HAALBAARHEID DUURZAME ENERGIE GEMEENTE WIJK BIJ DUURSTEDE 2 mei 2012 076412383:0.2 Definitief B02015.000002.0200
Inhoud Samenvatting... 5 1 Inleiding... 13 1.1 Aanleiding... 13 1.2 Hoofdvraag... 13 1.3 Uitgangspunten energievraag / CO2 emissie... 14 1.4 Structuur van het rapport... 15 2 Zonne energie... 17 2.1 Technologie... 17 2.1.1 Beschrijving techniek... 17 2.1.2 Stand der techniek... 18 2.2 Potentieel in Wijk bij Duurstede... 18 2.2.1 Technische haalbaarheid... 18 2.2.2 Kosten en opbrengsten... 20 2.2.3 Potentieel in Wijk bij Duurstede... 22 2.2.4 CO2 besparing... 22 2.3 Realiseerbaarheid... 23 2.3.1 Juridisch... 23 2.3.2 Actoren... 23 2.3.3 Rol van de gemeente... 23 2.3.4 Termijn... 24 3 Geothermie... 25 3.1 Technologie... 25 3.1.1 Beschrijving techniek... 25 3.1.2 Stand der techniek... 27 3.2 Potentieel in Wijk bij Duurstede... 27 3.2.1 Technische haalbaarheid... 27 3.2.2 Kosten en opbrengsten... 28 3.2.3 Potentieel in Wijk bij Duurstede... 28 3.2.4 CO2 besparing... 29 3.3 Realiseerbaarheid... 29 3.3.1 Juridisch... 29 3.3.2 Actoren... 29 3.3.3 Rol van de gemeente... 29 3.3.4 Termijn... 29 4 Mest (co)vergisting... 31 4.1 Technologie... 31 4.2 Potentieel in Wijk bij Duurstede... 31 4.2.1 Technische haalbaarheid... 31 4.2.2 Kosten en opbrengsten... 32 4.2.3 Potentieel in Wijk bij Duurstede... 32 076412383:0.2 - Definitief ARCADIS 1
4.3 Realiseerbaarheid... 34 4.3.1 Juridisch... 34 4.3.2 Actoren... 34 4.3.3 Rol van de gemeente... 34 4.3.4 Termijn... 34 5 Energie uit resthout en snoeiafval... 35 5.1 Technologie... 35 5.2 Potentieel in Wijk bij Duurstede... 36 5.2.1 Technische haalbaarheid... 36 5.2.2 Kosten en opbrengsten... 36 5.2.3 Potentieel in Wijk bij Duurstede... 37 5.3 Realiseerbaarheid... 38 5.3.1 Juridisch... 38 5.3.2 Actoren... 38 5.3.3 Rol van de gemeente... 38 5.3.4 Termijn... 39 6 Warmte koude opslag... 41 6.1 Technologie... 41 6.2 Potentieel voor Wijk bij Duurstede... 42 6.2.1 Technische haalbaarheid... 42 6.2.2 Kosten en opbrengsten... 42 6.2.3 Potentieel in Wijk bij Duurstede... 43 6.3 Realiseerbaarheid... 43 6.3.1 Juridisch... 43 6.3.2 Actoren... 44 6.3.3 Rol van de gemeente... 44 6.3.4 Termijn... 44 7 Windenergie... 45 7.1 Technologie... 45 7.2 Potentieel voor Wijk bij Duurstede... 46 7.2.1 Technische haalbaarheid... 46 7.2.2 Kosten en opbrengsten... 47 7.2.3 Potentieel in Wijk bij Duurstede... 48 7.3 Realiseerbaarheid... 48 7.3.1 Juridisch... 48 7.3.2 Actoren... 49 7.3.3 Termijn... 49 7.3.4 Rol van de gemeente... 49 8 Waterkracht: Prinses Irenesluis... 51 8.1 Technologie... 51 8.2 potentieel... 52 8.3 Realiseerbaarheid... 52 9 CO2 reductie door besparing... 53 9.1 Energiebesparing... 53 2 ARCADIS 076412383:0.2 - Definitief
9.1.1 Huishoudens... 53 9.1.2 Bedrijven... 54 9.1.3 Openbare verlichting... 54 9.2 Besparing op wegtransport... 55 9.2.1 Huishoudens... 55 9.2.2 Bedrijven... 56 10 Conclusies en aanbevelingen... 57 10.1 Inleiding... 57 10.2 Resultaten... 57 10.3 Rol gemeente... 60 10.4 Aanbevelingen voor gemeente... 61 Bijlage 1 Literatuurlijst... 63 Bijlage 2 Quick scan geothermie... 65 Bijlage 3 Quick scan WKO... 67 Colofon... 69 076412383:0.2 - Definitief ARCADIS 3
Samenvatting De gemeente Wijk bij Duurstede is op het gebied van klimaat en energie erg ambitieus. In de visie duurzaam Wijk bij Duurstede geeft Wijk bij Duurstede hierover het volgende aan: Wijk bij Duurstede mooier, sterker en groener maken, dat is de uitdaging voor de komende jaren. Samen werken aan een duurzame toekomst. Dat gaat niet alleen over milieu of natuur & landschap, dat gaat ook over hoe we een gemeenschap kunnen zijn waarin iedereen tot zijn recht komt en waar mensen wat met elkaar te maken willen hebben en het gaat tenslotte ook over een bloeiende gemeentelijke economie zodat we het geld hebben om te investeren in die duurzame toekomst. Specifiek voor het thema klimaat en energie geldt de volgende ambitie voor 2030: Wijk bij Duurstede is een klimaat neutrale gemeente. Energie komt van hernieuwbare bronnen (aardwarmte, biomassa, water, wind, zon). Vorig jaar (mei, 2011) heeft de gemeente een discussienota windenergie op laten stellen door ARCADIS. Er is gebleken