik wordt onderworpen aan een gestaag stijgende koolstofprijs. De koolstofprijs steeg van € 25 per ton CO₂ in 2021 tot € 55 per ton in 2025. Tegen het tarief van 2025 had een bedrijf dat jaarlijks 5 GWh aardgas verbruikt, ongeveer 65.000 euro aan CO₂-kosten in zijn energierekening opgenomen.

In 2026 worden emissierechten geveild binnen een prijsbandbreedte van 55 tot 65 euro per ton, met een maximumprijs van 68 euro per ton indien de vraag op de veiling het aanbod overstijgt. Die bandbreedte zal niet voor onbepaalde tijd gelden. Het Duitse nationale ETS loopt volgens planning af op 31 december 2026, waarna het EU ETS2 vanaf 1 januari 2027 van kracht wordt. Het EU ETS2 breidt de marktgebaseerde koolstofprijsstelling voor het eerst op EU-niveau uit naar kleinere industriële installaties, waaronder het merendeel van de brouwerijen.

Voor een middelgrote Duitse brouwerij die aanzienlijke hoeveelheden aardgas door haar ketels laat stromen, is dit geen risico op de lange termijn. Het is een kostenpost die al in de exploitatiebegrotingen is verwerkt en die jaar na jaar aanzienlijk zal stijgen. De gasprijzen stijgen bovendien jaarlijks met een consistent hoger percentage dan de elektriciteitsprijzen, wat de noodzaak om de afhankelijkheid van gas te verminderen als directe commerciële prioriteit nog eens onderstreept.

‍

Overheidssteun versterkt de investeringsargumenten

‍

Het Duitse BAFA (Federaal Bureau voor Economische Zaken en Exportcontrole) beheert het subsidieprogramma „Proceswarmte uit hernieuwbare energiebronnen”, dat subsidies verstrekt ter dekking van maximaal 55% van de investering in in aanmerking komende zonne-energie-installaties voor proceswarmte. Voor brouwerijen die een installatie^van Virtu^HOT overwegen, leidt dit tot een directe verkorting van de terugverdientijd en een hoger rendement over de gehele levensduur.

Een conceptstudie die is uitgevoerd voor een brouwerij in het zuiden van Duitsland illustreert de omvang van wat er haalbaar is. Een systeem van 10.800^{HOT-collectoren van} Virtu, dat 8.537 m² aan beschikbare oppervlakte beslaat, wekt jaarlijks 3.310 MWh aan thermische energie op en dekt 35% van de jaarlijkse warmtebehoefte voor Cleaning-in-Place-processen bij een streeftemperatuur van 80 °C. Uitgaande van aannames zoals een gasprijs van € 0,08 per kWh bij een jaarlijkse inflatie van 4,6% en met toepassing van de BAFA-subsidie van 45%, bedragen de CAPEX-kosten van het project € 3.877.200 en levert het een gemiddelde jaarlijkse nettobesparing op van € 441.747, met een terugverdientijd van 6,5 jaar, een nettobesparing over de gehele levensduur van € 8.911.223, en een interne rentevoet van 17%. In het kader van een ‘Heat-as-a-Service’-model levert hetzelfde project een nettobesparing over de gehele levensduur op van € 2.601.842 zonder initiële investering.

Opmerking: Deze cijfers zijn afkomstig uit een conceptstudie en zijn gebaseerd op de genoemde aannames. De daadwerkelijke besparingen zullen per locatie verschillen. De voorwaarden van de BAFA-regeling dienen rechtstreeks te worden gecontroleerd voordat er investeringsbeslissingen worden genomen, aangezien subsidieprogramma’s aan wijzigingen onderhevig zijn.

Gezien de stijgende CO₂-kosten enerzijds en de voorspelbare opbrengst aan zonnewarmte anderzijds, wordt het financiële voordeel van nu handelen in plaats van afwachten steeds duidelijker. Klik hier voor meer informatie over onze systeemoplossing.

‍

‍

Virtu^HOT in de brouwerij: speciaal ontworpen voor deze eisen

‍

Het gebruik van thermische proceswarmte uit zonne-energie in de Duitse brouwerij-industrie is geen nieuw concept, en Virtu^HOT bouwt voort op deze beproefde methode met een hogere energiedichtheid dan de standaard vlakke-plaat-technologie. In de praktijk betekent dit dat er minder dakoppervlak nodig is om aan dezelfde warmtebehoefte te voldoen, wat van groot belang is op de beperkte industriële daken van operationele productielocaties. Virtu Het compacte, onopvallende ontwerp^{van HOT} vermindert bovendien de visuele impact, een belangrijke overweging voor historische brouwerijlocaties waar het architectonische karakter deel uitmaakt van de merkidentiteit.

