Target Energy System Kromme Rijnstreek

Transcriptie

1 Target Energy System Kromme Rijnstreek Gemeenten Houten-Bunnik-Wijk bij Duurstede (Kromme Rijnstreek) 30 Mei 2017 Het projectgebied van Target Energy System Kromme Rijnstreek 1

2 Inhoudsopgave 1. Introductie De Kromme Rijnstreek Bouwstenen Scenario s Resultaten doorberekening scenario s Conclusies en aanbevelingen Bijlage A Doelstellingen, definities en afbakening Bijlage B Belangrijkste databronnen en tools Bijlage C KPI Finale energiegebruik Bijlage D KPI Energie-efficiëntie Bijlage E KPI Duurzame energieproductie Bijlage F KPI Directe CO2 emissies Bijlage G KPI Benutting opwekpotentie Bijlage H KPI Energieneutraliteit Bijlage I KPI Zelfvoorzienendheid Bijlage J KPI Embodied CO Bijlage K KPI Kosten Bijlage L KPI Kostenefficiëntie CO2-reductie Bijlage M KPI Ruimtebeslag Bijlage N KPI Ruimtelijke kwaliteit en gezondheid Bijlage O KPI Gedragsaanpassing Bijlage P KPI Overlast Bijlage Q Verduurzamingsopties vergeleken in M per GWh Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van TNO. Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor opdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst. Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belanghebbenden is toegestaan TNO 2

3 Lijst met afkortingen Afkorting BAU BIPV CAPEX CBS CO2 EV GIS GJ GW GWh HFKs HT KPI LCA LT MW MWth NEA OPEX OV P&R PBL PFKs PICO PV PVT TES TJ TNO WKK WKO Business-As-Usual Building Integrated PV Capital Expenditures Centraal Bureau voor de Statistiek Carbon dioxide Electric Vehicle Geografisch informatiesysteem Giga Joule Giga Watt (1,000,000,000 Watt) Giga Watt hour Fluorkoolwaterstoffen Hoge Temperatuur Key Performance Indicator Life-cycle assessment Hoge Temperatuur Mega Watt (1,000,000 Watt) Mega Watt hour Nationale Energie Atlas Operating Expenditures Openbaar Vervoer Park and Ride Planbureau voor de Leefomgeving Perfluorkoolwaterstoffen Project Innovatieve Communicatie- en Ontwerptool Solar PhotoVoltaic Solar PhotoVoltaic/Thermal Target Energy System Tera Joule (1,000,000,000,000 Joule) Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek Warmte/krachtkoppeling Warmte- en koudeopslag 3

4 1. Introductie Aanleiding en doel Nederland heeft zich gecommitteerd aan de afspraken van het klimaatakkoord van Parijs. Dat betekent dat de CO2-uitstoot drastisch moet worden beperkt, naar een niveau van bijna 0 in Het Energieakkoord bevat nationale doelstellingen voor 2020 en 2023, voornamelijk op het gebied van energiebesparing en duurzame energie-opwek. Een belangrijk deel van de energietransitie opgave ligt op lokaal en regionaal niveau. Dat wordt erkend in de Energieagenda van minister Kamp 1. Gemeenten hebben een grote verantwoordelijkheid om lokale oplossingen te stimuleren. Regie nemen om in samenwerking met de netbeheerder de lokale energievoorziening te verduurzamen en te zorgen voor regionale afstemming. De gemeenten Houten, Wijk bij Duurstede en Bunnik hebben deze regie reeds gepakt rondom het traject van de Omgevingsvisie. Energieneutraal en het liefst off-grid. Het is de stevige ambitie die de Kromme Rijnstreek zichzelf stelt in haar omgevingsvisie van 2016 voor het buitengebied. Het is voor het eerst dat de gemeenten Houten, Wijk bij Duurstede en Bunnik gezamenlijk een integrale visie maken voor een groot deel hun grondgebied, samen met hun inwoners en andere belanghebbenden. De toekomstige energievoorziening is daarin een belangrijk thema gebleken. Voorliggende TNO-rapportage richt zich niet alleen op het buitengebied, maar op het gehele grondgebied van de drie gemeenten. De rapportage geeft een antwoord op de vraag die door de drie gemeenten is gesteld om te adviseren over een richtinggevende ontwikkeling van het energiesysteem. Met dit advies kunnen de gemeenten de discussie aangaan met alle betrokken partijen (o.a. burgers, bestuur, bedrijven) over een Target Energy System. De noodzakelijke stip op de horizon om een ambitieuze koers te kunnen bepalen. We spreken hier uitdrukkelijk van een target (doel)systeem en niet van een toekomstig systeem omdat door nieuwe technologieën de koers naar dit systeem onderweg bijgesteld zal worden en dus veranderen. Target Energy System Hoe het energie systeem er in de toekomst uit zal zien is niet te voorspellen en ook niet uit te rekenen. Wel is het mogelijk om een toekomstige energie systeem opties te vergelijken en zo het meest wenselijke energie systeem te kiezen en als doel/target energy systeem te hebben. Een Target Energy Systeem te ontwerpen als mogelijk toekomstig energiesysteem en als stip op de horizon te zetten, is een lastige opgave. De toekomst is natuurlijk niet te voorspellen en de energietransitie introduceert nieuwe vrijheidsgraden, combinaties en opties. Om toch tot toekomstscenario s te kunnen komen en deze (ook financieel) te kunnen vergelijken zullen veel aannames en inschattingen gemaakt moeten worden. Op financieel vlak kijken we alleen naar integrale kosten, en niet naar welke stakeholder deze kosten zou moeten maken. Dit is namelijk niet altijd duidelijk en kan bovendien door nieuwe wetgeving veranderen. Voor welk jaartal kan zo n target energy systeem gemaakt worden? Omdat we een CO2 arm en duurzaam energiesysteem nastreven waarbij bestaande infrastructuur en apparatuur afgeschreven moeten worden en nieuwe infrastructuur geïnstalleerd moet worden, is een tijdshorizon van minimaal 15 jaar logisch. Het kan natuurlijk sneller maar dan lopen de kosten hoog op omdat er versneld afgeschreven moet worden. Met 15 jaar zouden we in 2033 uitkomen. Dat zou betekenen dat er erg snel keuzes gemaakt en geëffectueerd moeten worden. De gemeente Houten had in een 1 Energieagenda, Ministerie van Economische Zaken, december

5 eerder stadium 2040 als doelstelling opgenomen en dat paste ook met de wensen van de andere twee gemeentes. Voorliggende studie gaat daarom uit van 2040 als einddoel. De volgende vragen staan centraal: Hoe kan het energiesysteem in er dan in 2040 uitzien, wat zijn de opties? Wat zijn de kosten en CO2-reductie van een dergelijk systeem? o Kosten en prijzen zijn van nu (rekenen met toekomstige prijzen vereist discutabele aannames) o Het Target Energy System zal zich geleidelijk ontwikkelen in de komende 23 jaar tot en met Om die reden zal er veel bestaande technologie in zitten. De bestaande technologie zal wel ontwikkelen en de kosten zullen dalen. Het is niet reëel grote kostendalingen of technologiedoorbraken op korte termijn te verwachten. Bovendien leidt dit vaak tot uitstellen van acties en investeringen. Doelstellingen/ambities & scope De drie Kromme Rijnstreek-gemeentes willen een ambitie formuleren die als stip op de horizon fungeert. Daarbij wil men verkennen in hoeverre een energie-autarkisch systeem haalbaar is. In een autarkisch systeem zijn de gemeentes volledig zelfvoorzienend en vangen zij zelf pieken en dalen in vraag en aanbod op. Indien de gemeentes of betrokken stakeholders investeren in en invloed hebben op de opwek van duurzame energie buiten de gemeentegrenzen (b.v. wel eigenaarschap windmolens op zee, geen inkoop van groene stroom), kan deze productie worden toegerekend aan de gemeentes. Kernenergie wordt bij TES studies bij voorkeur buiten beschouwing gelaten als optie om energie te produceren: we zien het momenteel niet als reële optie. In het algemeen nemen we biomassa en biogas wel mee, mits uit de eigen regio of uit Nederland als de gemeente te weinig grondoppervlakte heeft. De drie gemeentes hebben echter voldoende mogelijkheden dus nemen we geen import van biogas mee. Voor deze ambitie zijn innovaties in energieflexibiliteit en op termijn ook energieopslag vereist. Als koploper met deze ambitie kan dit een aantrekkingskracht uitoefenen op bedrijven om met deze innovaties te experimenteren in de regio Kromme Rijnstreek. Om toekomstscenario s te kunnen vergelijken zijn mogelijke doelstellingen en definities daarvan beschreven in bijlage A. Deze zijn in de verschillende workshops meegenomen. De resultaten en KPIs (Key Performance Indicators) worden verder beschreven in hoofdstuk 5. 5

6 Proces en aanpak Om tot de ontwikkeling te komen van een aantal richtinggevende energiesystemen voor Kromme Rijnstreek zijn samen met de drie gemeenten en overige stakeholders de eerste drie stappen van het TNO 6 stappenplan doorlopen, zie Figuur 1. Figuur 1 Het TNO 6 stappenplan om tot een Target Energy System te komen Stap 1: Vaststellen ambitie Initieel was de ambitie off-grid. Op een later moment is deze ambitie aangepast naar energieneutraal, waarbij wel zoveel mogelijk zelfvoorzienendheid ( off-grid ) wordt nagestreefd. Dat maakt bewoners onafhankelijker. Deze gezamenlijke ambitie van de drie gemeenten was het vertrekpunt voor het ontwikkelen van richtinggevende energiesystemen. Stap 2: Scenario s opstellen In een eerste workshop op 16 januari 2017 is met de drie gemeenten overeenstemming en helderheid bereikt over de doelstellingen, indicatoren en de scope. Daarnaast zijn er tijdens deze workshop gebiedsmogelijkheden, oplossingen en scenario-elementen om te verduurzamen in kaart gebracht en bovendien stakeholders en specifieke elementen voor de Kromme Rijnstreek geïdentificeerd. De resultaten van de workshop worden in het hoofdstuk over scenario s gebruikt. Vervolgens zijn er scenariobouwstenen voor warmte, elektriciteit en mobiliteit ontwikkeld op basis van: - de input en opbrengsten van de eerste workshop, - aanvullende dataverzameling en -analyse, - analyse van huidige en verwachte trends en technologische ontwikkelingen, expert judgements en analyse van lokale en regionale omstandigheden. In een tweede workshop op 6 maart 2017 zijn 16 concept bouwstenen besproken en verrijkt met de input van de drie gemeenten en stakeholders (Stedin, Natuur- en Milieufederatie Utrecht, LTO, Gebiedscoöperatie O-Gen, en Woningcoöperatie Volksbelang Wijk bij Duurstede). Nadat deze bouwstenen nog verder zijn aangescherpt en verfijnd, is tijdens de bijeenkomst op 27 maart 2017 met de drie betrokken gemeenten een selectie gemaakt van warmte-, elektriciteits- en 6

7 mobiliteitsbouwstenen. De combinatie van drie elektriciteitsbouwstenen, drie warmtebouwstenen en een mobiliteitsbouwsteen heeft daarmee geleid tot een negental scenario s. Stap 3 Gewenst systeem vaststellen De negen scenario s zijn daarna doorgerekend op de indicatoren die met de drie gemeenten eerder al zijn vastgesteld. Mede op basis van deze indicatoren kunnen de scenario s beoordeeld worden. Hiermee is het mogelijk geworden voor de gemeenten om in discussie te treden met alle betrokkenen (o.a. burgers, bestuur, bedrijven) en tot een initiële keuze voor of top 3 van een Target Energy System te komen. De genomen deelstappen in dit proces zijn: Vastleggen energie ambitie/doelen/kpis (CO2, energie, kosten, jaartal ) o In welk jaar willen we welke ambitie (hoeveel CO2-reductie) bereiken? o Zijn er randvoorwaarden of wensen (zoals zelfvoorzienendheid/off-grid)? Data verzamelen van het gebied (huidige situatie en verbruiksdata, opties voor toekomst) o Verzamelen van representatieve data voor de gebieden (verbruik warmte, elektriciteit, mobiliteit etc.) o Verzamelen van (al bekende) verduurzamingsopties (met o.a. gemeentes) Bouwstenen voor scenario s definiëren (energie opwek elektriciteit, mobiliteit) o Warmtenetten, hoge en/of lage temperatuur o Elektriciteit uit wind, zon, o Opties voor verduurzaming mobiliteit (personenauto s, OV, ) o Lijst van mogelijke scenario s maken (combinaties van bouwstenen) Kiezen met gemeentes van scenario s in scope (b.v. geen wind in bepaalde gebieden) o In workshop keuze maken van de scenario s o Eventueel scenario s en bouwstenen toevoegen Doorrekenen van deze scenario s (op kosten, energie, (embodied) CO2 etc.) o Zover mogelijk doorrekenen van scenario s, data voor berekening uitzoeken o Afhankelijkheden toevoegen (elektriciteit van warmtepompen en elektrische voertuigen meenemen in nieuw elektriciteits verbruik). Assessment van scenario s (op KPIs) o De scenario s op basis van verschillende KPIs vergelijken o Opvallende elementen destilleren Conclusies en aanbevelingen over het Target Energy System o Conclusies trekken (wat is het meest economische, duurzame, scenario) o Aanbevelingen, mede op bases van combinaties van KPIs en grote of kleinere verschillen tot aanbevelingen en mogelijke vervolgstappen komen. 7

8 2. De Kromme Rijnstreek Beschrijving projectgebied Het projectgebied betreft de gemeentegrenzen van de drie gemeenten (zie Figuur 2). Waar de omgevingsvisie is opgesteld voor een groot deel van het buitengebied en niet voor kernen, is het vanuit energieperspectief juist belangrijk om ook naar de kernen te kijken. Hier komt namelijk een groot deel van de energievraag vandaan. Wat betreft toekomstige oplossingen en duurzaam aanbod bieden zowel het buitengebied als de kernen mogelijkheden. Figuur 2 Het projectgebied van TES betreft de buitenste grenzen van de drie gemeenten De meeste kernen binnen het gebied hebben voornamelijk een woonfunctie. De kernen Houten, Bunnik en Wijk bij Duurstede hebben daarnaast ook nog stukken bedrijfsterrein. Het buitengebied om de kernen heen heeft voor het overgrote deel een agrarische functie met hier een daar sportterreinen. Veel van de in Figuur 3 als bouwterrein bestemd gebied is inmiddels bebouwd met woningen. Het gebied wordt doorsneden door de A12 en door de A27. De kernen Bunnik en Houten hebben een station. Binnen het gebied is relatief veel wateroppervlak met het Amsterdam- Rijnkanaal, de Lek / Neder-Rijn en de Kromme Rijn die om de kernen Wijk bij Duurstede, Odijk en Bunnik heen stromen. 8