dat de inzet van windenergie een goede optie kan zijn voor het opwekken van duurzame energie binnen de gemeente. Om de gestelde ambities waar te maken, wil de gemeente echter breder kijken dan alleen windenergie. Daarbij is het niet alleen belangrijk dat nu de eerste stappen worden gezet, maar is het net zo belangrijk om nu de juiste keuzes voor de toekomst te maken. Dit document dient als onderlegger voor deze keuzes door een korte analyse te presenteren voor de verschillende energievormen. Het doel is dan ook om een antwoord te formuleren op de onderstaande vraag: Welke bijdrage kunnen vormen van duurzame energie leveren aan het realiseren van de klimaatdoelstellingen van de gemeente Wijk bij Duurstede? En hoe verhoudt windenergie zich hierin? Deze vraag valt uiteen in een aantal deelvragen, die hieronder zijn weergegeven: Welke mogelijkheden zijn technisch haalbaar/realiseerbaar? Wat zijn de kosten en wat de baten van de energievormen? Welke rol wil de gemeente innemen om de technologie haalbaar te maken? Voor welke energievorm is in de gemeente het meeste draagvlak? Welke duurzame energievorm is (het meest) kansrijk? Om de klimaatdoelstellingen te behalen, is ook CO2 reductie noodzakelijk. Een aantal besparingsmogelijkheden is daarom ook beschreven in het rapport. Uitgangspunten energievraag / CO2 emissie De gemeente Wijk bij Duurstede wil in 2030 CO2 neutraal zijn. Dit houdt in dat zij als gemeente netto geen CO2 wil uitstoten. Om in te schatten om hoeveel energie en CO2 dit jaarlijks gaat, is een inschatting gemaakt van het energieverbruik van de inwoners van Wijk bij Duurstede. Daarbij is gekeken naar het elektriciteitsverbruik, het gasverbruik en het (weg)transport door de inwoners (zie tabel). 076412383:0.2 - Definitief ARCADIS 5
Energieverbruik (per jaar) CO 2 emissie Elektriciteitsverbruik huishoudens 35,3 miljoen kwh 16.000 ton/jaar 23.370 inwoners in Wijk bij Duurstede Gasverbruik huishoudens 16,5 miljoen m 3 30.000 ton/jaar Transport huishoudens 18,6 miljoen liter brandstof 28.000 ton/jaar Tabel 1: Energieverbruik en CO2 emissie door huishoudens in Wijk bij Duurstede In totaal is voor huishoudens de huidige CO2 emissie ongeveer 75 duizend ton per jaar. Er zijn verschillende duurzame energievormen onderzocht: Zonne energie: elektriciteit en/of warmte. Geothermie. Mest(co)vergisting. Energiewinning met behulp van snoei en resthout. Warmtekoude opslag. Windenergie. Overige mogelijkheden voor vermindering van CO2 uitstoot. Deze technologieën zijn onderzocht op de volgende aspecten: De technologie. Het potentieel voor de gemeente. De realiseerbaarheid van dat betreffende potentieel. Resultaten Uit de analyse komt naar voren dat er diverse vormen van duurzame energie ingezet kunnen worden om een bijdrage te leveren aan het realiseren van de ambities. In de onderstaande tabel is aangegeven wat de jaarlijkse opbrengst is van de inzet van de verschillende vormen van duurzame energie. ENERGIEVORM Elektriciteitsbespari ng (kwh x miljoen) Gasbesparing (m3 x miljoen) CO2 besparing (ton) Potentieel korte termijn (0 5 jaar) Zonne-energie, korte termijn 7,5 3.400 Geothermie, korte termijn - - Mest(co)vergisting 1,8 3.200 Snoeihout en resthout 0,5 900 Windenergie 35 15.900 Prinses Irenesluis 0,3 MW 2,1 1.000 WKO met warmtepompen 0,72 1.300 Totaal korte termijn 44,6 3,12 25.900 Potentieel lange termijn (5-20 jaar) Prinses Irenesluis, als 1,5 MW mogelijk is 10,5 4.800 Zonne-energie, lange termijn 132 60.000 Geothermie (als boren op 5 km en aanleg 14 4,5 14.400 warmtenet mogelijk is) Totaal lange termijn 163,5 (+ 44,6) 4,5 (+ 3,12) 79.200 (+ 25.900) 6 ARCADIS 076412383:0.2 - Definitief