Virtu^HOT kan rechtstreeks worden geïntegreerd in de bestaande gasinfrastructuur, zonder dat de productie wordt verstoord of dat kernapparatuur hoeft te worden vervangen. Het systeem werkt bovendien samen met warmtepompinstallaties en zonnepanelen en verhoogt de efficiëntie daarvan, wat van pas komt voor exploitanten die een gefaseerde, op meerdere technologieën gebaseerde strategie voor decarbonisatie nastreven. Daarnaast kan het systeem voorzien in de koelbehoeften die relevant zijn voor koel- en vriesprocessen binnen de brouwerij. Bezoek de ^{HOT-productpagina op}Virtu voor meer informatie.

De typische integratiepunten^van Virtu^HOT in de brouwzaal, afgestemd op de vijf bovengenoemde toepassingsgebieden:

• Voorverwarming van de hete-vloeistof-tank voor het maischen en het uitfilteren (65 tot 78 °C)
• Warmtetoevoer voor het CIP-circuit (80 tot 85 °C, meerdere cycli per dag)
• Pasteurisatie, flessenreiniging en warm water voor de verpakkingslijn (60 tot 75 °C)
• Voorverwarmingsfase vóór de warmtepomp of ketel voor het koken van het wort (tot 100 °C)
• Algemeen warm water en nutsvoorzieningen op het terrein (55 tot 65 °C)

‍

Virtu^HOT combineren met een warmtepomp

‍

Voor processen waarbij constante temperaturen aan de bovengrens van het brouwbereik vereist zijn, met name bij het koken van wort in Noord-Europese klimaten waar de zonnestraling in de wintermaanden lager is, fungeert^de Virtu^HOT als een zeer efficiënte voorverwarmingsbron binnen een cascadesysteem.

Het principe is eenvoudig. Virtu^HOT levert warmte om de inlaattemperatuur van het systeem te verhogen voordat het de warmtepomp binnenkomt, aan de bronzijde van het warmtepompcircuit. De warmtepomp voltooit vervolgens de temperatuurverhoging tot het procesniveau, maar begint vanaf een hoger punt, waardoor de te realiseren temperatuurstijging kleiner wordt, het verrichte werk afneemt en daarmee de prestatiecoëfficiënt (COP) verbetert en het elektriciteitsverbruik daalt. Het verbruik van fossiele brandstoffen daalt zonder dat dit ten koste gaat van de geleverde procestemperatuur of de betrouwbaarheid van de productie.

Deze gecombineerde opstelling breidt de rol van thermische zonne-energie ook uit naar koeltoepassingen. Koel- en vriesinstallaties voor brouwerijen kunnen worden geïntegreerd in dezelfde multitechnologische aanpak, waardoor een meer alomvattende energiestrategie voor de locatie ontstaat. Het resultaat is een systeem dat het volledige warmte- en koelprofiel van de brouwerij bestrijkt, en niet slechts één fase daarvan. Lees meer over hoe Virtu kan worden geïntegreerd met warmtepompen om efficiënte hybride systemen te creëren.

‍

‍

Conclusie

‍

De Duitse brouwerijen worden geconfronteerd met een samenloop van factoren: de grondstofkosten voor gerstemout, hop, glas en aluminium zijn tussen 2022 en 2024 met 15 tot 25% gestegen, de CO₂-kosten stijgen jaar na jaar, en de overgang van het Duitse nationale ETS naar het EU-ETS2 in 2027 zal de marktgebaseerde CO₂-prijsstelling uitbreiden naar activiteiten die daar voorheen niet direct aan onderhevig waren. Tegen die achtergrond is het veiligstellen van voorspelbare, koolstofarme proceswarmte via Virtu^{HOT-zonne-energie} zowel een keuze voor duurzaamheid als een keuze om de marges te beschermen.

De technologie voor het gebruik van thermische zonne-energie in brouwerijen heeft zich bewezen in Duitse brouwerijen. De technologie is commercieel volwassen, er is aanzienlijke subsidie beschikbaar via BAFA en de kostenontwikkeling bij voortzetting van het gebruik van fossiele warmtebronnen is duidelijk in kaart gebracht. De brouwerijen die nu actie ondernemen, zullen er zowel operationeel als financieel beter voor staan dan degenen die afwachten.

‍

‍

Veelgestelde vragen

‍

Waarom is het brouwen van bier zo’n energie-intensief proces?‍

Thermische energie is goed voor ongeveer 70 tot 75% van het totale energieverbruik bij het brouwen. Elke belangrijke productiefase, van het maischen en het koken van het wort tot en met de pasteurisatie en de CIP-reiniging, vereist een continue warmtetoevoer met een nauwkeurige temperatuurregeling. Alleen al het koken van het wort is goed voor ongeveer een derde van het stoomverbruik in de gehele brouwerij.