9 Figuur 3 Grondgebruik Kromme Rijngebied. Bron: EduGis o.b.v. CBS data 2010 Gebouwvoorraad De kernen bestaan over het algemeen uit een oude kern met vooroorlogse en soms nog veel monumentale panden, zoals in Wijk bij Duurstede (zie de figuren). Deze gebouwen hebben over het algemeen energie labels van D of lager. Om deze oude kernen zijn in de jaren en wijken gebouwd met gemiddeld energie labels C (dit zijn voorlopige labels op basis van bouwjaar, werkelijke labels zijn vaak beter, maar niet bekend). In Houten is het overgrote gedeelte van gebouwen pas in de periode en gebouwd met energie labels C of hoger. Zie Figuur 4 t/m 7 voor een spreiding van de leeftijd van gebouwen en Figuur 8 voor een kaart met een spreiding van de energie labels. Tabel 6 geeft de aantallen verblijfsobjecten per energielabel weer. Figuur 5 Leeftijdsopbouw woningen Houten Figuur 4 Leeftijdsopbouw woningen Wijk bij Duurstede 9

10 Figuur 7 Leeftijdsopbouw woningen Odijk Figuur 6 Leeftijdsopbouw woningen Bunnik Tabel 1 Aantallen verblijfsobjecten per energielabel Houten Wijk bij Duurstede Bunnik Woningen Label B Label C Label D Label E Label F Label G Utiliteit Label B Label C Label D Label E Label F Label G

11 Figuur 8 Overzicht van de energie labels in de Kromme Rijnstreek (dondergroen = label B; donkerrood = label G) Huidige energiegebruik en CO2-emissies Voor het berekenen van het huidige energiegebruik (elektriciteits-, gas- en warmtegebruik en het brandstofgebruik voor verkeer en vervoer) en de CO2-uitstoot ervan is gebruik gemaakt van de beschikbare cijfers van de Klimaatmonitor (zie bijlage B). De volgende paragrafen geven een korte toelichting op dit energiegebruik en bijzonderheden van het gebied. 11

12 Het totale energiegebruik van de Kromme Rijnstreek is TJ (74 GJ per inwoner). De grafieken geven de verdeling weer van dit energiegebruik over sectoren en energiebronnen. De CO2-uitstoot gerelateerd aan dit energiegebruik is 403 kton (4,6 ton/inwoner/jaar) 2. Figuur 9 Energieverbruik per sector Figuur 10 Energieverbruik per energiebron Warmte In de warmtevraag voor ruimteverwarming van gebouwen en warm tapwater wordt hoofdzakelijk voorzien met aardgas. Het totale gasverbruik in de drie gemeentes was in ,2 miljoen m3 gas. Verder heeft Houten een warmtenet gevoed vanuit een WKK voor 2000 woningen en is er een klein collectief lage temperatuur WKO warmtenet voor zo n 400 woningen (vanuit bronwater met een warmtepomp in de woningen). In totaal wordt met deze netten voor 154 TJ in warmte voorzien. Het aardgasgebruik leidt tot een CO2-uitstoot van 131 kton 3. Tabel 2 Gas- (in m3) en warmtegebruik (in GJ) Kromme Rijnstreek 2015 Houten Wijk bij Duurstede Bunnik Gas (m3) Warmte Gas (m3) Gas (m3) GJ Equivalent in m3 Woningen Zakelijk Industrie Land- en tuinbouw Totaal In deze studie zijn alleen CO2-emissies berekend. De uitstoot van overige broeikasgassen, bijvoorbeeld gerelateerd aan landbouw en veeteelt, koeling en afvalstortplaatsen zijn niet meegenomen. 3 Emissiefactor van 12

13 Elektriciteit Tabel 3 laat het elektriciteitsgebruik zien van de drie gemeentes voor de verschillende sectoren. Binnen de gemeentes wordt ook duurzame elektriciteit geproduceerd met zonnepanelen (25 TJ) en wind (55 TJ). De CO2-emissies gerelateerd aan het elektriciteitsgebruik komen daarmee uit op 152 kton. Tabel 3 Elektriciteitsgebruik Kromme Rijnstreek 2015 (in kwh) Houten Wijk bij Duurstede Bunnik Woningen Zakelijk Industrie Land- en tuinbouw Totaal Mobiliteit Onder mobiliteit is alleen wegverkeer meegenomen in de berekeningen. Verkeer over spoor, water en in de lucht is in deze studie buiten beschouwing gelaten. Als uitgangspunt voor de berekening van energiegebruik en CO2-emissies zijn de cijfers voor brandstofgebruik van Klimaatmonitor genomen (cijfers uit 2014). In de berekening zelf is enigszins afgeweken van de methode van de Klimaatmonitor. De verbruikscijfers per gemeente voor wegverkeer exclusief snelwegen zijn direct overgenomen. Om vervolgens het verbruik voor snelwegen te benaderen is het Nederlandse gemiddelde brandstofverbruik op snelwegen per inwoner genomen (0,01 TJ/inwoner) en vermenigvuldigd met het aantal inwoners van de drie gemeenten. Dit getal is opgeteld bij het gebruik exclusief snelwegen. Zo is voorkomen dat gemeenten met een snelweg op hun grondgebied (bv Bunnik) een onevenredig aandeel van de CO2-emissies krijgen toebedeeld. Het totale brandstofverbruik voor verkeer en vervoer komt daarmee op 62,9 miljoen liter (2.722 TJ) (Tabel 4). Het brandstofverbruik is vervolgens verdeeld naar voertuigtype op basis van de verdeling uit CBS van totale voertuigkilometers in Nederland naar voertuigtype (waarvan 81% personenauto s). De resulterende CO2-emissies zijn berekend op basis van praktijkemissies van verschillende typen voertuigen die door TNO zijn gemeten 4 en komen in totaal uit op 121 kton. Verder valt het op dat Houten relatief veel personenauto s heeft, bijna 1 auto per inwoner (het Nederlandse gemiddelde is ongeveer 1 auto per 2 inwoners). Dit komt deels doordat er voor een leasemaatschappij auto s staan geregistreerd in Houten, maar ook het eigenlijke autobezit in Houten is groter. Deze oneigenlijke toerekening is in de berekeningen en scenario s gecompenseerd. Tabel 4 Brandstofverbruik Kromme Rijnstreek 2014 (liters) Benzine Diesel LPG Totaal Houten Bunnik Wijk bij Duurstede Totaal Gemiddeldes uit praktijkmeetcampagne (i.o. Min. Van I&M) Emissies van nieuwverkopen EURO 5/ EURO V. 13

14 3. Bouwstenen Om te komen tot scenario s zijn in totaal zestien bouwstenen ontwikkeld voor de energiefuncties warmte, elektriciteit en mobiliteit. De bouwstenen rondom de functie warmte gaan over de energie die nodig is om gebouwen te verwarmen en te voorzien van warm tapwater. De bouwstenen rondom elektriciteit omvatten de energie die nodig is voor elektrische kracht- en lichttoepassing maar ook de opwek van elektriciteit voor nieuwe functionaliteiten, met name de elektrificatie van vervoer en warmtepompen. Iedere bouwsteen heeft andere uitgangspunten en een daaruit voortkomende inzet van diverse technologieën. De bouwstenen zijn opgesteld op basis van huidige en verwachte trends en technologische ontwikkelingen, expert judgements en lokale en regionale omstandigheden, zie de Figuur 11 hieronder. Hieronder worden alle bouwstenen weergegeven en kort toegelicht. Figuur 11 Bouwstenen en beinvloedingsgfactoren Warmte Voor de warmtevoorziening is onderscheid gemaakt tussen het buitengebied en de kernen binnen de Kromme Rijnstreek. Er is aangenomen dat het niet rendabel en effectief is om een warmtenet, hoge temperatuur (HT) of lage temperatuur (LT), in het buitengebied aan te leggen door de relatief lange afstanden tussen gebouwen. Daarmee is de aanname dat gebouwen in het buitengebied hoofdzakelijk verwarmd zullen met individuele oplossingen zoals elektrische warmtepompen op lucht- of bodemwarmte, naast het gebruik van bijvoorbeeld biogas via bestaande gas infrastructuur. 14

15 Voor de kernen zijn diverse bouwstenen opgesteld: een LT warmtenet, een HT warmtenet, een mix van HT (oude gebouwen) en LT (nieuwere gebouwen) netten en ook hier een bouwsteen voor elektrische warmtepompen ( all-electric ). Hierbij moet wel rekening gehouden worden met het feit dat een lage temperatuurnet een hoge isolatiegraad/energielabel van de aangesloten gebouwen vereist, evenals aanpassingen om vloerverwarming te plaatsen i.p.v. alleen verwarming met radiatoren. Niet alle gebouwen zullen hieraan kunnen voldoen, in het geval van warmtepompen zal er dan een minder rendabele oplossing ontstaan. Voor deze bouwstenen zijn verschillende voorstellen gedaan voor de warmtebronnen die het netwerk kunnen voeden en in welke mate (zie Figuur 12 voor de bouwstenen die na een workshop met de gemeentes in de scenario s overgenomen zijn). Bouwstenen voor de kernen met alleen hoge of alleen lage temperatuur zijn in deze workshop afgevallen. De in de figuur genoemde percentages zijn bepaald als team of expert judgements d.m.v. de maximale potentie van bronnen in combinatie met onder andere prijs en maturiteit van de technologie. A B C D LT + HT Warmtenet op mix hoge/lage temperatuur (Kern oud HT, rest LT) LT + BIOGAS Warmtenet op lage temperatuur + Biogas e-hp All electric Warmtenet op HOGE temperatuur (Kern HT) min label B min label B min label A+ 2 beter min label B % TJ % TJ % TJ % TJ % TJ % TJ Vraag Opwek (verliezen meegenomen) Bronverdeling Kern oud Geothermie Zonnecollectoren Biowarmte / WKK Warmte uit kanaal / opp.water Warmte uit wegdek Warmte uit afvalwater Warmte uit koeling Warmtepomp + WKO (collectief) Warmtepomp + bww (per huis) Warmtepomp uit lucht Warmte uit gazonkoeling Gasketels (Biogas / syn gas) Gasketels (aardgas) Kern nieuw Geothermie Zonnecollectoren Biowarmte / WKK Warmte uit kanaal / opp.water Warmte uit wegdek Warmte uit afvalwater Warmte uit koeling Warmtepomp + WKO (collectief) Warmtepomp + bww (per huis) Warmtepomp uit lucht Warmte uit gazonkoeling Gasketels (aardgas) Landelijk Zonnecollectoren Warmte uit kanaal / opp.water Warmtepomp + WKO (collectief) Warmtepomp + bww (per huis) Warmtepomp uit lucht Warmte uit gazonkoeling Gasketels (Biogas / syn gas) Gasketels (aardgas) TJ GWh Figuur 12 Warmte scenario bouwstenen voor de Kromme Rijnstreek E Warmtenet op LAGE temperatuur (Kern LT) As-is 15

16 Elektriciteit Voor elektriciteit is bij het opstellen van de bouwstenen hoofdzakelijk langs twee lijnen gekeken: 1) lokaal opwekken of importeren en 2) hoge of lagere participatiegraad van de inwoners en ondernemers in het gebied, zie Figuur 13. Indien de burgers welwillend staan tegenover de energietransitie zal het gemakkelijker worden om PV (zonnepanelen) op (privé)daken, gevels en velden te installeren en windmolens binnen de gemeentes te plaatsen. Indien de participatiegraad niet zo hoog is en men de energievraag toch in het gebied wil opwekken, zullen andere opties als elektriciteit uit wegdek, waterkracht en PV-velden een grotere rol moeten gaan spelen (omdat individuele particuliere eigenaren dan niet massaal PV op hun daken leggen). Indien ook elektriciteit geïmporteerd zal worden is in de bouwstenen vooral uitgegaan van wind uit de regio en wind op zee. Dit omdat elders opgewekte zonne-energie vaak ook lokaal gebruikt wordt, en dat met windenergie de balans over de seizoenen heen beter is (in de zomer veel zonne-energie, en in najaar meer wind). Deze scenario s gaan uit van een verdubbeling van de elektriciteitsvraag (2*BAU is 2 maal Business-As-Usual) t.g.v. het nieuwe warmte- en mobiliteits-systeem. A LOKAAL opwekken van 1*BAU verbruik B 100%/100% (ZELFVOORZIENEND) opwekken van 2*BAU C ENERGIEPOSITIEF lokaal opwekken van 3*BAU D NIMBY 1*BAU verbruik, participatie 0% E 75%/50% (GEMATIGDE PARTICIPATIE met import) 2*BAU F 100%/50% (ZELFVOORZIENEND MET GEMATIGDE PARTICIPATIE) 2*BAU G MAINSTREAM 2*BAU % GWh % GWh % GWh % GWh % GWh % GWh % GWh % GWh Vraag Binnen gemeente- grenzen PV op dak 70% % % % 98 30% % % 195 8% 25 Build.Int.PV 5% 16 10% 65 15% 146 3% 20 5% 33 5% PV veld 0 10% 65 7% 68 10% 65 14% 91 20% Wind op gebouw 0 0 1% Wind op land 25% 81 25% % % 65 15% 98 10% 65 0 uwkk WKK Elektriciteit uit wegdek 0% 0 10% 65 10% 98 20% % 65 20% % 65 0 Waterkracht 0 0 2% 20 6% 39 6% 39 10% Regionaal Wind in regio % PV velden PV op industrie/loods/winkels WKK naast wijk Nationaal Wind op zee % % % Getijden Osmose InternationWaterkracht (bijv. Noorwegen PV (bijv. Spanje, Sahara) Kernenergie (bijv. Frankrijk) Fossiel % 286 H AS-IS 100% % % % % % % % 311 Figuur 13 Elektriciteit scenario bouwstenen voor de Kromme Rijnstreek Ook hier zijn in een workshop met de gemeentes bouwstenen afgevallen. Dit waren bouwstenen met gedeeltelijke duurzame opwek, meer opwekken dan nodig (energiepositief), een participatie van 0%, en een scenario met 50% wind-op-zee. 16