ENERGIEVORM Elektriciteitsbesparing (kwh x miljoen) Gasbesparing (m 3 x miljoen) CO 2 besparing (ton) Energiebesparing Energiebesparing huishoudens 5 2,4 6.200 Energiebesparing Openbare verlichting 0,3 200 Besparing transport huishoudens 5 miljoen liter benzine 11.000 Energiebesparing bedrijven 5-15% 5-15% 5-15% Besparing transport bedrijven 5-15% 5-15% Totaal energiebesparing 1 >3,8 >1,6 >17.400 Tabel 2: Potentieel in de gemeente Wijk bij Duurstede De resultaten van het onderzoek maken een aantal zaken inzichtelijk: 1. Door inzet van alle duurzame alternatieven en energiebesparing lijkt het in potentie mogelijk om alle huishoudens in 2030 klimaatneutraal te krijgen. Het lijkt niet mogelijk om ook de emissie van alle bedrijven binnen de gemeentegrenzen te neutraliseren. De totale CO2 emissie van huishoudens is ongeveer 75 duizend ton per jaar, waarvan ongeveer 16 duizend ton veroorzaakt door het elektriciteitsgebruik, 30 duizend ton door het gasverbruik en 28 duizend ton door transport. Door energie duurzaam op te wekken, kan er op korte termijn ( 0 5 jaar) in potentie ongeveer 26 duizend ton CO2 voorkomen worden (zie tabel, totaal korte termijn). Door energiebesparing kan daarnaast 17 duizend ton CO2 bespaard worden (zie tabel, totaal energiebesparing). Dit betekent dat op korte termijn de CO2 emissie door huishoudens in potentie gehalveerd kan worden. Om dit te bereiken is het nodig om op alle vormen van duurzame energie en energiebesparing in te zetten. Op de lange termijn kan er in potentie ruim 100 duizend ton (zie tabel, totaal lange termijn: 79 + 26 = 105) aan CO2 emissie voorkomen worden. Dit is ruim voldoende om de CO2 emissie van huishoudens te neutraliseren, maar niet voldoende om ook de CO2 emissie van bedrijven te neutraliseren. 2. Inzet van alle beschikbare vormen van duurzame energie zijn belangrijke voorwaarden om op korte termijn (1 5 jaar) te verduurzamen De gemeente kan de snelste winst boeken door het plaatsen van windturbines. Er is in Wijk bij Duurstede voldoende ruimte om ongeveer 5 windturbines van 3 MW te plaatsen, deze kunnen voldoen aan de landelijke regelgeving. Met deze turbines kan de gemeente Wijk bij Duurstede ongeveer evenveel elektriciteit opwekken, als dat door de huishoudens in Wijk bij Duurstede verbruikt wordt (35 miljoen kwh). Er kan hiermee jaarlijks ongeveer 16.000 ton CO2 bespaard worden. Dit is ongeveer 20% van de totale emissie die door huishoudens in Wijk bij Duurstede wordt uitgestoten. Inzet van zonnepanelen biedt op korte termijn grote kansen. Op dit moment kunnen huishoudens zonder subsidie geld besparen door de aanschaf van zonnepanelen. Door zelf elektriciteit op te wekken, hoeven ze deze niet in te kopen. Onder de huidige regels kunnen huishoudens de opgewekte elektriciteit salderen met hun eigen energierekening. Op deze manier zijn de zonnepanelen binnen ongeveer 14 jaar terug verdiend. Wanneer een derde van de woningeigenaren hun dak gebruiken om daar zonnepanelen op te leggen, dan is daar 7,5 miljoen kwh mee op te wekken. 1 Dit is exclusief het aandeel dat wordt behaald met energiebesparing en besparing op transport bij bedrijven. 076412383:0.2 - Definitief ARCADIS 7
Hiermee kan jaarlijks ongeveer 3.400 ton CO2 bespaard worden, dat is bijna 5% van de totale CO2 die door huishoudens in Wijk bij Duurstede wordt uitgestoten. Door met snoeihout, resthout en mest energie op te wekken kan op korte termijn ongeveer 4 duizend ton per jaar aan CO2 emissie voorkomen worden. Dit is ruim 5% van de totale CO2 emissie welke door huishoudens in Wijk bij Duurstede veroorzaakt wordt. Door energie op te wekken met de Prinses Irenesluis kan nog eens duizend ton per jaar aan CO2 emissie voorkomen worden en door gebruik te maken van WKO nog eens 1.300 ton. Dit is ongeveer 3% van de totale emissie van huishoudens. 3. Door in te zetten op energiebesparing kan veel emissie van CO2 voorkomen worden en (een deel van) deze besparing kan al op korte termijn gerealiseerd worden. Niet alleen het opwekken van duurzame energie is een manier om de emissie van CO2 te voorkomen, maar het is even belangrijk om slimmer om te gaan met energie en daar zo veel mogelijk op te besparen. Binnen de gemeente Wijk bij Duurstede liggen daar ook veel kansen. In Wijk bij Duurstede zijn veel bestaande woningen. Het mogelijk om met gebruik van isolatie en slimmer gebruik van elektrische apparaten veel energie te besparen. Veel investeringen zijn economisch rendabel (zeer korte terugverdientijden) en het is daarom nu al interessant voor de inwoners om hierop in te zetten. Hiermee kan jaarlijks ongeveer 6 duizend ton CO2 bespaard