Calorische waarde

Betekenis

De calorische waarde van een stof is de energie die vrijkomt bij het verbranden van die stof, uitgedrukt per eenheid massa of per volume-eenheid. Zij geeft de theoretische hoeveelheid warmte weer die bij volledige verbranding vrijkomt.

Toepassing

De calorische waarde wordt gebruikt om de energetische opbrengst van brandstoffen te vergelijken en om warmteberekeningen uit te voeren.

• Vergelijken van brandstoffen op basis van energie per kg of per m3.
• Berekenen van vrijgekomen warmte bij verbranding in calorimeters en installaties.
• Opgeven van energie-inhoud in technische specificaties en energiemetingen.

Aandachtspunten

• Gebruik dezelfde eenheid (massa of volume) en gelijke omstandigheden bij vergelijkingen van calorische waarden.
• Geef meestal de lagere calorische waarde (netto/onderwaarde) aan; dat is de gebruikelijke aanname in de praktijk.
• Houd rekening met terugwinning van de condensatie-energie in waterdamp: condenseren verhoogt de bruikbare warmte.
• Calorische waarde alleen is niet doorslaggevend voor materiaalkeuze; beschikbaarheid, kostprijs en milieu-invloeden blijven meewegen.
• Calorische waarde kan worden uitgedrukt in Joule (meestal MJ) of in kWh.

Meting en berekening

• Meetmethode: een bekende hoeveelheid brandstof wordt onder constante druk en standaardomstandigheden (0 °C en 1 bar) verbrand in een calorimeter; de vrijgekomen warmte wordt opgevangen in een bekende watermassa.
• Basisformule: Q = c · m · ΔT
  • Q = geabsorbeerde warmte-energie (in J)
  • c = specifieke warmtecapaciteit van water (4,18 J/(g·°C))
  • m = massa van water (in g)
  • ΔT = temperatuurverandering van het water (in °C)
• De berekende energiewaarde gedeeld door het aantal gram verbrande brandstof geeft de energie-inhoud per gram (in J/g).
• Terugwinning: het verbrandingsproces genereert waterdamp; door condensatie kan extra warmte uit die damp worden teruggewonnen (verschil tussen hogere en lagere calorische waarde).

Hogere versus lagere calorische waarde

• Hogere calorische waarde (bruto / bovenwaarde / hogere verwarmingswaarde): veronderstelt dat het verbrandingswater volledig condenseert en dat de daarin aanwezige warmte wordt teruggewonnen.
• Lagere calorische waarde (netto / onderwaarde / lagere verwarmingswaarde): veronderstelt dat de verbrandingsproducten de waterdamp bevatten en dat de warmte in die waterdamp niet wordt teruggewonnen.
• Meestal wordt in praktische toepassingen uitgegaan van de lagere calorische waarde.

Eenheden en voorbeelden

De calorische waarde wordt vaak opgegeven in MJ en in kWh, per massa- of volume-eenheid. Voorbeelden van waarden (zoals gehanteerd in technische overzichten):

• Aardgas (bovenwaarde per m3): 35,17 MJ; 9,77 kWh
• Aardgas (onderwaarde per m3): 31,65 MJ; 8,79 kWh
• Aardgascondensaat per kg: 44,0 MJ; 12,2 kWh
• Aardolie (ruwe aardolie) per kg: 42,7 MJ; 11,9 kWh
• Afval (niet biogeen) per kg: 34,4 MJ; 9,6 kWh
• Antraciet (steenkool) per kg: 26,6 MJ; 7,4 kWh
• Benzine (normaal) per liter: 32,0 MJ; 8,8 kWh
• Benzine (motorbenzine) per kg: 44,0 MJ; 12,2 kWh
• Biogas (rwzi) per m3: 23,3 MJ; 6,5 kWh
• Biomassa gasvormig per m3: 21,8 MJ; 6,1 kWh
• Biomassa vast per kg: 15,1 MJ; 4,2 kWh
• Biomassa vloeibaar per kg: 39,4 MJ; 10,9 kWh
• Bitumen per kg: 41,9 MJ; 11,6 kWh
• Bitumineuze leisteen per kg: 9,4 MJ; 2,6 kWh
• Bruinkool per kg: 20,0 MJ; 5,6 kWh
• Butaan per kg (onderwaarde): 45,7 MJ; 12,7 kWh
• Butaan per kg (bovenwaarde): 49,5 MJ; 13,75 kWh
• Chemisch restgas per kg: 45,2 MJ; 12,6 kWh
• Cokeskolen per kg: 28,7 MJ; 8,0 kWh
• Cokesoven/gascokes per kg: 28,5 MJ; 7,9 kWh
• Diesel (gewoon) per liter: 36,0 MJ; 10,0 kWh
• Diesel per kg (bovenwaarde): 47,3 MJ; 13,1 kWh
• Elektra per kWh: 3,6 MJ; 1,0 kWh
• Ethaan per kg (onderwaarde): 45,2 MJ; 12,6 kWh
• Ethaan per kg (bovenwaarde): 51,9 MJ; 14,4 kWh
• Fosforovengas per m3: 11,6 MJ; 3,2 kWh
• Gasolie, dieselolie per kg: 42,7 MJ; 11,9 kWh
• Hout, droog (0% vocht) per kg: 18 MJ; 5,0 kWh
• Hout, droog door buitenlucht (35% vocht) per kg: 11 MJ; 3,1 kWh
• Hout, nat (60% vocht) per kg: 6 MJ; 1,7 kWh
• Hout, gemiddeld per m3 (bijv. beuk, eik, essen): circa 3000 MJ; 800 kWh
• Huisbrandolie (HBO I/II) per liter: 36 MJ; 10 kWh
• Industrieel fermentatiegas per m3: 23,3 MJ; 6,5 kWh
• Kerosine per kg (onderwaarde): 43,5 MJ; 12,1 kWh
• Kerosine per kg (bovenwaarde): 49,5 MJ; 13,7 kWh
• Koolmonoxide per m3: 12,6 MJ; 3,5 kWh
• Leisteenolie per kg: 36,0 MJ; 10,0 kWh
• LPG (vloeibaar) per liter: 27 MJ; 7,5 kWh
• LPG per kg: 45,2 MJ; 12,6 kWh
• Methaanwaarden zijn in de bronlijst verder opgenomen maar werden niet volledig overgenomen in deze excerpt.