17 Mobiliteit Voor de mobiliteitsbouwstenen zijn drie mogelijke hoofdlijnen aangehouden (gematigd, ambitieus, extra ambitieus). Dit is uitgedrukt in een penetratiegraad van elektrisch vervoer; 1) 50% van personenvervoer elektrisch in 2040, 2) 80% van personenvervoer elektrisch in 2040, en 3) 80% elektrisch met extra inzet van OV-hubs en P&R stations om elektrisch vervoer en acculaden binnen de gemeenten te stimuleren. Daarnaast zouden biobrandstoffen en waterstof een aanvulling kunnen vormen op deze drie bouwstenen en fossiele brandstoffen verder kunnen vervangen (de cijfers in Figuur 14 van bouwsteen D en E zijn daarmee variaties op bouwsteen A: EV BAU, en ook toepasbaar in op B of C). A B C D E EV BAU EV PLUS EV PLUS + OV Biofuels Waterstof As-is % Mkm Vraag 1059 Vermenigvuldiging Personenauto's 1 1, Openbaar vervoer 1 1, Logistiek Agrarisch Heavy Duty Personenauto's elektrisch 50% % % % % 428 0% 0 biobrandstof % H % 43 0 fossiel 50% % % % % % % 100% 100% 100% 100% 100% Openbaar vervoer elektrisch 100% 5 100% 5 100% 8 100% 5 70% 4 0 biobrandstof H % 2 0 fossiel % 5 100% 100% 100% 100% 100% 100% Logistiek (Bestelauto) elektrisch 40% % % % biobrandstof % H % 28 0 fossiel 60% % 48 80% % % 100% 100% 100% 100% 100% Agrarisch elektrisch 10% 0 10% 0 10% 0 10% 0 10% 0 0 biobrandstof % H fossiel 90% 3 90% 3 90% 3 10% 0 90% 3 100% 3 100% 100% 100% 100% 100% 100% Vrachtwagens elektrisch biobrandstof H fossiel 100% % % % % % % 100% 100% 100% 100% 100% Totalen Mkm elektrisch biobrandstof H fossiel totaal Figuur 14 Mobiliteit scenario bouwstenen voor de Kromme Rijnstreek 17

18 4. Scenario s De combinatie van een bouwsteen Warmte, Elektriciteit en Mobiliteit vormt een scenario, zie Figuur 15. Bij de selectie van bouwstenen hebben de gemeenten de voorkeur gegeven voor het berekenen van realistische scenario s in plaats van extreme varianten. In de volgende paragraaf worden de keuzes voor bepaalde bouwstenen toegelicht en wordt afgesloten met een overzicht van de scenario s die zijn doorgerekend. Figuur 15 Scenario bouwstenen vormen samen een scenario Warmte Tijdens de bijeenkomst op 27 maart zijn de drie betrokken gemeenten overeengekomen dat een lage temperatuurnet voor alle gebouwen in de kernen niet realistisch is, zeker niet omdat in het centrum van Wijk bij Duurstede veel zeer oude, en deels ook monumentale panden staan. Daarnaast werd alleen een hoge temperatuurnet ook niet wenselijk gevonden, onder andere omdat er niet veel hoge temperatuurbronnen aanwezig zijn in het gebied. Beide bouwstenen zijn afgevallen. De voorkeur gaat uit naar een lage temperatuurnet waar dat kan en alleen een hoge temperatuurnet waar gebouwen niet voldoende geïsoleerd/aangepast kunnen worden voor toepassing van lage temperatuur. Hieruit zal blijken voor welke buurten een hoge temperatuurnet nodig zal zijn (men kan ook gaan denken aan sloop/nieuwbouw). Als variant op deze keuze kijken we ook naar het behoud van het gasleidingnetwerk gevoed met biogas, voor die gebouwen die niet aangepast kunnen worden. Als derde bouwsteen zouden de gemeenten graag willen berekenen wat het effect zou zijn wanneer alle gebouwen worden verwarmd via een elektrische warmtepomp met warmte uit lucht of bodem, maar zonder de aanleg van een groot collectief netwerk. Elektriciteit De ambitie van de gemeenten is om zelfvoorzienend te zijn in hun energiebehoefte. De voorkeur gaat daarmee uit naar bouwstenen waarbij alle elektriciteit binnen de gezamenlijke gemeentegrenzen wordt opgewekt. De gemeenten zouden wel graag willen zien wat een verschil in participatiegraad, 50% of 100%, uit zou maken. 18

19 Om de consequenties te kunnen zien van de ambitie om alle energie lokaal duurzaam op te wekken, willen de gemeenten graag weten wat het verschil zou zijn indien 25% van de energievraag van buiten (windmolens op zee) zou komen (elektriciteits scenario E). Mobiliteit Omdat de gemeenten zelf niet veel invloed uit kunnen oefenen op veranderingen die plaats zullen vinden bij verkeer en vervoer, is hier één bouwsteen gekozen voor alle scenario s: EV plus. Dit is het meest reële en toch een ambitieus scenario. Dit komt de vergelijkbaarheid van de scenario s ook ten goede. Overzicht scenario s De combinatie van drie elektriciteitsbouwstenen, drie warmtebouwstenen en een mobiliteitsbouwsteen heeft geleid tot een negental scenario s zoals weergegeven in Tabel 5. In de samenstelling van de scenario s is rekening gehouden met veranderingen in energievraag door efficiency en isolatie van woningen. Hierbij is er per warmteoplossing een andere verwachte of benodigde besparing op de warmtevraag door isolatie van gebouwen opgenomen. Bijvoorbeeld omdat het toepassen van een lage temperatuuroplossing nu eenmaal hogere isolatiegraad vereist van gebouwen. In de totale vraag naar elektriciteit is per scenario de elektrificatie in het mobiliteitsscenario meegenomen alsmede de elektriciteitsvraag die voortkomt uit de warmteoplossing binnen het scenario. In de totale energiebehoefte voor mobiliteit is uitgegaan van het aantal kilometers in 2014 voor de drie gemeenten waarvan in de toekomst een deel elektrisch zal zijn. Zie bijlage C voor een uitgebreide toelichting op de energievraag van de scenario s. Tabel 5 Negental te vergelijken scenario s voor de Kromme Rijnstreek Warmte Elektriciteit Mobiliteit 1 MIX (LT + HT) 100% lokale opwek/ EV plus 100 % participatie 2 MIX (LT + HT) 100% lokale opwek/ EV plus 50% participatie 3 MIX (LT + HT) 75% lokale opwek/ EV plus 50% participatie 4 BioLaag (LT + biogas) 100% lokale opwek/ EV plus 100 % participatie 5 BioLaag (LT + biogas) 100% lokale opwek/ EV plus 50% participatie 6 BioLaag (LT + biogas) 75% lokale opwek/ EV plus 50% participatie 7 Elektrisch (ehp) 100% lokale opwek/ EV plus 100 % participatie 8 Elektrisch (ehp) 100% lokale opwek/ EV plus 50% participatie 9 Elektrisch (ehp) 75% lokale opwek/ 50% participatie EV plus 19

20 Matchen van bestaande ideeën en de scenario s In de eerste workshop en brainstorm zijn met de gemeenten de lokale oplossingen, mogelijkheden en lopende trajecten binnen het gebied geïnventariseerd. Onderstaand overzicht geeft weer in hoeverre deze mogelijkheden en initiatieven passen binnen de negen scenario s. Hierbij is een onderscheid gemaakt tussen vraag-, aanbod- en overige oplossingen en trajecten. Het overzicht maakt inzichtelijk dat op termijn voorkeursscenario s mede bepalen welke verduurzamingsopties en initiatieven goed passen en gekozen kunnen worden. Past uitstekend Past goed met bepaalde randvoorwaarden Past eventueel Past niet Of initiatieven wel of niet passen is in veel gevallen afhankelijk van de warmteoplossing die gekozen is in een bepaald scenario. De energie-infrastructuur binnen scenario s is in veel gevallen maatgevend. Ideeën en oplossingen rondom elektriciteit zoals zonneweides of waterkracht passen misschien niet goed binnen bepaalde scenario s maar zijn zeer zeker geen desinvesteringen of niet inpasbaar, aangezien in alle scenario s een elektriciteitsnetwerk aanwezig is. Voor ideeën rondom mobiliteit geldt hetzelfde, zolang deze elektrisch hetzelfde zijn. Wel moet opgelet worden met ideeën die zorgen voor het extra aantrekken van mobiliteit van buitenaf, dat beter past bij een mobiliteits-hub scenario. Lokale vraag oplossingen Scenario Opmerkingen Lopende actie voor woningisolatie (Wijk bij Duurstede en Bunnik) en handhaving WetMilieuBeheer voor utiliteitsbouw Behalve als maatregelen onder de wetmilieubeheer energie infrastructurele gevolgen hebben Verduurzaming sportcomplex (Bunnik en Wijk bij Duustede) Busvervoer naar Wijk bij Duurstede via N219 elektrisch (gaat provincie over) Bedrijven: Energieke regio ntb Huidige stadsverwarming Houten valt waarschijnlijk binnen kern nieuw in Vergroening stadsverwarming (Houten) scenario 1 tm 6 en daarmee lage temperatuur Stadsverwarming past niet bij All-Eletric scenario 7 t/m 9. All-electric woningen All electric woningen past bij scenario 1 tm 6 alleen in landelijk gebied. Serverruimtes en centra ntb Natuurlijke koeling ntb Openbare verlichting op Led en/of dynamisch Vergaande renovatie van gebouwen (oa. isolatie, LT verwarming, vloerverwarming) of sloop/nieuwbouw Nieuwe woningen NOM, energiepositief, zonorientatie Duurzaam/elektrisch vervoer en transport Past bij senario 1 tm 6 binnen de kern nieuw (LT of all electric). Als NOM is all-eletric dan past NOM minder goed scenario's 1 t/m 6 met warmtenet oplossingen voor kenern. Past wel in landelijk gebied. 20

21 Lokale aanbod oplossingen Scenario Opmerkingen Biovergister Cothen: mest van 10 Biogas voor het landelijke gebied is omliggende bedrijven met biogas voor 2500 onderdeel van alle scenario's woningen Zonnepanelen en/of -collectoren op daken (asbestslag), gevels en ruiten Zonnepanelen op daken agrariërs en bedrijventerreinen Zonnevelden/-weiden in agrarisch gebied (opkopen grond) Wind langs Amsterdam-Rijnkanaal, A12 en hoofdassen Waterkracht: stuwen in de Lek Zonnecollectoren passen niet in oude kernen scenario 3 t/m 6. PV panelen passen bij alle scenario's Gebruik van zonnevelden/-weides in agrarisch gebied zijn bij 100% participatie in gebouwde omgeving mogelijk niet nodig. In scenario's waar uitgegaan wordt van 100% participatie bij inwoners lijkt watekracht niet noodzakelijk Algenkweek LT-warmte Amsterdam-Rijnkanaal en riothermie Restwarmte koelhuizen Als de algen worden omgezet tot biogas past het. In het geval van biomassa niet Past bij all-electric scenario's voor WKO balans Restwarmte zou als transitiebron een rol in LT warmtenet een rol kunnen spelen Piezo / kinetische energie in wegen/fietspaden (elektrisch en warmte) Warmte uit wegdek past alleen bij nieuwe kernen en bij all-electric scenario's voor WKO balans Energiefabriek HDSR Solar geluidschermen Omklapvelden-/wanden ntb E-plant ntb Diepe geothermie Past niet binnen all-electric scenario's. Power to (synthetic) gas Past in alle scenario's voor landelijk gebied. Zonnecollectoren op gebouwen Past eventueel bij all-electric scenario's voor WKO balans. Wind op gebouw past niet binnen Wind op zee en gebouwen scenario's, wind op zee alleen bij 75% zelfvoorzienend WKO Past bij scenario 1 tm 6 alleen niet binnen de oude kernen. Warmteterugwinning uit afvalwaterzuivering Warmte uit afvalwater past alleen bij nieuwe kernen en bij all-electric scenario's voor WKO balans. 21

22 Overige oplossingen Scenario Opmerkingen Idee laadinfrastructuur Postiljon hotel (A12 Bunnik) Energie-opslag in vrijkomend agrarisch gebouw (VAB's) Toeristische transferia Idee elektrische deelauto: We Drive Solar (Bunnik) E-bike snelwegen Gebruik PCM Bewustwording consument Waterstof opwekken en bijmengen Batterijen voor energieopslag Past in alle scenario's maar maximaal benutten van flexibiliteitbronnen heeft voorkeur boven collectieve systeemoplossingen. Daarnaast locatie van opslag afhankelijk van vraag/aanbod en energie-infrastructuur en minder van Past qua mobiliteit beter bij OV Hub scenario. Afhankelijk van participatiegraad en benodigde isolatie (LT veel). Past bij allen in landelijk gebied en bij scenario 4 tm 6 ook in de kern. 22

23 5. Resultaten doorberekening scenario s Key Performance Indicatoren De scenario s uit hoofdstuk 4 zijn beoordeeld op een aantal Key Performance Indicatoren (KPIs) die in samenspraak met de gemeentes zijn geselecteerd. Hieronder staat een kort overzicht van de KPIs. In de verschillende bijlagen staat een uitgebreide toelichting op de berekening van de KPIs voor elke bouwsteen. Energie en klimaat Indicator Eenheid Definitie Jaarlijkse finale energiegebruik Duurzame energieproductie GJ/inwoner/jaar GJ/inwoner/jaar Jaarlijkse finale energiegebruik door eindgebruikers voor alle energiedragers en alle sectoren Jaarlijkse productie van duurzame energie binnen de gemeentegrenzen Energie efficiëntie % Percentage finale energiegebruik van het totale energiegebruik Energieneutraliteit % Percentage duurzame opwek binnen de gemeentegrenzen van het jaarlijkse totale energiegebruik Benutting opwekpotentie % Percentage duurzame opwek van de maximale productiecapaciteit Zelfvoorzienendheid % Percentage duurzame elektriciteitsopwek binnen de gemeentegrenzen dat direct gebruikt kan worden zonder opslag Directe CO2 emissies tco2/inw/jaar Jaarlijkse CO2-emissies gerelateerd aan het totale energiegebruik Embodied CO2 tco2 /inwoner/jaar Economie Indicator Eenheid Definitie CO2-emissies gerelateerd aan de productie (incl. winning van grondstoffen) en de afvalverwerking van elementen van het energiesysteem gedeeld door het aantal jaar dat (de onderdelen van) het systeem mee gaat. Investeringskosten k /inwoner Geschatte initiële investeringskosten Kostenefficiëntie CO2- reductie /ton CO2 /jaar Mens en omgeving Indicator Eenheid Definitie De kosten per ton jaarlijks bespaarde CO2 (direct plus embodied) Ruimtebeslag m2/inwoner Benodigd grondoppervlak binnen de regio dat bestemd moet worden voor het Target Energy System Ruimtelijke kwaliteit en gezondheid Likert score (1-5) Gedragsaanpassing Likert score (1-5) Overlast Likert score (1-5) Invloed van het TES op de kwaliteit van de ruimte, zowel binnen als buiten, en gezondheid In hoeverre vereist het scenario aanpassingen in gedrag van eindgebruikers/inwoners? In hoeverre ondervinden bewoners/gebruikers van het gebied overlast van de transitie naar het TES? 23