worden. Dit is ongeveer 8% van de totale emissie van huishoudens. Ook op transport kan CO2 bespaard worden. Dit kan door aanschaf van zuinigere auto s, het voorkomen van transport of gebruik van andere vervoersmiddelen (trein of fiets in plaats van de auto). Op transport kan in totaal ruim 10 duizend ton CO2 per jaar bespaard worden. Dit is bijna 15% van de totale emissie van huishoudens. Tot slot kan de gemeente zelf energie besparen door het verduurzamen van zijn eigen gebouwen en de openbare verlichting. Alleen op de openbare verlichting kan de gemeente al 300 duizend kwh aan elektriciteit besparen. Daarmee wordt 200 ton aan CO2 emissie voorkomen. Op de eigen gebouwen kan de gemeente ongeveer 5 15 % van het energieverbruik besparen. Om energie te besparen zijn investeringen nodig, maar deze investeringen verdienen zich over het algemeen ook snel terug: (Afhankelijk van de investering is de terugverdientijd voor besparing 3 10 jaar). 4. Op de langere termijn (5 20 jaar)liggen de grootste kansen bij zonne energie en mogelijk ook geothermie De ontwikkeling van zonnepanelen is de afgelopen jaren heel snel gegaan, dit heeft enorme prijsdalingen tot gevolg gehad. Als deze ontwikkeling zich door gaat zetten, dan is het rond 2020 misschien al mogelijk om op een rendabele manier met zonnepanelen elektriciteit op te wekken. Het is echter erg onzeker of deze ontwikkeling zich zo snel doorzet. De markt staat nu namelijk wel erg onder druk. De verwachting is wel dat binnen nu en 20 jaar de prijs van zonnepanelen zo ver gedaald is dat grootschalige inzet van zonnepanelen zonder subsidie mogelijk is. In Wijk bij Duurstede is veel weidegrond aanwezig. Wanneer 50% van het bruikbare dakoppervlak en 5% van alle weidegrond wordt gebruikt om te bedekken met zonnepanelen, dan kan daar met de huidige stand der techniek (rendement = 15 20%) in potentie 132 miljoen kwh aan elektriciteit opgewekt worden. Hiermee kan per jaar ongeveer 60 duizend ton aan CO2 worden bespaard en dat is ongeveer 80% van de totale CO2 emissie door huishoudens in Wijk bij Duurstede. Ook met geothermie kan in potentie veel CO2 bespaard worden. Bij geothermie geldt echter nog meer dan bij zonnepanelen dat er erg veel onzekerheden zijn. Niet zozeer over de technologie, maar wel over de geschiktheid van de ondergrond en de kosten om bijvoorbeeld een warmtenet aan te leggen en te exploiteren. Door al deze onzekerheden zal het moeilijk zijn om investeerders te vinden. De potentie is wel heel groot. 8 ARCADIS 076412383:0.2 - Definitief
Wanneer er één bron op 5 km diepte kan worden geslagen en de warmte wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken en de huizen mee te verwarmen, dan kan daar ruim 14 duizend ton per jaar aan CO2 mee worden voorkomen. Dit is bijna 20% van de totale CO2 emissie door huishoudens. Rol gemeente De gemeente wil in 2030 CO2 neutraal zijn. Uit de analyse blijkt dat er binnen de gemeentegrenzen veel mogelijkheden zijn voor het opwekken van duurzame energie, maar dat het ook een hele opgave om de CO2 emissie van alleen de huishoudens te compenseren. De rol van de gemeente verschilt per technologie. Bij windenergie en mest (co)vergisting is een wijziging van het bestemmingsplan noodzakelijk. Ook om grootschalige opwekking van zonne energie en geothermie mogelijk te maken, dient het bestemmingsplan aangepast te worden. De gemeente kan hier een actieve rol in vervullen door daar nu al over na te denken en bij aanpassing van het bestemmingsplan deze zaken ook mee te nemen. Voor gebruik van zonne energie op korte termijn, energiebesparing bij bedrijven en huishoudens en het gebruik van de Prinses Irenesluis is de rol van de gemeente vooral initiërend en stimulerend. Dit kan zij doen door zelf het goede voorbeeld te geven, informeren van de inwoners en/of subsidieprogramma s. Ook kan zij bestaande initiatieven ondersteunen. Een andere rol die de gemeente kan vervullen, is het onderzoeken van mogelijkheden. Dit onderzoek is daar een voorbeeld van, maar voor het gebruik van geothermie en het opzetten van het warmtenet is nog veel onderzoek nodig en de gemeente kan dit onderzoek uit laten