‍

Welke fasen van het brouwproces lenen zich het best voor gebruik van thermische zonne-energie?‍

CIP-reinigingscircuits (80 tot 85 °C), voorverwarming van de hete-vloeistof-tank voor het maischen en filteren (65 tot 78 °C), heet water voor de pasteurisatie- en verpakkingslijn (60 tot 75 °C) en de algemene warmwatervoorziening op de locatie (55 tot 65 °C) vallen allemaal ruim binnen het werkingsbereik van^{de HOT-collectoren v} Virtu^. Voor het koken van het wort, waarvoor continu een temperatuur van bijna 100 °C nodig is, kan het beste gebruik worden gemaakt van een voorverwarmingsfase met thermische zonne-energie in combinatie met een warmtepomp of ketel.

‍

Welke gevolgen heeft ETS2 concreet voor Duitse brouwerijen?‍

Het Duitse nationale emissiehandelssysteem (ETS) loopt af op 31 december 2026. Het EU ETS2 treedt in werking op 1 januari 2027, waardoor de marktgebaseerde CO₂-beprijzing wordt uitgebreid naar gebouwen en kleinere industriële installaties, waaronder het merendeel van de brouwerijactiviteiten. Als gevolg hiervan zullen de CO₂-kosten die in de aardgasprijzen zijn verwerkt, blijven stijgen. Brouwerijen die hun gasverbruik terugdringen voordat deze overgang van kracht wordt, zullen met een lagere blootstelling aan deze kosten de nieuwe prijsomgeving betreden.

‍

Welke overheidssubsidies zijn er beschikbaar voor thermische zonne-energie in Duitse brouwerijen?

Het Duitse BAFA beheert het subsidieprogramma „Proceswarmte uit hernieuwbare energiebronnen”, dat subsidies verstrekt ter dekking van maximaal 55% van de investeringskosten voor in aanmerking komende zonne-energie-installaties voor proceswarmte. Brouwerijen dienen de huidige voorwaarden en subsidiabiliteit rechtstreeks bij het BAFA te controleren alvorens investeringsbeslissingen te nemen, aangezien de programmavoorwaarden aan wijzigingen onderhevig zijn.

‍

Wat is het gebruikelijke rendement op de investering voor een^{HOT-installatie van} Virtu in een brouwerij?‍

Het rendement hangt af van de omvang van het systeem, de specifieke omstandigheden ter plaatse, de beschikbare subsidie en de aannames inzake energieprijzen. Uit een conceptstudie voor een CIP-toepassing in een brouwerij in Zuid-Duitsland, waarbij rekening werd gehouden met BAFA-subsidie, bleek een terugverdientijd van 6,5 jaar, een IRR van 17% en een nettobesparing over de gehele levensduur van meer dan 8,9 miljoen euro. Deze cijfers zijn gebaseerd op de genoemde aannames en kunnen per locatie verschillen. Een gedetailleerde haalbaarheidsanalyse vormt het uitgangspunt voor elke investeringsbeslissing. Klik hier voor meer informatie over onze oplossingen op het gebied van systeemontwerp.

‍

Kan Virtu^HOT samenwerken met de warmtepomp en de zonnepanelen die we al hebben?‍

Ja. Virtu^HOT is ontworpen om te worden geïntegreerd met bestaande verwarmingsinstallaties, waaronder gasketels, warmtepompen, warmteterugwinningssystemen en zonnepanelen. In een cascade-opstelling verwarmt Virtu^HOT het water voor het de warmtepomp binnenkomt, waardoor het benodigde temperatuurverschil wordt verkleind en de efficiëntie van de warmtepomp wordt verbeterd. Deze aanpak komt veel voor bij brouwerijen die streven naar een gefaseerde, op meerdere technologieën gebaseerde strategie voor het koolstofarm maken van hun activiteiten.

‍

Wat is ‘Heat-as-a-Service’ en hoe werkt het voor brouwerijen?‍

Heat-as-a-Service is een financieringsmodel waarbij Naked Energy en zijn strategische financier het^{HOT-systeem van} Virtu financieren, installeren, exploiteren en onderhouden. De brouwerij betaalt uitsluitend voor de geleverde hernieuwbare warmte, zonder dat er vooraf kapitaal nodig is. Bij deze regeling worden de warmtekosten behandeld als exploitatiekosten in plaats van als kapitaalinvestering, blijven de betalingsverplichtingen buiten de balans en wordt het prestatierisico overgedragen aan de leverancier. Klik hier voor meer informatie over onze Heat-as-a-Service-oplossing.

‍

‍