24 Verdere aspecten om mee te nemen in de afweging Onderstaande factoren zijn om diverse redenen niet als indicator opgenomen in deze verkenning, maar zijn wel relevant om mee te nemen in de afweging. Toekomstbestendigheid De transitie naar een toekomstbestendig energiesysteem gaat over de benodigde aanpassingen aan het totale systeem als gevolg van de gewijzigde en nieuwe uitgangspunten, zoals duurzaamheid. Omdat het om een systeemverandering gaat is dit niet alleen een technische kwestie, maar een combinatie van technologische en sociale innovatie, economische bedrijvigheid en maatschappelijke impact. Elementen rondom toekomstbestendigheid zijn onder meer (toekomstige) flexibiliteit (groei, krimp en innovatie), betrouwbaarheid en leveringszekerheid, afhankelijkheid, acceptatie, betaalbaarheid en duurzaamheid van het gekozen scenario. Scenario s waarin technologieën rondom zon centraal staan scoren goed op veel van deze elementen. Scenario s rondom wind scoren ook goed, afhankelijk van hoe omgegaan wordt met de maatschappelijke en ruimtelijke impact en acceptatie. Scenario s met energiebronnen die afhankelijk zijn van ketens, zoals biogas of restwarmte, scoren door deze afhankelijkheid minder goed. Dit zijn ook vaak scenario s die lager scoren op CO2- reductie. Prijsstabiliteit Lokale energiesystemen die gebaseerd zijn op diverse en/of individuele technologieën geven meer ruimte voor (incrementele) innovaties binnen het energiesysteem, verhogen de leveringszekerheid, kunnen minder gevoelig zijn voor prijsschommelingen en profiteren van technologie- en prijsconcurrentie. Lokale energiesystemen die gebaseerd zijn op één collectieve bron of technologie zijn gevoeliger voor lock-in en prijseffecten en hebben minder kans om te profiteren van verschillende technologische innovaties. Lokale systemen die gebaseerd zijn op zelfvoorzienendheid of zelfs off-grid zorgen enerzijds voor minder afhankelijkheid maar kunnen in het geval van bijvoorbeeld groei zorgen voor problemen rondom betrouwbaarheid, leveringszekerheid en betaalbaarheid. Een hoge participatie in technologie kan goed samen gaan met sociale innovatie en acceptatie maar kan anderzijds ook zorgen voor een grotere sociale ongelijkheid als de focus alleen komt te liggen op individuele zelfvoorzienendheid. Zo zal bijvoorbeeld een groep altijd afhankelijk blijven van een vorm van collectieve energievoorziening omdat zij bijvoorbeeld geen mogelijkheden hebben om zelf energie op te wekken. Anderzijds kunnen kosten die nu gesocialiseerd worden, zoals die voor de energie-infrastructuur, door deze steeds kleiner wordende groep niet opgevangen worden. Innovatie In de komende jaren en decennia zullen duurzame energie en duurzame mobiliteit zeker aan innovatie onderhevig zijn, met efficiëntere, betere en wellicht goedkopere systemen tot gevolg. Dat betekent echter niet dat, in afwachting van deze innovatie, investeringen in een duurzaam energiesysteem nu uitgesteld moeten worden. Juist niet. Een tweetal strategieën is cruciaal: 1) zorg voor lerend beleid en een lerend, adaptief systeem waaraan innovatie technologieën kunnen worden toegevoegd. Zorg voor fasering. 2) stimuleer innovatie door juist ook in de regio samen met regionale (kennis)partijen lokale innovatie ecosystemen op te zetten. De transitie naar een duurzaam energiesysteem biedt veel kansen voor pilot projecten waardoor je bovenop de innovatie zit. 24

25 Biomassa Biomassa is hernieuwbaar en kan daarmee een bron vormen voor duurzame energieproductie. Aan de productie van biomassa kleven echter een aantal nadelen die mee zouden moeten worden genomen in de afweging voor een optimaal energiesysteem; het verbouwen van biomassa vraagt grondoppervlak, wat kan concurreren met andere doeleinden, zoals voedselproductie en wat implicaties kan hebben voor bos en natuurgebied en impact kan hebben op milieu en biodiversiteit; bovendien kent biomassa hoogwaardigere toepassingen dan verbranding of vergisting voor energie, zoals verwerking tot materialen of in de chemie- of farmaciehoek; zolang nog niet de hele keten CO2 neutraal is, leidt de productie en het transport van biomassa nog tot extra CO2-emissies. Het verdient daarom aanbeveling om, als men biomassa als energiebron in wilt zetten, hiervoor alleen secundaire (rest)stromen te gebruiken. Werkgelegenheid De energietransitie zal ook leiden tot verschuivingen op de arbeidsmarkt. In bepaalde sectoren kunnen er banen bijkomen, in andere, met name bij activiteiten gerelateerd aan fossiele energie, zullen banen verdwijnen. Het is niet mogelijk gebleken om uitspraken te doen over het effect van de verduurzaming van het energiesysteem op werkgelegenheid in de regio. Het is wel mogelijk om een ruwe indicatie van de benodigde arbeidsinzet in het algemeen te geven, maar daarbij zou een ruime onzekerheidsmarge in acht moeten worden genomen vanwege de vele aannames die worden gedaan, zeker als op de langere termijn wordt gekeken. Het is daarmee ook nog niet gezegd dat deze arbeidsinzet tot extra banen en werkgelegenheid leidt. Omdat er geen kentallen beschikbaar zijn om een dergelijke inschatting te maken, zou voor elk onderdeel/elke technologie apart moeten worden ingeschat hoeveel arbeidsinzet verwacht kan worden in elk stadium van het proces (bijvoorbeeld ontwerp, productie, installatie, onderhoud), indien mogelijk gespecificeerd naar sector en opleidingsniveau. 25

26 Resultaten per bouwsteen Hieronder volgt een beschrijving van de opbouw en resultaten per bouwsteen. Daarna volgt een integraal overzicht van de resultaten van de scenario s. Bouwstenen warmte MIX (LT+HT) Alles (woningen, bedrijven en utiliteit) renoveren naar label B zorgt voor reductie in de vraag van 13% ten opzichte van nu (meeste gebouwen (78%) zitten al in label B/C klasse omdat er relatief niet zoveel oude gebouwen zijn). De totale kosten voor renovatie bedragen naar schatting 210 miljoen euro. Inschatting dat 12% extra warmte nodig is om in de vraag te voorzien om verliezen in het warmtenet op te vangen. Warmtebronnen o 944 TJ: 2 ultradiepe (5500m) geothermie putten nodig o 424 TJ: m2 zonnecollectoren (op dak, gevels en weiden) o 131 TJ: 10 MWth warmte uit oppervlaktewater o 319 TJ: 66 km wegdek met leidingen voor warmte o 82 TJ: 5,7 MWth warmte uit afvalwater o 163 TJ: warmte uit koeling o 302 TJ: 58 GWh WKO collectief en 26 GWh individueel o 26 TJ: 7 GWh luchtwarmtepompen o 51 TJ: m2 gazonkoeling (zomerwarmte uit ondiep grondoppervlak) o 102 TJ: 5,4 miljoen m3 biogasproductie Extra elektriciteitsvraag van 116 GWh (19 % van totale elektriciteitsvraag) Totale investeringskosten: 740 miljoen (= 1,0/GWh) Resterende CO2-uitstoot: 1,5 kton (i.v.m. biogas) (99% besparing) Geschikt dakoppervlak benut voor zonnecollectoren, 15% van geothermie potentie (5500 m) en 1% van WKO Voordelen Diversiteit in LT warmtebronnen Niet alle gebouwen hoeven maximaal geïsoleerd te worden (kern) Flexibiliteit in warmte-temperatuuraanbod Nadelen Beperkte opties voor HT opwek BioLaag (LT+biogas) Alles renoveren naar label B zorgt voor reductie in de vraag van 13% ten opzichte van nu (meeste gebouwen (78%) zitten al in label B/C klasse). De totale kosten voor renovatie bedragen naar schatting 210 miljoen euro Inschatting dat 10% extra warmte nodig is om in de vraag te voorzien om verliezen in het warmtenet op te vangen. Warmtebronnen o 479 TJ: 1 ultradiepe (5500m) geothermie putten nodig o 426 TJ: m2 zonnecollectoren (op dak, gevels en weiden) o 144 TJ: 10 MWth warmte uit oppervlaktewater o 296 TJ: 62 km wegdek met leidingen voor warmte o 80 TJ: 5,5 MWth warmte uit afvalwater 26

27 o 160 TJ: warmte uit koeling o 339 TJ: 52 GWh WKO collectief en 42 GWh individueel o 25 TJ: 7 GWh luchtwarmtepompen o 50 TJ: m2 gazonkoeling o 499 TJ: 26 miljoen m3 biogasproductie Extra elektriciteitsvraag van 124 GWh (20% van totale elektriciteitsvraag) Totale investeringskosten: 775 miljoen (= 1,1/GWh) Resterende CO2 uitstoot: 7,4 kton (i.v.m. biogas) (95% besparing) Dakoppervlak volledig benut voor zonnecollectoren, 8% van geothermie potentie (5500 m) en 1% van WKO Het verschil tussen LT+HT en LT+biogas zit vooral in de warmtebronnen waarbij geothermie is vervangen door biogas. Het is overigens nog onzeker of er genoeg biogas kan worden geproduceerd met biomassa uit de gemeente om aan de vraag te kunnen voldoen. Door het gebruik van biogas ligt de resterende CO2-uitstoot 5-6 maal hoger dan voor beide andere warmtebouwstenen. Voordelen Diversiteit in warmtebronnen Niet alle gebouwen hoeven maximaal geïsoleerd te worden (kern en buitengebied) Nadelen Gebruik van biogas leidt nog steeds tot CO2- uitstoot Elektrisch (ehp) Alles renoveren naar label A+ zorgt voor reductie in de warmtevraag van 21% ten opzichte van nu (meeste gebouwen (78%) zitten al in label B/C klasse) De totale kosten voor renovatie bedragen naar schatting 430 miljoen euro Warmtebronnen o 502 TJ: m2 zonnecollectoren (op dak, gevels en weiden) o 148 TJ: 10 MWth warmte uit oppervlaktewater o 323 TJ: 72 km wegdek met leidingen voor warmte o 78 TJ: 13,6 MWth warmte uit afvalwater o 160 TJ: warmte uit koeling o 290 TJ: 12 GWh WKO collectief en 69 GWh individueel o 399 TJ: 111 GWh luchtwarmtepompen o 57 TJ: m2 gazonkoeling o 82 TJ: 4,3 miljoen m3 biogasproductie Extra elektriciteitsvraag van 138 GWh (22% van totale elektriciteitsvraag) Totale investeringskosten: 954 miljoen (= 1,7 Meur/GWh) Resterende CO2 uitstoot: 1,2 kton (i.v.m. biogas) (99% besparing) Dakoppervlak wordt niet gebruikt voor zonnecollectoren en ook de geothermie potentie wordt niet benut, wel 1% van WKO potentie. In de ehp bouwsteen hoeft bijna 20% minder warmte te worden geproduceerd dan in de bouwstenen LT+HT en LT+biogas, doordat er minder warmtevraag is omdat alle gebouwen goed geïsoleerd zijn en doordat er geen warmtenet aanwezig is waar verliezen optreden. De kosten voor renovatie zijn bijna 2x zo hoog en de investeringskosten voor het totale energiesysteem liggen daarom ook 26% hoger. De elektriciteitsvraag voor dit systeem is bijna 2x zo hoog als voor beide voorgaande warmte bouwstenen. 27

28 Voordelen Er hoeven geen warmtenet en leidingen in wegdek te worden aangelegd Lagere warmtevraag Nadelen Grote renovatie-opgave Meer gedragsaanpassing nodig Mogelijke hogere integrale kosten Elektriciteit bouwstenen Dit is dus inclusief de aanvullende elektriciteits vraag vanuit warmte en verkeer. 100% lokale opwek/100% participatie Energiebronnen voor elektriciteitsproductie: o 358 GWh: 1,360,000 m2 PV op dak en 380,000 m2 op gevels o 65 GWh: 490,000 m2 zonnevelden o 163 GWh: 30 windturbines (van 3MW) binnen de gemeentegrenzen o 65 GWh: 144 kilometer elektriciteit uit wegdek Totale investeringskosten miljoen euro Geen resterende CO2-uitstoot (100% besparing t.o.v. 2016) 85% van het geschikte dakoppervlak wordt benut voor elektriciteitsproductie met PV In deze bouwsteen wordt de volledige elektriciteitsvraag binnen de gemeentegrenzen geproduceerd zonder CO2-uitstoot, met de nadruk op PV op daken (85% van dakoppervlak wordt benut) en windturbines, waar participatie en acceptatie van de inwoners een belangrijke voorwaarde voor is. Voordelen Hoge zelfvoorzienendheid en hogere prijsstabiliteit voor relatief lage kosten Nadelen Hoge participatiegraad nodig Meer ruimtebeslag (met name wind) Grotere impact op ruimtelijke kwaliteit 100% lokale opwek/50% participatie Energiebronnen voor elektriciteitsproductie: o 228 GWh: 910,000 m2 PV op dak en 190,000 m2op gevels o 130 GWh: 990,000 m2zonneveld o 98 GWh: 18 windturbines binnen de gemeentegrenzen o 130 GWh: 289 kilometer elektriciteit uit wegdek o 65 GWh: 7,4 MW vermogen aan waterkracht Totale investeringskosten miljoen euro Geen resterende CO2-uitstoot (100% besparing t.o.v. 2016) 57% van dakoppervlak wordt benut voor elektriciteitsproductie met PV Ook in deze bouwsteen wordt de volledige elektriciteitsvraag binnen de gemeentegrenzen geproduceerd zonder CO2-uitstoot, maar door de lagere participatie- en acceptatiegraad ligt de nadruk meer op PV-velden, elektriciteit uit wegdek en wat waterkracht. De investeringskosten liggen iets hoger (8%) dan voor beide andere elektriciteitsbouwstenen. Voordelen Haalbaar met gemiddelde participatie Hoge zelfvoorzienendheid en hogere prijsstabiliteit Nadelen Hogere integrale investeringskosten Hogere embodied CO2 28