voeren. Resumerend heeft de gemeente vooral een stimulerende rol en dient zij ervoor zorg te dragen dat het proces voor het verlenen van vergunningen soepel verloopt. Ook heeft de gemeente een belangrijke sturende functie en is zij verantwoordelijk voor een goede ruimtelijke inpassing. Aanbevelingen voor de gemeente Wijk bij Duurstede Zoals hierboven aangegeven zijn er zowel op korte als op lange termijn kansen voor de inzet van duurzame energie in de gemeente Wijk bij Duurstede. Deze paragraaf geeft inzicht in wat de gemeente met deze conclusies kan doen. Ten eerste geldt dat er nu keuzes moeten worden gemaakt om te borgen dat er op lange(re) termijn wordt voldaan aan de gestelde doelen. Om deze borging aan te brengen, is het van belang om een politiekbestuurlijk gedragen lange termijn beleid te ontwikkelen. Dit beleid, waarbij inspraak van burgers en bedrijven kan worden gevraagd, bestaat uit drie samenhangende delen: 1. Routekaart met een helder einddoel (klimaatneutraal 2030). 2. Uitvoeringsplan met concrete doelen in tijd en kosten. 3. Monitoringsinstrument om deze voortgang te borgen. Dit moet dan een pragmatisch en daadkrachtig plan zijn dat resultaatgericht is. Dit betekent dat het einddoel vast moet staan, maar dat de weg daar naar toe flexibel is en zich aanpast aan de (veranderende) omstandigheden. In dit plan wordt een lange termijn beleidsplan (routekaart) gekoppeld aan meerdere korte termijn uitvoeringsplannen, die een eigen tussendoelstelling hebben. Het eerste uitvoeringsplan voor de korte termijn wordt daarbij naast de routekaart opgesteld. 076412383:0.2 - Definitief ARCADIS 9
In figuur 9 is dit plan schematisch weergegeven: Figuur 1 Mogelijke aanpak stimulering duurzame energie Naast het opstellen van een (integraal) lange termijn beleid kan ook een aantal aanbevelingen worden geformuleerd voor maatregelen die op korte termijn effect sorteren. Daarbij is er van uitgegaan dat de gemeente, binnen de grenzen van haar bevoegdheden en financiële reikwijdte, zich actief wil inzetten om de realisatie van duurzame energie en energiebesparing te stimuleren. De gemeente kan daartoe: het goede voorbeeld geven door zelf actief de gemeentelijke organisatie te verduurzamen: Verduurzamen van openbare voorzieningen. Verduurzamen van de eigen gebouwen. Maatregelen nemen om het eigen transport en transport van de werknemers te verduurzamen. een beleidslijn zonne energie op stellen, waarin zij aangeeft: wat het standpunt van de gemeente is ten aanzien van zonne energie; welke eisen/mogelijkheden er zijn vanuit het welstandsbeleid van de gemeente; een programma opstellen om inwoners (en op termijn bedrijven) te stimuleren om zonnepanelen aan te schaffen; inzetten op de komst van windturbines in de gemeente en daar vergunningen voor verlenen. Uitgangspunten daarbij zijn het creëren van draagvlak en participatie door inwoners te overtuigen van de noodzaak ervan; zich actief inzetten om energiebesparing binnen de gemeente te realiseren. Dit kan onder andere worden bereikt door middel van: het (gefaseerd) aanbrengen van dynamische verlichting, eventueel met LED; energiebesparing bij huishoudens door hen te stimuleren en zelf het goede voorbeeld te geven; energiebesparing bij bedrijven. Hier kan gekozen worden voor een model waarbij het bedrijf pas betaalt op het moment dat (financieel haalbare) besparingsmogelijkheden worden vastgesteld. 10 ARCADIS 076412383:0.2 - Definitief
snoeihout inzetten voor verwarming van (gemeentelijke) gebouwen. Het zwembad wordt daarbij als mogelijkheid gezien; inzet van grootschalige zonne energie mogelijk maken, door dit op te nemen in het bestemmingsplan wanneer deze geactualiseerd wordt; een onderzoek laten uitvoeren naar de mogelijkheden van diepe geothermie. 076412383:0.2 - Definitief ARCADIS 11
12 ARCADIS 076412383:0.2 - Definitief