29 75% lokale opwek/50% participatie Energiebronnen voor elektriciteitsproductie: o 228 GWh: 910,000 m2 PV op dak en 190,000 m2 op gevels o 91 GWh: 690,000 m2 zonnevelden o 65 GWh: 12 windturbines in de gemeentegrenzen en15 windturbines op zee o 65 GWh: 144 kilometer elektriciteit uit wegdek o 39 GWh: 4,5 MW vermogen aan waterkracht Totale investeringskosten miljoen euro Geen resterende CO2-uitstoot (100% besparing t.o.v. 2016) 57% van dakoppervlak wordt benut voor elektriciteitsproductie met PV In deze bouwsteen wordt ook uitgegaan van een lagere participatie- en acceptatiegraad, maar hier wordt 25% van de elektriciteitsvraag geïmporteerd vanuit wind op zee. De CO2-uitstoot blijft daarom 0. De investeringskosten zijn gelijk aan die voor de 100%/100% bouwsteen. Voordelen Minder seizoensopslag nodig door hoger windaanbod Haalbaar met gemiddelde participatie Lagere embodied CO2 Nadelen Mobiliteit bouwsteen EV plus Elektrisch vervoer o 80% van personenauto s o 100% van OV o 100% van bestelwagens o 10% van agrarische verkeer o Vrachtverkeer rijdt nog steeds op fossiele brandstoffen Extra elektriciteitsvraag voor verkeer komt uit op 161 GWh Brandstofverbruik gaat terug van 63 miljoen liter naar 6 miljoen De CO2-emissies nemen met 64% af naar 44 kton De investeringskosten voor laadinfra en meerkosten voor elektrische voertuigen worden geschat op 460 miljoen euro 29

30 Voor- en nadelen van de bouwstenen Overzicht van de voor- en nadelen van de verschillende warmte- en elektriciteitsbouwstenen. Bouwstenen warmte MIX (LT+HT) + Diversiteit in LT warmtebronnen + Niet alle gebouwen hoeven maximaal geïsoleerd te worden (kern) + Flexibiliteit in warmte-temperatuuraanbod - Beperkte opties voor HT opwek BioLaag (LT+biogas) + Diversiteit in warmtebronnen + Niet alle gebouwen hoeven maximaal geïsoleerd te worden (kern en buitengebied) - Gebruik van biogas leidt nog steeds tot CO2- uitstoot Elektrisch (ehp) + Er hoeven geen warmtenet en leidingen in wegdek te worden aangelegd + Lagere warmtevraag - Grote renovatie-opgave - Meer gedragsaanpassing nodig - Mogelijke hogere integrale kosten Bouwstenen elektriciteit 100% lokale opwek/100% participatie + Hoge zelfvoorzienendheid en hogere prijsstabiliteit voor relatief lage kosten - Hoge participatiegraad nodig - Meer ruimtebeslag (met name wind) - Grotere impact op ruimtelijke kwaliteit 100% lokale opwek/50% participatie + Haalbaar met gemiddelde participatie + Hoge zelfvoorzienendheid en hogere prijsstabiliteit - Hogere integrale investeringskosten - Hogere embodied CO2 75% lokale opwek/50% participatie + Minder seizoensopslag nodig door hoger windaanbod + Haalbaar met gemiddelde participatie + Lagere embodied CO2 30

31 Investerings kosten Kostenefficientie CO2 reductie Ruimtebeslag Ruimtelijke kwaliteit en gezondheid Gedragsaanpassing Overlast Finaal energie gebruik Energie-efficientie Productie duurzame energie Energieneutraal Benuting lokale capaciteit Zelfvoorzienend CO2-emissies Embodied CO2 Integraal overzicht resultaten per scenario Onderstaande tabel biedt een overzicht van de resulterende KPIs voor alle 9 scenario s en voor de huidige situatie (indien relevant). Deze KPIs bieden de gemeenten ondersteuning bij de afweging welk scenario, of welke scenario s, zij verder uit willen werken in de volgende fase. In de volgende twee paragrafen worden de resultaten van twee belangrijke KPIs (Kosten en Energiegebruik) kort toegelicht. Zie de bijlagen voor een uitgebreide toelichting op de berekening van de KPIs. Energie en klimaat Scenario Warmte Mobilite Elektriciteit Gj/inw/jr % Gj/inw/jr % % % t/inw/jr t/levensd uurjr/inw 1 A - Hoge eb - EV+ B - Zelfvoorz 58,4 94% 54,2 87% 50% 76% 0,52 0,91 2 A - Hoge eb - EV+ F - Zelfvoorz 58,4 94% 54,2 87% 43% 76% 0,52 0,94 3 A - Hoge eb - EV+ E - Gem part 58,4 94% 54,2 77% 43% 71% 0,52 0,80 4 B - LT netwb - EV+ B - Zelfvoorz 58,8 95% 53,9 87% 48% 76% 0,59 0,89 5 B - LT netwb - EV+ F - Zelfvoorz 58,8 95% 53,9 87% 41% 76% 0,59 0,93 6 B - LT netwb - EV+ E - Gem part 58,8 95% 53,9 77% 41% 70% 0,59 0,78 7 C - All elecb - EV+ B - Zelfvoorz 56,9 100% 49,2 86% 46% 72% 0,52 0,93 8 C - All elecb - EV+ F - Zelfvoorz 56,9 100% 49,2 86% 39% 72% 0,52 0,96 9 C - All elecb - EV+ E - Gem part 56,9 100% 49,2 75% 39% 67% 0,52 0,82 10 F - As-is F - As-is H - As-is 74,0 2,7 4% 1% 4,64 Economie Mens en omgeving Scenario Warmte Mobilite Elektriciteit k /inw /ton/jr m2/inw A - Hoge eb - EV+ B - Zelfvoorz 27, A - Hoge eb - EV+ F - Zelfvoorz 27, A - Hoge eb - EV+ E - Gem part 27, B - LT netwb - EV+ B - Zelfvoorz 27, B - LT netwb - EV+ F - Zelfvoorz 28, B - LT netwb - EV+ E - Gem part 27, C - All elecb - EV+ B - Zelfvoorz 29, C - All elecb - EV+ F - Zelfvoorz 30, C - All elecb - EV+ E - Gem part 29, F - As-is F - As-is H - As-is 0,01 31

32 Kosten van de scenario s De totale kosten van de scenario s in onderstaande tabel zijn over de levensduur van de deelsystemen (zie ook Annex K voor de kosten KPI beschrijving). Hierin hebben we mobiliteitskosten over 30 jaar meegenomen (investeringskosten zijn lager vanwege de verwachte levensduur van 15 jaar). Als vergelijkingsscenario is de huidige situatie meegenomen als scenario 10. Bij het as-is-scenario zijn we net zoals in de andere scenario s uitgegaan van kosten zonder belasting, in scenario 10 dus vooral fossiele brandstofkosten. Voor de scenario s met een deel LT warmtenet hebben we hoge netwerkkosten maar een lagere kostenpost voor isolatie en warmtepompen, waardoor de warmtesysteemkosten van de warmtenet scenario s per saldo toch lager uitkomt. Het verschil is echter niet zo groot dat de all-electric scenario s vervallen, dat zal per wijk/type huis bekeken moeten worden, mede a.d.h.v. isolatie opties. Het gemiddelde warmtesysteem kost 1150 miljoen, 33% meer dan de kosten van het huidige scenario 10. Voor de het mobiliteits-systeem gaan de meeste kosten naar elektrische auto s zelf, en ongeveer 1/3 van de kosten naar de elektriciteit zelf. Het gemiddelde mobiliteits-systeem kost 1340 miljoen, 11% meer dan de kosten van het huidige scenario 10. Dus bij een kostendaling van 14% van EVs is elektrisch rijden al aantrekkelijker (zonder belasting effecten) dan met huidige verbrandingsmotoren. Voor de het conventionele elektriciteits verbruik blijken de kosten ongeveer 510 miljoen te worden, dat is al 9% minder dan de huidige kosten. Hierbij dient wel aangetekend te worden dat de kosten van netverzwaring voor warmte en mobiliteits-systeem aan die systemen zijn toegewezen. Scenario Isolatie Warmtenet Warmtepompen en WKO Warmte rest Warmte elektriciteitskosten Warmte totaal Mobiliteit Mobiliteit elektriciteitskosten Mobiliteit totaal Elektriciteit totaal TOTAAL van alle energie kosten De totale systeem kosten zijn gemiddeld 3000 miljoen ten op zichte van de huidige kosten over 30 jaar van 2633 miljoen. De kosten van een nagenoeg CO2 neutraal systeem zijn daarmee maar 14% hoger. 32

33 In opvolging van de aanbeveling om verduurzamingsopties te vergelijken op kengetallen zoals Euro/GWh energie opgewekt of bespaard staat in onderstaande tabel (zie ook bijlage Q) een aantal van deze kentallen die in deze studie berekend zijn en/of meegenomen zijn. Deze variëren van 0.5 tot 3 Miljoen Euro/GWh in 30 jaar, bij 3 miljoen is dat dus 0,1 miljoen per GWh per jaar, en 0,1 Euro per kwh. Investeringskosten in miljoen euro per GWh ME/GWh Warmtebesparing d.m.v. isolatie 3,0 Warmtenetwerk 0,35 Warmtewinning voor/aan dit netwerk 1,0 Warmtepompsysteem (geen extra netwerk nodig) 2,4 Per type warmte: Geothermie 0,13 Warmte uit kanaal / oppervlakte water 0,28 Warmte uit wegdek 0,17 Warmte uit afvalwater 0,28 Warmte uit gazonkoeling 0,18 Elektriciteit netwerk verzwaring 1M/GWH Gemiddelde voor elektriciteit opwek Per type elektriciteit: PV(T) op dak 0,9 Building Integrated PV 2,3 PV(T) veld 1,1 Wind op land 0,8 Elektriciteit uit wegdek 2,9 Waterkracht 0,7 Wind op zee 1,1 Besparing in energievraag bij overgang naar EVs 1,4 Energiegebruik Figuur 16 schetst een overzicht van het energiegebruik per scenario. Het energieverbruik zal dalen ten opzichte van het huidige gebruik. Ook zal het totale energieverbruik in de scenario s met en elektrische warmtevoorziening lager zijn dan in de andere scenario s. Wat echter wel duidelijk is, is dat het elektrificeren van mobiliteit en van een deel van de warmtevoorziening ongeveer een verdubbeling van het elektriciteitsgebruik tot gevolg heeft. 33

34 Warmte opwek (TJ) Elektrisch verbruik (TJ) Brandstoffen (TJ) Figuur 16 Energieverbruik per scenario (nr. 10 is de huidige situatie) Opmerkingen bij de resultaten doorberekening van de scenario s Aannames Om opslag gedurende de dag/nacht te voorkomen is flexibiliteit van de elektriciteitsvraag nodig. We zijn ervan uit gegaan dat flexibiliteit van EVs (Elektrische Voertuigen) en ehps (elektrische warmtepompen) maximaal gebruikt wordt zodat er nauwelijks speciale batterijen nodig zijn voor dag/nacht opslag. Duurzame mobiliteit kost bij de gedane aannames meer dan het BAU scenario. De werkelijkheid is momenteel anders, dit komt door hoge belasting accijns/belastingen op brandstof. Beperkingen Bij de vaststelling en doorrekening van de scenario s is een aantal factoren niet meegenomen, mede omdat deze onbekend zijn of schijnnauwkeurigheid suggereren. Enkele van deze factoren zijn: - De mogelijke groei of krimp binnen het gebied in de periode tot Dit heeft invloed op de energievraag. - Toekomstige prijzen. We hebben de afgelopen jaren gezien dat veel prijzen van duurzame technologieën snel dalen. De weg richting een bepaald Target Energy System moet bepalen wanneer welke investering gedaan zal worden. In de huidige scenario s is gerekend met de meest recente prijzen die beschikbaar zijn. - Innovatie, zowel radicale in de vorm van nieuwe technologieën als incrementele innovaties die zorgen voor verbeterde prestaties van huidige technologieën. Er is bewust gekozen om te kijken wat er met de huidige stand van de techniek mogelijk is. - Veelbelovende verwachte innovaties zijn wel meegenomen, maar vaak voor een lager percentage in de energie opwek dan gangbaardere technieken, mede omdat de kosten ervan nog steeds relatief hoog zijn. 34

35 6. Conclusies en aanbevelingen Er zijn negen richtinggevende energiesystemen en scenario s voor Kromme Rijnstreek verkend. Uit de berekening van investeringskosten blijkt dat de kosten voor het gemiddelde warmtesysteem 33% meer zijn dan de kosten van het huidige systeem. Voor de het mobiliteitssysteem is dit maar 11% meer, en voor het huidige elektriciteits verbruik blijken de kosten zelfs 9% minder te zijn dan de huidige kosten. De kosten van een nagenoeg CO2 neutraal systeem zijn daarmee maar 14% hoger. Conclusies De belangrijkste conclusies uit deze verkenning zijn: Een bijna energieneutraal (tot 87%) en CO2 arm (89% CO2 reductie) energiesysteem is goed mogelijk in de Kromme Rijnstreek. Uit de gemaakte berekeningen blijkt (weliswaar met een onbekend grote marge en onzekerheid) dat de energietransitie (nagenoeg) terug te verdienen en betaalbaar is met huidige stand van de techniek, prijzen en levensduur. Dit wordt door andere studies bevestigd. De kosten van een CO2-arm toekomstig energiesystem zijn slechts 14% hoger dan het as-is scenario (met fossiele brandstof 30 jaar door gaan). De kosten van de bouwstenen voor warmte verschillen niet veel van elkaar. De kosten vallen echter wel in verschillende domeinen, zoals isolatie, warmtenetten, warmtepompen en WKO, en elektriciteitskosten voor het warmtesysteem. o De all-electric scenario s scoren wel slechter, maar de +/- 30% marge die is aangehouden maakt een goede keuze hiertussen nog niet mogelijk. De warmteinfrastructuur moet daarom mogelijk op kleinere schaal (buurten) en op basis van echte ontwerpen berekend worden door warmte experts, ook in combinatie met isolatie opties. De elektriciteitsbouwsteen 75% lokale opwek/50% participatie komt er relatief goed uit. Dit komt omdat hier meer windenergie in zit dan in andere scenario s. Meer wind heeft als voordeel ten opzichte van zon dat de opwek goedkoper is, de embodied CO2 lager is en er minder opslag nodig is; optimaal voor een lage seizoensopslag is een verdeling van rond de 65% van de energie uit wind en 35% uit zon. De transitie naar duurzame mobiliteit vormt geen direct probleem voor de netbelasting mits slim ingezet (niet gedurende de pieken), maar is eerder een oplossing in de zin van flexibiliteits- en opslagpotentieel. De kosten per bespaarde ton CO2 zijn boven de 300 Euro, dit lijkt hoog maar hier moet men rekening houden dat dit inclusief de infrastructuren en energie is (dus veel hoger dan soms voorgestelde CO2 taks). Er is een behoorlijke ruimtelijke impact met name gerelateerd aan de elektriciteitsproductie, tot 476 hectare in de bouwsteen 100% lokale opwek/100% participatie voor PV velden en windmolens. Algemene aanbevelingen ten behoeve van een energiesysteem Participatie en acceptatie nastreven is belangrijker dan zelfvoorzienend (off-grid gaan), omdat dat een betaalbaarder systeem oplevert. Maak duidelijk onderscheid in de aanpak voor een energiesysteem in het buitengebied en de kernen, opgesplitst naar oud en nieuwbouw. Benut flexibiliteit van EVs, ehps, koelhuizen voor elektriciteitsopslag. 35

36 Warmtebalans (met opslag) over seizoen en per bron (WKO) gaat belangrijker worden. De warmtevoorziening is een complex te berekenen en beslissen systeem. Hoe en hoeveel en in welke vorm opslag nodig/wenselijk is vergt nog verdere studie. De warmte oplossingen met opslag zouden daarom als systeem gesimuleerd moeten worden. Hoge temperatuur warmte is gevoelig door de beperktere aanbod opties. Het verdient aanbeveling om te streven naar een mix van bronnen. Een alternatieve warmte-bouwsteen die nog verkend kan worden, is bijvoorbeeld een hybride-warmtepomp systeem waarbij gebouwen niet maximaal geïsoleerd hoeven te worden, omdat de piekvraag opgevangen kan worden met biogas. Aanbevelingen voor vervolgstappen en acties Maak een eerste energie-roadmap voor de introductie en geleidelijke uitrol van het Target Energy System. Stel een programmateam samen dat deze roadmap faciliteert en ook de uitvoering en effectiviteit bewaakt; monitoring van plannen en resultaten is cruciaal. Creëer inzicht in beschikbaar beleidsinstrumentarium (over de domeinen heen) en maak gebruik van een mix (stimuleren, faciliteren, regisseren, co-creëren, investeren, afdwingen). Maak stappen in beleid van faciliteren naar regisseren. Voer no-regret maatregelen uit: bij alle nieuwbouw meteen de gemeenschappelijke componenten van de scenario s opleggen/meenemen: dus maximaal PV op daken, isolatie t/m A+, aardgasloos, waarschijnlijk een warmtenet of anders een warmtepomp per woning etc. Kijk uit voor mogelijk regret maatregelen: te ver isoleren voordat al voor een warmte-systeem gekozen is. Betrek alle stakeholders (burgers ook!), wel planmatig en gefaseerd. Start samen met woningbouwverenigingen en hun renovatieplannen een inventarisatie van de mogelijke verwarmingsopties (lage of hoge temperatuur verwarming,...). Maak de stap van integrale kosten naar een verdere uitsplitsing naar kosten en investeringen per (type) stakeholder. Met de stip op de horizon naar verschillende transitiepaden. Voer strakke regie op wat wel en wat niet binnen die paden past. Verdere aanbevelingen zijn Sorteer voor op nieuwe omgevingswet (2019) als kans voor integrale afweging. Verken mogelijke warmteopties in meer detail (geothermie, biogas, ), afhankelijk van de voorkeuren voor scenario s en bouwstenen. Analyseer concreet de mogelijkheden voor elektriciteitsopwekking (locaties, financiers, ) in meer detail om tot de geschetste hoeveelheden lokale wind- en zonne-energie te komen. Verken projectopties om meer innovatieve technologieën (voor b.v. seizoensopslag) te testen. Streef naar maximale participatie, daardoor is de transitie makkelijker (daken benutten), maar streef niet zelfvoorzienendheid als hoofddoel na. Wind is makkelijk en goed voor de energiebalans t.o.v. PV-panelen en kan van eigen gebied, uit de regio of van zee komen. Hiermee kan de ruimtelijke impact beter geoptimaliseerd worden. 36

37 Compensatie Inkoop duurzame energie Evt. Kernenergie Evt. Biomassa Bijlage A Doelstellingen, definities en afbakening Er bestaan veel verschillende doelstellingen ten aanzien van mitigatie en energie. De verschillen zitten vaak in de doelbron (klimaat, CO2, energie, fossiele brandstoffen, duurzame energie 5 ) en de ambitie (neutraal, 100% duurzaam, 0, vrij, autarkisch). De ambitie bepaalt of er wel of geen compensatie in tijd en ruimte mag plaatsvinden ten aanzien van de doelbron. In een energieautarkisch systeem worden pieken en dalen in de energievraag bijvoorbeeld binnen het gebied opgevangen; En in een CO2 neutraal systeem kunnen nog steeds CO2-emissies plaatsvinden die wel gecompenseerd worden, zodat er over een jaar gezien geen CO2-uitstoot is. Tabel 6 geeft een overzicht van mogelijke doelstellingen. Voor deze doelstellingen zijn verschillende definities in omloop met verschillen in nuances. Voor de eenduidigheid hanteert dit document de onderstaande definitie van een doelstelling en biedt een toelichting 6. Tabel 6 Overzicht van mogelijke doelstellingen en bijbehorende definities Doelstelling Definitie Autarkisch Zelfvoorzienend, inclusief dag/nacht- en seizoensopslag Nee Nee Ja Ja Energiepositief Energieproductie overstijgt het energiegebruik Ja Nee Ja Ja 100% duurzaam Alleen gebruik van duurzame energie Nee Ja Nee Ja CO2-vrij Geen uitstoot van CO2 Nee Ja Ja Nee Fossielvrij Geen fossiel energiegebruik Nee Ja Ja Ja 0-energie Netto geen impact van energiegebruik Ja Ja Nee Ja Energieneutraal Het energiegebruik wordt netto gedekt door energie-opwek Ja Ja Ja Ja Klimaatneutraal Netto geen uitstoot van broeikasgassen Ja Ja Ja Ja CO2-neutraal Netto geen uitstoot van CO2 Ja Ja Ja Ja Energie-autarkisch Het gebied is volledig zelfvoorzienend en vangt zelf pieken en dalen in vraag en aanbod op. Toelichting In principe wordt er geen energie geïmporteerd, dus ook geen elektriciteit, biomassa, biogas en kernenergie. Indien in het gebied zelf onvoldoende opwek-mogelijkheden zijn, kan opwek van energie buiten de grenzen toe worden gestaan, onder de voorwaarde dat het gebied 5 Duurzame energie wordt in dit document uitgelegd als hernieuwbare energie. 6 Op basis van onder andere: Rovers, R.F.M & Rovers, V. (2008). 0-energy or Carbon neutral? Systems and Definitions. Discussion paper WE (2009). Definities klimaat-, CO2- en energieneutraal. Rapport W/E Platform energietransitie Gebouwde Omgeving (2009). Stevige ambities, Klare taal! definiëring van doelstellingen en middelen bij energieneutrale, CO2-neutrale of Klimaatneutrale projecten in de gebouwde omgeving. 37

38 direct invloed heeft op en betrokken is bij deze energieopwekking, bijvoorbeeld door te investeren in windmolens op zee en/of biomassa/biogas te produceren binnen een bepaalde straal. Het simpelweg inkopen van groene stroom zou niet onder de definitie zelfvoorzienend vallen. Het gebied kan zelfs off-grid gaan en zich loskoppelen van het net. Energiepositief Het gebied produceert over een jaar gezien netto meer energie dan ze gebruikt. Toelichting Pieken en dalen in de energievraag kunnen worden opgevangen door uitwisseling met het net Duurzame energie kan binnen de gemeente worden opgewekt of op initiatief van de gemeente buiten de grenzen worden opgewekt (bv. investeren in windmolens op zee). Kernenergie is een mogelijkheid. Binnen deze definitie wordt vaak alleen de opwek van energie uit duurzame bronnen bedoeld. 100% Duurzame energie Er wordt alleen duurzame energie gebruikt binnen het gebied/door de gebruikers van het gebied. Toelichting Geen compensatie in tijd en ruimte Duurzame energie kan binnen de gemeente worden opgewekt, op initiatief van de gemeente buiten de grenzen worden opgewekt (bv. investeren in windmolens op zee), of door de inkoop van groene stroom met een goed GvO-certificaat. Geen kernenergie CO2-vrij De gemeente stoot geen CO2 meer uit. Toelichting Geen compensatie in tijd en ruimte De duurzame energie kan binnen de gemeente worden opgewekt, op initiatief van de gemeente buiten de grenzen worden opgewekt (bv. investeren in windmolens op zee), of door de inkoop van groene stroom met een goed GvO-certificaat. Omdat in het productieproces van biomassa nog CO2 wordt uitgestoten, kan biomassa onder deze definitie niet worden gebruikt. Kernenergie is een mogelijkheid Eventueel inclusief embodied CO2 Fossielvrij Er wordt geen fossiele energie gebruikt binnen het gebied/door de gebruikers van het gebied Toelichting Er is geen compensatie mogelijk in tijd en ruimte. De duurzame energie kan binnen de gemeente worden opgewekt, op initiatief van de gemeente buiten de grenzen worden opgewekt (bv. investeren in windmolens op zee), of door de inkoop van groene stroom met een goed GvO-certificaat. Kernenergie is een mogelijkheid 38

39 0-energie Het energiegebruik zelf kan niet tot 0 worden gereduceerd, maar hier wordt de impact van het energiegebruik bedoeld. 0-impact van energie betekent daarom netto geen depletie van grondstoffen en geen emissies door gebruik van duurzame energie. Toelichting Pieken en dalen in de energievraag kunnen worden opgevangen door uitwisseling met het net Duurzame energie kan binnen de gemeente worden opgewekt of op initiatief van de gemeente buiten de grenzen worden opgewekt (bv. investeren in windmolens op zee), of door de inkoop van groene stroom met een goed GvO-certificaat. Geen depletie van grondstoffen, dus ook geen kernenergie. (Het gebruik van eindige grondstoffen is alleen toegestaan als deze ook weer worden aangevuld.) Compensatie mogelijk voor de CO2-uitstoot, zoals bosaanplant (onder strikte voorwaarden), CO2-afvang en opslag en handel in CO2-certificaten. Energieneutraal Er wordt netto niet meer energie gebruikt dan er vanuit bronnen aan het systeem wordt toegeleverd. Toelichting Pieken en dalen in de energievraag kunnen worden opgevangen door uitwisseling met het net Duurzame energie kan binnen de gemeente worden opgewekt, op initiatief van de gemeente buiten de grenzen worden opgewekt (bv. investeren in windmolens op zee), of door de inkoop van groene stroom met een goed GvO-certificaat. Binnen deze definitie wordt vaak alleen de opwek van energie uit duurzame bronnen bedoeld. Klimaatneutraal De gemeente stoot over een jaar gezien netto geen broeikasgassen uit. Toelichting Behalve CO2, dat sterk gerelateerd is aan het energiegebruik, worden in deze definitie ook de andere broeikasgassen meegenomen: methaan (CH4), lachgas (N2O) en fluorgassen HFKs, PFKs en SF6). Deze gassen zijn bijvoorbeeld afkomstig uit de koelsector, aluminiumproductie, afvalstortplaatsen, de olie- en gassector en producenten van HFCF22. Compensatie mogelijk voor de resterende uitstoot van broeikasgasemissies. CO2-neutraal De gemeente stoot over een jaar gezien netto geen CO2-emissies uit. Toelichting Compensatie mogelijk voor de CO2-uitstoot, zoals bosaanplant (onder strikte voorwaarden), CO2-afvang en opslag en handel in CO2-certificaten. Eventueel inclusief embodied CO2 39

40 Bijlage B Belangrijkste databronnen en tools Voor de berekeningen van het Target Energy System zijn verscheidene databronnen en tools gebruikt. De belangrijkste worden in deze bijlage kort beschreven. Klimaatmonitor De Klimaatmonitor geeft voor alle gemeentes, regio s en provincies de CO2-uitstoot, het energiegebruik en de opwekking van hernieuwbare energie. De energiegebruiken kunnen uitgesplitst worden naar energiedragers en naar woningtypes, wijken en buurten. De database biedt een veelvoud aan presentatiemogelijkheden, waaronder landkaarten die de geografische verdeling van de gegevens over wijken en buurten inzichtelijk maken. Als voorbeeld hier voor de gemeente Houten de CO2-uitstoot per sector, verschillende jaartallen kunnen geselecteerd worden. Zie verder _321&inp_comp=provincie&tabid=t1 Klimaatmonitor is een complete database met veel presentatiemogelijkheden, bekend en gebruikt bij meerdere gemeentes, zoals CO2-emissie trends. 40

41 PICO PICO (Project Innovatieve Communicatie- en Ontwerptool) is een tool ontwikkeld door het consortium: Geodan, TNO, Alliander, Ecofys, NRG031 en ESRI. PICO is een tool dat energieprofessionals kunnen gebruiken om te kijken waar welke maatregelen op lokaal niveau het beste genomen kunnen worden om de energietransitie te verwezenlijken. Zie ook De tool zelf is beschikbaar op Hier een voorbeeld van investeringskosten van bespaarmaatregelen zoals een isolatie naar label B. PICO is in deze studie vooral gebruikt om een aantal investeringen te berekenen en ook om het PV potentieel in kaart te brengen. Energie in Beeld Netbeheerders Enexis, Liander en Stedin hebben Energie in beeld speciaal voor gemeenten ontwikkeld. Energie in beeld is voor gemeenten en provincies met Enexis, Liander, Endinet, Stedin, Cogas en Westland Infra als netbeheerder. Tweemaal per jaar worden de verbruiks- en opwekgegevens geüpdate. Dit is eind februari en eind augustus, zo blijft de website voorzien van actuele gegevens. De initiatiefnemers streven naar een landelijke dekking van Energie in beeld en verwelkomen andere netbeheerders om deel te nemen aan het initiatief. Met Energie in beeld ziet u eenvoudig hoeveel energie uw gemeente verbruikt en opwekt. Dankzij een visuele weergave van uw gemeente leest u gemakkelijk af welke gebieden uw aandacht vragen. Met behulp van kleurvlakken ziet u waar burgers en bedrijven veel of juist weinig energie verbruiken of opwekken. Vanwege privacy tonen we geen gegevens op individueel niveau, maar uitsluitend op postcode- en buurtniveau. Door het verbruik te filteren op energiesoort, jaar of gebruiker (particulier of zakelijk), krijgt u een gedetailleerd inzicht in hoe de energie in uw gemeente verbruikt wordt. Met de dienst kunt u binnen uw gemeente onder andere: de hoeveelheid verbruikte energie inzien; de hoeveelheid opgewekte energie inzien; verhouding van particulier en zakelijk energieverbruik vergelijken; verbruik op provincie, gemeente, buurt en postcodegebied vergelijken; historische gegevens vanaf 2008 inzien; Energie in beeld bevat een goede visualisatie met GIS; wordt 2x per jaar een update, maar nog niet alle netbeheerders zijn aangesloten. 41