1 Inleiding 1.1 AANLEIDING De gemeente Wijk bij Duurstede is op het gebied van klimaat en energie erg ambitieus. In de visie duurzaam Wijk bij Duurstede geeft Wijk bij Duurstede hierover het volgende aan: Wijk bij Duurstede mooier, sterker en groener maken, dat is de uitdaging voor de komende jaren. Samen werken aan een duurzame toekomst. Dat gaat niet alleen over milieu of natuur & landschap, dat gaat ook over hoe we een gemeenschap kunnen zijn waarin iedereen tot zijn recht komt en waar mensen wat met elkaar te maken willen hebben en het gaat tenslotte ook over een bloeiende gemeentelijke economie zodat we het geld hebben om te investeren in die duurzame toekomst. Hierbij zet de gemeente de komende jaren in op de volgende thema s: Biodiversiteit, groen en natuur. Water. Duurzaam bouwen. Klimaat en energie. Duurzaam inkopen. Communicatie. Specifiek voor het thema klimaat en energie geldt de volgende ambitie voor 2030: Wijk bij Duurstede is een klimaat neutrale gemeente. Energie komt van hernieuwbare bronnen (aardwarmte, biomassa, water, wind, zon). Hiervoor heeft Wijk bij Duurstede zich aangemeld als koploper goud bij de provincie en heeft zij een aanvraag ingediend voor de Slok regeling (Stimulering Lokale Klimaatinitiatieven) van de Rijksoverheid. 1.2 HOOFDVRAAG Vorig jaar (mei, 2011) heeft de gemeente een discussienota windenergie op laten stellen door ARCADIS. Er is gebleken dat de inzet van windenergie een goede optie kan zijn voor het opwekken van duurzame energie binnen de gemeente. Om de gestelde ambities waar te maken, wil de gemeente echter breder kijken dan alleen windenergie. Daarbij is het niet alleen belangrijk dat nu de eerste stappen worden gezet, maar is het net zo belangrijk om nu de juiste keuzes voor de toekomst te maken. Dit document dient als onderlegger voor deze keuzes door een korte analyse te presenteren voor de verschillende energievormen. 076412383:0.2 - Definitief ARCADIS 13
Het doel is dan ook om een antwoord te formuleren op de onderstaande vraag: Welke bijdrage kunnen vormen van duurzame energie leveren aan het realiseren van de klimaatdoelstellingen van de gemeente Wijk bij Duurstede? En hoe verhoudt windenergie zich hierin? Deze vraag valt uiteen in een aantal deelvragen, die hieronder zijn weergegeven: Welke mogelijkheden zijn technisch haalbaar/realiseerbaar? Wat zijn de kosten en wat de baten van de energievormen? Welke rol wil de gemeente innemen om de technologie haalbaar te maken? Voor welke energievorm is in de gemeente het meeste draagvlak? Welke duurzame energievorm is (het meest) kansrijk? Om de klimaatdoelstellingen te behalen, is ook CO2 reductie noodzakelijk. Een aantal besparingsmogelijkheden is daarom ook beschreven in het rapport. 1.3 UITGANGSPUNTEN ENERGIEVRAAG / CO 2 EMISSIE De gemeente Wijk bij Duurstede wil in 2030 CO2 neutraal zijn. Dit houdt in dat zij als gemeente netto geen CO2 wil uitstoten. Om in te schatten om hoeveel energie en CO2 dit jaarlijks gaat, is een inschatting gemaakt van het energieverbruik van de inwoners van Wijk bij Duurstede. Daarbij is gekeken naar het elektriciteitsverbruik, het gasverbruik en het (weg)transport door de inwoners. Uitgangspunt voor de inschatting zijn de kengetallen die periodiek door het CBS en het Planbureau voor de Leefomgeving worden gepubliceerd. Het gaat daarbij specifiek om de volgende kengetallen: Het gemiddelde elektriciteitsverbruik per inwoner is 1.465 kwh per jaar. Het gemiddeld gasverbruik is 666 m 3 per inwoner 2. De gemiddelde afstand per auto in Wijk bij Duurstede is 16.000 km/jaar 3 en in Wijk bij Duurstede staan 10.270 auto s bij het RDW geregistreerd. Het gemiddeld verbruik van een personenauto is 1 op 11. In een liter benzine zit ongeveer 35 MJ aan energie. Per kilometer is de gemiddelde emissie van een personenauto op dit moment ongeveer 180 200 g/km. 2 Planbureau voor de Leefomgeving (PBL): Compendium voor de Leefomgeving via http://www.compendiumvoordeleefomgeving.nl/indicatoren/nl0036 Huishoudelijk energieverbruik perinwoner.html?i=6 40 3 Planbureau voor de Leefomgeving (PBL): Compendium voor de Leefomgeving via http://www.compendiumvoordeleefomgeving.nl/indicatoren/nl0038 Afgelegde afstand per persoon perdag.html?i=15 12 14 ARCADIS 076412383:0.2 - Definitief
Op grond van deze kengetallen gelden voor Wijk bij Duurstede de volgende (grove) schattingen van het jaarlijks energieverbruik en CO2 uitstoot: Energieverbruik CO 2 emissie (per jaar) Elektriciteitsverbruik huishoudens 35,3 miljoen kwh 16.000 ton/jaar 23.370 inwoners in Wijk bij Duurstede Gasverbruik huishoudens 16,5 miljoen m 3 30.000 ton/jaar Transport huishoudens 18,6 miljoen liter 28.000 ton/jaar brandstof Tabel 3: Energieverbruik en CO2 emissie door huishoudens in Wijk bij Duurstede In totaal is voor huishoudens de huidige CO2 emissie ongeveer 75 duizend ton per jaar. In dit rapport zal deze waarde als referentie worden gebruikt. 1.4 STRUCTUUR VAN HET RAPPORT In het hoofdstuk 2 tot en met hoofdstuk 7 zijn per duurzame energievorm de volgende aspecten besproken: De technologie. Het potentieel voor de gemeente. De realiseerbaarheid van dat betreffende potentieel. Hoofdstuk 8 geeft vervolgens een samenvatting van de beschreven energievormen, de conclusie en een advies voor de meest kansrijke duurzame energievorm. Tot slot bevatten de bijlagen een literatuurlijst en aantal quick scans ten aanzien van de energievormen. 076412383:0.2 - Definitief ARCADIS 15
16 ARCADIS 076412383:0.2 - Definitief
2 Zonne-energie 2.1 TECHNOLOGIE Het stralen van de zon kan ingezet worden om duurzaam elektriciteit of warmte op te wekken. Het opwekken van elektriciteit kan onder andere door gebruik te maken van een natuurkundig principe dat bekend staat als het Photo Voltaïsche effect. Dergelijke panelen worden daarom veelal PV panelen genoemd. Zonne energie systemen die warmte produceren, staan bekend als zon thermische systemen. 2.1.1 BESCHRIJVING TECHNIEK Zon elektrisch Een zonne energiesysteem dat elektriciteit opwekt, bestaat grofweg uit twee elementen. Een paneel dat zonlicht omzet in gelijkstroom en een inverter die gelijkstroom omzet in wisselstroom. De opgewekte elektriciteit is duurzaam en voorkomt daardoor CO2 emissie. Alle PV panelen werken volgens hetzelfde principe. Licht dat invalt op het paneel zorgt voor een positieve en een negatieve lading in het paneel. Door de positieve en negatieve via aparte contactlagen af te voeren, loopt er een stroom. In welke mate zonnepanelen interessant zijn voor toepassing hangt af van verschillende elementen zoals opbrengst, kosten en de toepasbaarheid op het dak. Zon thermisch Een thermisch zonne energiesysteem bestaat uit een zonnecollector die zonlicht opvangt en een voorraadvat voor het opslaan van het opgewarmde water. De collector bestaat over het algemeen uit een donker gekleurd buizenstelsel dat afgedekt is met een vlakke glasplaat en op het dak wordt geplaatst. Het water dat door het buizenstelsel stroomt, wordt verwarmd door het zonlicht. Het warme water wordt dan bewaard in een voorraadvat, omdat de productie van de warmte met behulp van een zonnecollector niet gelijk loopt met de vraag naar warm water. Een zonneboiler levert alleen warm tapwater. Daarnaast is een combiketel nodig voor ruimteverwarming en na en bijverwarming van tapwater. In een zonnegascombi is een CV ketel en een zonneboiler samengebouwd tot één toestel. De opbrengst van een zonneboilersysteem is sterk afhankelijk van het warm tapwater gebruik. Om water door het systeem te pompen, gebruikt een zonneboiler bovendien elektriciteit. 076412383:0.2 - Definitief ARCADIS 17
2.1.2 STAND DER TECHNIEK Zon elektrisch Zon PV is een volwassen techniek. Naar schatting is er wereldwijd 64 GW geïnstalleerd vermogen aan PV panelen. Genoeg om het volledige oppervlak van de provincie Utrecht compleet te bedekken met zonnepanelen. Zonnepanelen zijn de laatste jaren sterk in prijs gedaald. Hierdoor worden zonnepanelen ook zonder subsidie in Nederland steeds aantrekkelijker voor een steeds grotere groep mensen. Een gemiddeld huishouden met een verbruik van 3.500 kwh / jaar, zou in haar elektriciteit kunnen voorzien met een systeem van circa 35 vierkante meter PV panelen. PV panelen degraderen door de jaren heen. Hierdoor neemt de opbrengst gemiddeld tussen de 0,5% tot 1% per jaar af. Hogere degradatie is ook mogelijk. Daarom is het belangrijk om naar de kwaliteit van de panelen te kijken. Indicatief hiervoor zijn de garanties die de fabrikant geeft ten aanzien van levensduur en maximale degradatie. Fabrikanten geven tegenwoordig veelal prestatiegaranties voor 20 jaar