42 Nationale Energie Atlas De NEA biedt kaarten over huidig energiegebruik (gas, elektriciteit, warmte en enkele sectoren) en duurzame energie. De atlas geeft ook inzicht in de potentie van gebieden voor verduurzaming. De NEA gebruikt gegevens en functionaliteiten uit Klimaatmonitor. De ontwikkeling van de Nationale Energie Atlas is gefinancierd door de ministeries van Infrastructuur en Milieu, Economische Zaken, Netbeheer Nederland en negen koplopergemeenten/regio's. Brondata en verwerking energiegebruik: In deze studie zijn geen gegevens uit NEA gebruikt. Vesta Het ruimtelijk energiemodel Vesta heeft als doel om het energiegebruik en de CO2-uitstoot van de gebouwde omgeving (woningen, kantoren, winkels, ziekenhuizen e.d.) en de glastuinbouw te verkennen voor de periode van 2010 tot Daarbij kan het model de effecten van gebouwmaatregelen en gebiedsmaatregelen voor warmtelevering analyseren voor vermeden CO2- uitstoot, energiegebruik, investeringskosten en financiële opbrengsten. Vesta gegevens zijn in deze studie deels direct gebruikt (kosten warmtenetwerk), maar ook PICO maakt gebruik van het VESTA-model. Voor meer informatie over VESTA zie de website van het PBL Nationale Energieverkenning 2016 Voor een aantal toekomsttrend is gebruik gemaakt van de Nationale Energieverkenning, zie ook 42

43 Bijlage C KPI Finale energiegebruik Definitie Jaarlijkse finale energiegebruik door eindgebruikers voor alle energiedragers en alle sectoren (GJ/inwoner/jaar) Bouwstenen Warmte Mix (LT + HT) In dit scenario is aangenomen dat alle gebouwen gasloos zijn. Er is uiteraard wel nog een warmtevraag. Om gebouwen goed te kunnen verwarmen op warmte met lage temperatuur is aangenomen dat een gebouw in de kernen minimaal label B moet hebben en dat gebouwen van vóór 1920 niet meer grondig gerenoveerd zullen worden, omdat dit niet haalbaar of wenselijk (bijvoorbeeld monumentale panden) is. Figuur 4-7 in hoofdstuk 2 geeft de leeftijdsspreiding van de gebouwvoorraad in de Kromme Rijnstreek. De gebouwen ouder dan 100 jaar zullen daarom worden aangesloten op een hoge temperatuur warmtenet. Warmtevraag Met Vesta/Pico (zie Bijlage B) is berekend dat indien alle gebouwen van na 1920 worden gerenoveerd tot label B, dit een energiebesparing zou opleveren van 13% of 341 TJ ten opzichte van het huidige gebruik. De warmtevraag voor deze bouwsteen komt daarmee uit op TJ. Warmte-opwek Omdat er verliezen optreden in de netwerken bij de distributie van warmte, moet er meer warmte worden opgewekt dan de vraag. In deze studie is een aanname gedaan over de verliezen in de warmtenetten van 10% in een lage temperatuurnet en 15% in een hoge temperatuur net (zie ook Bijlage D KPI Energie Efficiëntie). Met de verdeling HT en LT netten wordt het verlies geschat op 12%, waarmee de warmte die moet worden geproduceerd uitkomt op TJ. Consequenties voor de elektriciteitsvraag De elektriciteitsvraag zal verder toenemen door het gebruik van (warmte)pompen voor warmtenetten. In deze bouwsteen wordt het elektriciteitsgebruik voor (warmte)pompen geschat op 116 GWh. BioLaag (LT + biogas) Om gebouwen goed te kunnen verwarmen op warmte met lage temperatuur is aangenomen dat een gebouw in de kernen minimaal label B moet hebben en dat gebouwen van vóór 1920 niet meer grondig gerenoveerd zullen worden, omdat dit niet haalbaar of wenselijk (bijvoorbeeld monumentale panden) is. Figuur 4-7 in hoofdstuk 2 geeft de leeftijdsspreiding van de gebouwvoorraad in de Kromme Rijnstreek. In tegenstelling tot het scenario LT+HT zullen de gebouwen ouder dan 100 jaar via het oude gasleidingnetwerk worden voorzien van biogas. Warmtevraag Met Vesta/Pico (zie Bijlage B) is berekend dat indien alle gebouwen van na 1920 worden gerenoveerd tot label B, dit een energiebesparing zou opleveren van 13% of 341 TJ ten opzichte van het huidige gebruik. De warmtevraag voor deze bouwsteen komt daarmee uit op TJ. 43

44 Warmte-opwek Omdat er verliezen optreden in de netwerken bij de distributie van warmte, moet er meer warmte worden opgewekt dan de vraag. In deze studie is een aanname gedaan over de verliezen in de warmtenetten van 10% in een lage temperatuurnet (zie ook Bijlage D KPI Energie Efficiëntie). De warmte die moet worden geproduceerd komt daarmee uit op TJ. Consequenties voor de elektriciteitsvraag De elektriciteitsvraag zal verder toenemen door het gebruik van (warmte)pompen voor warmtenetten. In deze bouwsteen wordt het elektriciteitsgebruik voor (warmte)pompen geschat op 124 GWh. Elektrisch In dit scenario is aangenomen dat alle gebouwen gasloos zijn en in hun warmte worden voorzien door elektrische warmtepompen, zowel in de kernen als het buitengebied, die warmte halen uit een (kleine collectieve) WKO of uit de lucht, zonder aangesloten te zijn op een warmtenet. Warmtevraag Om gebouwen goed te kunnen verwarmen met elektrische warmtepompen moet een gebouw minimaal label A+ hebben. Als aanname voor deze bouwsteen worden alle gebouwen daarom gerenoveerd tot label A+. Met Vesta/Pico berekeningen (zie Bijlage B) zou de warmtevraag afnemen met 22% of 551 TJ tot TJ. Warmte-opwek Omdat er in deze bouwsteen geen warmtenetten worden aangelegd treden er ook geen verliezen op in de distributie van warmte (zie ook Bijlage D KPI Energie Efficiëntie). Consequenties voor de elektriciteitsvraag De elektriciteitsvraag zal verder toenemen door het gebruik van (warmte)pompen voor warmtenetten. In deze bouwsteen wordt het elektriciteitsgebruik voor (warmte)pompen geschat op 138 GWh. Bouwstenen Elektriciteit De toekomstige elektriciteitsvraag voor de verschillende bouwstenen wordt opgebouwd uit een viertal componenten: 1. De huidige vraag, zie hoofdstuk 2 2. De verwachte elektriciteitsvraag bij een business-as-usual scenario, zie een toelichting hieronder 3. De extra elektriciteitsvraag voor elektrisch vervoer, zie de mobiliteitsbouwsteen hieronder. 4. De extra elektriciteitsvraag voor (warmte)pompen, zie hierboven De eerste drie componenten zijn voor elke elektriciteitsbouwsteen gelijk, de laatste is afhankelijk van de warmte-bouwsteen, waardoor er 3 verschillende elektriciteitsvragen zijn. Om de vergelijkbaarheid tussen scenario s te behouden is er in verdere berekeningen van uitgegaan dat in elk scenario dezelfde hoeveelheid elektriciteit moet worden opgewekt, namelijk 650 GWh (het hoogste cijfer naar boven afgerond). 44

45 BAU vraag Warmtepompen Elektrisch Vervoer Totale vraag MIX met iedereen 322,57 116,11 160,83 599,51 MIX met de helft 322,57 116,11 160,83 599,51 MIX met de helft en buiten 322,57 116,11 160,83 599,51 BioLaag met iedereen 322,57 124,33 160,83 607,74 BioLaag met de helft 322,57 124,33 160,83 607,74 BioLaag met de helft en buiten 322,57 124,33 160,83 607,74 Elektrisch met iedereen 322,57 137,51 160,83 620,91 Elektrisch met de helft 322,57 137,51 160,83 620,91 Elektrisch met de helft en buiten 322,57 137,51 160,83 620,91 Huidig 310,69 0,00 0,00 310,69 BAU elektriciteitsvraag Om schattingen te doen van het energiegebruik in de toekomst bij een business-as-usual scenario is uit gegaan van de Nationale Energieverkenning In deze verkenning zijn berekeningen gemaakt voor het energiegebruik in Nederland (in 2020 en 2030) op basis van vastgesteld en voorgenomen beleid. Deze cijfers zijn naar verhouding overgenomen om het energiegebruik van de gemeentes te berekenen. Tabel 7 Verschil in verwacht in elektriciteitsgebruik in 2030 ten op zichte van 2015 op basis van de Nationale Energieverkenning Sector Verschil met 2015 (%) Opmerkingen Woningen -10% Incl. stijgende vraag warmtepompen, exclusief stijgende vraag EV Diensten +6% Industrie +7% Land- en tuinbouw 0% Verkeer en vervoer +150% 147 kwh pp in 2030 Bouwsteen Mobiliteit EV plus Om het energiegebruik van verkeer en vervoer in de toekomst te berekenen, zijn de gegevens over het huidige brandstofverbruik (verdeeld naar benzine, diesel en LPG) per voertuigtype (personenauto, logistiek, OV, agrarische n vrachtauto) omgerekend naar gereden voertuigkilometers op basis van verbruiksgegevens uit de meetcampagne Praktijkemissies TNO 8. Hierbij is aangenomen dat het aantal voertuigkilometers niet is veranderd in de toekomst. In hoofdstuk 4 is te zien aannames gedaan in de EV plus bouwsteen over de intreding van elektrisch vervoer voor verschillende voertuigtypes. Deze aannames veronderstellen een veel snellere toetreding dan wat is aangenomen in de Nationale Energieverkenning 2016, waar alleen is gekeken 7 K. Schoots, M. Hekkenberg en P. Hammingh (2016), Nationale Energieverkenning ECN-O Petten: Energieonderzoek Centrum Nederland. 8 Gemiddeldes uit praktijkmeetcampagne (i.o. Min. Van I&M) Emissies van nieuwverkopen EURO 5/ EURO V 45

46 naar vastgesteld en voorgenomen beleid. Huidige ontwikkelingen in de elektrificering van vervoer 9 bieden echter voldoende grond om elektrisch vervoer een veel grotere rol te laten spelen in Met deze gegevens kunnen de voertuigkilometers per brandstofsoort en voertuigtype worden berekend voor 2040, zie Tabel 8. Tabel 8 Voertuigkilometers in de EV plus bouwsteen Elektrisch Benzine Diesel LPG Totaal Personenauto's OV Logistiek Agrarisch Vrachtauto Totaal Consequenties voor de elektriciteitsvraag Met Tabel 8 kan de benodigde elektriciteitsvraag worden berekend. Hiervoor zijn de verbruiksgegevens aangehouden zoals in Tabel Deze aanname is gebaseerd op de huidige stand van de technologie. De efficiëntie van deze technieken zal verbeteren, maar deze is moeilijk te voorspellen en daarom buiten beschouwing gelaten. De totale elektriciteitsvraag voor de EV plus bouwsteen komt daarmee uit op 161 GWh. Tabel 9 Aangenomen elektrische energie opname per km voor verschillende elektrische voertuigen Verbruik (kwh/km) Personenauto's 0,235 OV (excl. rail) (=Bus) 1,25 Logistiek (=Bestelauto) 0,2585 Agrarisch (=Speciaal voertuig) 1,5625 Vrachtauto (excl./incl. trekker voor 1,25 oplegger) Brandstofgebruik De voertuigkilometers uit Tabel 8 kunnen weer worden omgerekend naar brandstofgebruik op basis van verbruiksgegevens uit de meetcampagne Praktijkemissies TNO, zie Tabel 10. Het totale brandstofgebruik komt daarmee op bijna 19,5 miljoen liter. Tabel 10 Brandstofverbruik in de EV plus bouwsteen Benzine Diesel LPG Personenauto's OV (excl. rail) (=Bus) Logistiek (=Bestelauto) Agrarisch (=Speciaal voertuig) Vrachtauto (excl./incl. trekker voor oplegger) Totaal Een van deze verwachtingen is bijvoorbeeld dat de aanschafprijs van een elektrische personenauto al in 2023 goedkoper zal zijn dan een auto op fossiele brandstoffen. (zie website EAFO) 10 Factsheets Brandstoffen voor het wegverkeer, tweede versie, CE Delft en TNO (2014) 46

47 Bijlage D KPI Energie-efficiëntie Definitie Percentage finale energiegebruik van het totale energiegebruik (%) Toelichting Deze indicator inventariseert de efficiëntie waarmee in het systeem energie wordt opgewekt en gedistribueerd. De opwek en productie van energie kost ook energie en in de distributie van (duurzame) energie gaat ook weer energie verloren. Naast de indicator Finale energiegebruik is daarom ook gekeken naar het totale energiegebruik dat nodig is en moet worden opgewekt om aan de energievraag te kunnen voldoen. Dit geeft een beeld van de efficiëntie van de systemen en technologieën die in de TES scenario s gebruikt worden. In deze studie is een aanname gedaan over de verliezen in de warmtenetten van 10% in een lage temperatuurnet en 15% in een hoge temperatuur net. Deze indicator kan worden uitgebreid door bijvoorbeeld ook de efficiëntie van warmtepompen en biovergisters mee te nemen en de verliezen in het (lange afstands)elektriciteitsnet (bijvoorbeeld offshore windmolens). Met de hierboven genoemde aanname heeft de indicator alleen betrekking op de warmtebouwstenen Mix en BioLaag. De indicator wordt bereken door het finaal energiegebruik te delen door het totale energiegebruik van het systeem. Alle scenario s met de Mix -bouwsteen zijn 94% efficiënt, alle scenario s met de bouwsteen BioLaag zijn 95% efficiënt. 47

48 Bijlage E KPI Duurzame energieproductie Definitie Jaarlijkse productie van duurzame energie 11 binnen de gemeentegrenzen (GJ/inwoner/jaar). Warmte Figuur 12 in hoofdstuk 3 geeft weer met welke energiebronnen de warmtevraag wordt opgewekt in de 3 gekozen bouwstenen voor warmte: Geothermie WKO en warmtepomp (collectief, per huis) Zonnecollectoren Warmte uit oppervlaktewater, wegdek, afvalwater, koeling, lucht, gazonkoeling Gasketels met biogas Al deze bronnen zijn 100% duurzaam, waardoor de volledige warmtevraag in elke bouwsteen duurzaam wordt opgewekt: TJ in MIX (LT+HT), TJ in BioLaag (LT+biogas) en TJ in Elektrisch (ehp). Elektriciteit A LOKAAL opwekken van 1*BAU verbruik B 100%/100% (ZELFVOORZIENEND) opwekken van 2*BAU C ENERGIEPOSITIEF lokaal opwekken van 3*BAU D NIMBY 1*BAU verbruik, participatie 0% E 75%/50% (GEMATIGDE PARTICIPATIE met import) 2*BAU F 100%/50% (ZELFVOORZIENEND MET GEMATIGDE PARTICIPATIE) 2*BAU G MAINSTREAM 2*BAU % GWh % GWh % GWh % GWh % GWh % GWh % GWh % GWh Vraag Binnen gemeente- grenzen PV op dak 70% % % % 98 30% % % 195 8% 25 Build.Int.PV 5% 16 10% 65 15% 146 3% 20 5% 33 5% PV veld 0 10% 65 7% 68 10% 65 14% 91 20% Wind op gebouw 0 0 1% Wind op land 25% 81 25% % % 65 15% 98 10% 65 0 uwkk WKK Elektriciteit uit wegdek 0% 0 10% 65 10% 98 20% % 65 20% % 65 0 Waterkracht 0 0 2% 20 6% 39 6% 39 10% Regionaal Wind in regio % PV velden PV op industrie/loods/winkels WKK naast wijk Nationaal Wind op zee % % % Getijden Osmose InternationWaterkracht (bijv. Noorwegen PV (bijv. Spanje, Sahara) Kernenergie (bijv. Frankrijk) Fossiel % % % % % % % % % 311 Figuur 13 in hoofdstuk 3 geeft weer met welke energiebronnen de elektriciteitsvraag wordt opgewekt in de 3 gekozen bouwstenen voor elektriciteit: PV (op daken, gevels, velden en in wegdek) Wind (binnen de gemeente en op zee) Waterkracht Al deze bronnen zijn 100% duurzaam, waardoor de volledige elektriciteitsvraag in elke bouwsteen duurzaam wordt opgewekt. Omdat de elektriciteitsopwekking in elke bouwsteen gelijk is getrokken H AS-IS 11 Met duurzame energie wordt de energie bedoeld die is opgewekt uit hernieuwbare bronnen 48

49 (zie hoofdstuk 3) is de totale duurzame opwek van elektriciteit 650 GWh voor alle scenario s. Het teveel (of eventueel tekort) wordt in de kosten wel verkocht (ingekocht) Bijlage F KPI Directe CO2 emissies Definitie Jaarlijkse CO2 emissies gerelateerd aan het totale energiegebruik (tco2/inwoner/jaar). Warmte Van de warmtebronnen zoals hierboven aangegeven onder Duurzame energieproductie zorgt alleen biogas voor CO2-emissies. De emissiefactor van 14,8 kg CO2/GJ die hiervoor is aangehouden is afkomstig van de website 12 De uitstootcijfers voor de 3 bouwstenen komen daarmee uit op: MIX (LT+HT): 1,51 kton CO2 BioLaag (LT+biogas): 7,39 kton CO2 Elektrisch (ehp) 1,21 kton CO2 Elektriciteit Geen van bronnen voor elektriciteitsopwekking (zie ook Duurzame energieproductie hierboven) heeft een CO2-uitstoot. Mobiliteit In de bouwsteen EV plus wordt nog zo n 19,5 miljoen liter brandstof gebruikt voor verkeer en vervoer, die voor 2/3 uit diesel bestaat (zie ook KPI Finale Energiegebruik). Met de emissiefactoren uit de meetcampagne Praktijkemissies TNO 13 zou de totale CO2-uitstoot uitkomen op zo n 44 kton (well-to-wheel) (ten opzichte van ruim 120 kton in 2014). Bijlage G KPI Benutting opwekpotentie Definitie Percentage duurzame opwek van de maximale productiecapaciteit (%) Elektriciteit Voor PV op daken is gekeken wat de maximale opwekcapaciteit zou zijn binnen de Krommerijnstreek. Voor de andere mogelijke energiebronnen voor elektriciteit is het lastiger om een maximum te bepalen omdat er geen theoretische limiet kan worden bepaald (PV-velden, elektriciteit uit wegdek, wind binnen de gemeentegrenzen en op zee) of omdat er geen gegevens bekend zijn over de limieten (PV op gevels, waterkracht) Met Vesta/Pico/Geodan kan de opwekpotentie voor elektriciteit op daken worden geschat waarbij onder andere het totale (huidige) dakoppervlak van woningen en utiliteit wordt meegenomen, evenals de oriëntatie en het daktype. In Tabel 11 is per gemeente aangegeven wat de maximale opwekcapaciteit is. 12 Deze emissiefactor zal in de toekomst kleiner worden, omdat het energiegebruik in de achterliggende processen voor de productie en distributie van biomassa ook zullen verduurzamen. 13 Werkelijke emissies van nieuw verkochte voertuigen (personenauto s en middelzware vrachtauto s) gemiddeld naar benzine, diesel, LPG en CNG. 49

50 Tabel 11 maximale opwekpotentie met PV panelen op daken in de Kromme Rijnstreek GWh/jaar Houten 173 Wijk bij Duurstede 91 Bunnik 79 Totaal 343 In totaal kan in de Krommerijnstreek 343 GWh aan elektriciteit worden opgewekt met zonnepanelen op daken. De onderstaande tabel geeft aan in hoeverre de bouwstenen deze potentie benutten. Bouwsteen Elektriciteit GWh opwek met zon PV op daken % benutting 100%/100% % 100%/50% % 75%/50% % Huidig 7 2% Warmte Voor warmte is gekeken naar de opwekpotentie van zonnecollectoren, geothermie, WKO en biomassa voor biogas. De eerste drie zijn berekend met PICO/Vesta. Voor zonnecollectoren is uitgegaan van gebruik van het dakoppervlak tot 4 GJ per woning en het volledige dakoppervlak van utiliteitsgebouwen. Hier ontstaat dus een overlap in ruimtegebruik met zonnepanelen voor elektriciteitsproductie. Met deze overlap is nu geen rekening gehouden in de berekening van de maximale opwekcapaciteit, waardoor het totaal hoger is dan in de praktijk mogelijk is. Vesta/Pico is ook gebruikt om de opwekpotentie van warmte uit geothermie te berekenen. Hierbij is ervan uitgegaan dat de boring op meter diepte plaatsvindt, een diepte waar overal in Nederland hoge temperatuur warmte kan worden gewonnen. Met hetzelfde instrument is de potentie voor warmte-koude opslag berekend. Deze potentie is uiteraard alleen van toepassing indien de warmte en koude in balans zijn en niet worden uitgeput. Ecofys 14 heeft voor de provincie Utrecht geïnventariseerd hoeveel biomassa er vrij komt en wat het energetisch potentieel hiervan is. Helaas waren de gegevens in het rapport zelf niet gedetailleerd genoeg om uitspraken te kunnen doen voor de drie betrokken gemeentes. Indien men hier meer over wilt weten zou Ecofys zelf benaderd kunnen worden. Om toch een eerste idee te krijgen van de potentie is nog gekeken naar de biovergister die gepland is in Cothen. Deze zou jaarlijks ton mest uit de regio verwerken en daarmee zo n 132 TJ produceren. In de warmtebouwsteen Mix (LT+HT) en Elektrisch (ehp) wordt minder dan dat gebruikt, in BioLaag (LT+biogas) meer, bijna 500 TJ. Tabel 12 Maximale opwekpotentie voor warmte in de Kromme Rijnstreek Zonnecollectoren (TJ/jaar) WKO (TJ/jaar) Geothermie (TJ/jaar) Houten Wijk bij Duurstede Bunnik Totaal Ecofys (2011). Biomassapotentieel Provincie Utrecht. 50

51 De onderstaande tabel geeft aan in hoeverre de bouwstenen deze potentie benutten. Opwek (TJ) Benutting (%) Bouwsteen Zonnecollectoren* Geothermie WKO Zonnecollectoren Geothermie WKO LT + HT 167 (424) % 15% 1% LT + biogas 167 (425) % 8% 1% Elektrisch 167 (502) % 0% 1% * De opwekpotentie van zonnecollectoren veronderstelt nu maximaal 4 GJ per dak. De maximale potentie is daarmee groter, zeker als ook zonnecollectoren op gevels en in velden worden meegenomen. De warmte bouwstenen gaan dan ook uit van meer opwekking door zonnecollectoren. De opwek op daken is voor deze indicatoren op het maximum gesteld. Resultaat Het uiteindelijke KPI resultaat is een gemiddelde van de bovenstaande 4 percentages. Bijlage H KPI Energieneutraliteit Definitie Percentage duurzame opwek binnen de gemeentegrenzen van het jaarlijkse totale energiegebruik (%) Opwek (TJ) Totale energiegebruik (TJ) Bouwsteen Bouwsteen Warmte Elektriciteit Elektriciteit Warmte Bouwsteen Bouwsteen % Warmte Elektriciteit LT+HT 100%/100% % LT+HT 100%/50% % LT+HT 75%/50% % LT+biogas 100%/100% % LT+biogas 100%/50% % LT+biogas 75%/50% % ehp 100%/100% % ehp 100%/50% % Huidig % Energieneutraal (%) Bijlage I KPI Zelfvoorzienendheid Definitie Percentage duurzame elektriciteitsopwek binnen de gemeentegrenzen dat direct gebruikt kan worden zonder opslag (%) 15 Toelichting Deze indicator geeft de zelfvoorzienendheid op gebied van duurzame lokale elektrische energie (duurzame warmte komt bijna altijd uit een soort lokale opslag (van geothermie tot WKO)). Figuur 15 En KPI zelfvoorzienendheid in de tijd (aantal uren per jaar bijvoorbeeld) is niet gekozen omdat bij systemen met veel wind en zon-energie, de KPI zelfvoorzienendheid na verloop van tijd naar 50% van de tijd gaat (helft van de tijd is er overschot en andere helft een tekort). 51

52 17 laat zien hoe het variabele aanbod (grijze lijn) sterk over de 365 dagen van het jaar varieert met een sterke piek rond de zomer, terwijl de meeste energie in de winter nodig is (oranje lijn). De blauwe lijn geeft de vulgraad van de opslag aan, maximaal gevuld in oktober en nagenoeg leeg aan einde van de winter eind maart (er is geen schaal aangegeven omdat deze genormaliseerd en daardoor dan beter zichtbaar is). Figuur 17 Opwek, vraag en opslag in scenario 7 Er is hier expliciet gekozen voor percentage energie dat direct gebruikt kan worden, zodat duidelijk wordt hoeveel (lokale) elektriciteits seizoensopslag (met hoge kosten) nog gerealiseerd zou moeten worden om 100% zelfvoorzienendheid te bereiken. Elektriciteit In de tabel is duidelijk het effect van meer windenergie te zien. Het percentage van de totale elektriciteit dat opgeslagen moet worden neemt dan af, waardoor het verschil tussen de scenario s in zelfvoorzienendheid minder groot wordt. Opwek (TJ) Energieneutraal (%) Percentage elektriciteit zonder opslag Bouwsteen Bouwsteen Warmte Elektriciteit Warmte Elektriciteit LT+HT 100%/100% % 72% 76% LT+HT 100%/50% % 72% 76% LT+HT 75%/50% % 78% 71% LT+biogas 100%/100% % 72% 76% LT+biogas 100%/50% % 72% 76% LT+biogas 75%/50% % 78% 70% ehp 100%/100% % 69% 72% ehp 100%/50% % 69% 72% ehp 75%/50% % 75% 67% Huidig % 4% 4% Zelfvoorzienend (%) 52

53 Bijlage J KPI Embodied CO2 Definitie CO2-emissies gerelateerd aan de productie (incl. winning van grondstoffen en de afvalverwerking van de infrastructuur van het energiesysteem gedeeld door het aantal jaar dat (de onderdelen van) het systeem mee gaat (t CO2/inwoner/jaar) Algemeen De voorgestelde scenario s maken gebruik van een brede selectie aan technieken, installaties en infrastructuur. Het materiaalgebruik, de productie en afvalverwerking van deze infrastructuur gaat gepaard met CO2 emissies. Hoewel deze emissies in veel gevallen niet plaatsvinden binnen de Kromme Rijnstreek, worden ze wel beïnvloed door keuzes die gemaakt worden in het ontwerp van het Target Energy System. Naarmate de directe emissies van brandstofgebruik in het Kromme Rijnstreek afnemen, worden de embodied CO2 emissies in verhouding een steeds belangrijker aspect in de totale milieu impact van de Kromme Rijnstreek. Om de embodied CO2 emissies van verschillende typen installaties, infrastructuur en dergelijke te bepalen, is gebruik gemaakt van de Life Cycle Assessment (LCA) methode. Deze methode houdt in dat alle CO2 emissies tijdens de levensduur van een product of service in kaart worden gebracht en worden geschaald naar een functionele eenheid. De functionele eenheid zou voor een installatie die duurzame elektriciteit produceert bijvoorbeeld de productie van 1 kilowattuur aan elektriciteit kunnen zijn. Hierbij wordt dus rekening gehouden met de verwachte levensuur van de installatie en de productie over de gehele levensduur. In een TES scenario wordt ook gebruik gemaakt van infrastructuur die geen energie produceert. De functionele eenheid is dan afhankelijk van het type infrastructuur. De functionele eenheid van een warmtenet is bijvoorbeeld een meter pijpstuk. Ook hierbij wordt de embodied CO2 gedeeld door het aantal jaar dat de het element naar verwachting mee gaat. Alleen de extra embodied CO2 wordt in deze berekening meegenomen. Wanneer een nieuwe installatie een referentie-installatie uitspaart in het TES scenario, wordt de embodied CO2 van de referentie-installatie in mindering gebracht op de embodied CO2 van de duurzame optie. Een elektrische auto heeft bijvoorbeeld meer embodied CO2 dan een auto op brandstof. Alleen deze extra embodied CO2 wordt meegerekend. Figuur 18 en Figuur 19 laten de opzet voor de berekening van embodied CO2 voor infrastructuur zien voorinfrastructuur voor de opwekking van energie en voor overige (niet-opwek) infrastructuur. 53

54 Figuur 18: Opzet berekening embodied CO2 niet-opwek infrastructuur Figuur 19: Opzet berekening embodied CO2 opwek infrastructuur Voor veel producten zijn LCA resultaten beschikbaar inclusief de embodied CO2. Deze resultaten kunnen gevonden worden in databases, wetenschappelijke literatuur of andere rapporten. De belangrijkste LCA database die voor dit project is gebruikt, is de EcoInvent database (versie 3). Met behulp van het SimaPro softwarepakket kunnen embodied CO2 resultaten voor verschillende producten uit de EcoInvent database gehaald worden, of kunnen alternatieve productieprocessen worden gemodelleerd. Wanneer bepaalde producten niet beschikbaar waren in de database, is op internet gezocht naar LCA analyses die reeds waren uitgevoerd om de embodied CO2 te bepalen. De embodied CO2 van energieopslag en netwerken in de verschillende scenario s zijn in dit stadium nog niet meegenomen, evenals de embodied CO2 van warmte uit oppervlakte- en afvalwater en warmte uit koeling. 54