af. De verwachting is dat zonnepanelen in de toekomst in efficiëntie toe zullen nemen, maar het is nog erg onzeker hoe dat zich gaat ontwikkelen. Zon thermisch De markt voor zon thermische systemen zoals zonneboilersystemen is al ver ontwikkeld. Volgens het CBS is er in Nederland in 2010 voor 555 TJ aan warmte opgewekt met zonneboilersystemen met een collector kleiner dan 6 m 2. Uitgaande van een gemiddelde opbrengst van een dergelijk systeem van 4 GJ per jaar, betekent dat er een kleine 140.000 huishoudens in Nederland zijn waar het warme tapwater door de zon wordt verwarmd. In het verleden heeft deze markt een flinke groei doorgemaakt in de bestaande bouw, onder andere door de landelijke subsidie regeling duurzame warmte. Deze regeling is echter in 2011 opgeheven. In nieuwbouwprojecten is de zonneboiler echter nog steeds een logische en kostenefficiënte keus om te voldoen aan de steeds scherper wordende EPC eisen vanuit het bouwbesluit. 2.2 POTENTIEEL IN WIJK BIJ DUURSTEDE 2.2.1 TECHNISCHE HAALBAARHEID Zon elektrisch Zon elektrische systemen kunnen eigenlijk overal geplaatst worden waar genoeg zon is. PV panelen worden in Nederland voornamelijk op daken geplaatst. De opgewekte stroom wordt vervolgens direct op de netaansluiting van het pand ingevoerd. Elektriciteit die niet zelf gebruikt wordt, wordt terug geleverd aan het elektriciteitsnet. Grootschalige zonne energie installaties zijn in Nederland minder gangbaar vanwege de nu nog relatief lage rendementen (zie paragraaf 3.2.2.). Zon thermisch Warmte laat zich niet heel efficiënt transporteren over grote afstanden. Om warmteverliezen te beperken moeten zon thermische systemen geplaatst worden op plekken waar er ook genoeg vraag is naar die warmte. Een klein systeem van enkele vierkante meters kan grotendeels voorzien in de behoefte van warm tapwater van een gebouw. 18 ARCADIS 076412383:0.2 - Definitief
Areaal voor zonne energie Onderstaande figuur laat de gemeente Wijk bij Duurstede zien. De rode contouren bakenen het stedelijk gebied af en geven de buurten weer volgens de CBS indeling. In 2010 heeft ARCADIS voor de Provincie Utrecht als onderdeel van de opdracht Duurzame daken in kaart gebracht hoe groot het potentieel is aan duurzame daken in de provincie Utrecht en daar mee ook voor de gemeente Wijk bij Duurstede. In onderstaande kaart is tevens het areaal weergegeven dat niet bebouwd is. Weidegebieden worden technisch geschikt geacht voor grootschalige zonne energie installaties. Figuur 2 Mogelijkheden zonne energie in de gemeente Wijk bij Duurstede Het weidegebied binnen de gemeente is met 2.000 ha een aanzienlijk deel (40%) van het gemeente areaal. In Wijk bij Duurstede is een dakoppervlak van ruim 60 hectare geschikt voor zonne energie. Zie onderstaande tabel voor een overzicht. Dit komt overeen met de oppervlakte van ruim 85 voetbalvelden. Areal inschatting zonne-energie Stedelijk gebied Buiten stedelijk Totaal Gemeente Wijk bij Duurstede (Rode contouren) (Buiten rode contouren) Totaal areaal gemeente 4.980 ha Potentieel areaal geschikt voor 2.000 ha grootschalige installaties Dakoppervlak totaal 48 ha 84 ha 132 ha Dakoppervlak geschikt voor 18 ha 43 ha 61 ha duurzame daken Tabel 4 areaal zonne energie gemeente Wijk bij Duurstede 076412383:0.2 - Definitief ARCADIS 19
Dit potentieel ligt met 43% voornamelijk in de stad Wijk bij Duurstede en het dorp Cothen. Zie onderstaand diagram. Verder ligt 55% van het dakareaal in de gemeente Wijk bij Duurstede op laagbouw met een woonfunctie. Figuur 3 Verdeling oppervlak naar CBS buurten en naar functie Het CBS heeft in 2010 geïnventariseerd hoe de woningvoorraad in Nederland verdeeld was. De resultaten van die inventarisatie zijn onderstaand voor de gemeente Wijk bij Duurstede weergegeven. Totale Woningvoorraad Eigen woning Huurwoning in bezit woningcorporatie Huur in bezit overige verhuurders Onbekend Nederland 7.172.436 55,3% 31,9% 12,0% 0,8% Wijk Bij Duurstede 9.187 66,5% 26,5% 6,6% 0,4% Tabel 5 Woning voorraad Nederland en Wijk bij Duurstede We weten dat de gemeente Wijk bij Duurstede 61 ha aan dakoppervlak heeft dat geschikt is voor zonneenergie. Van deze 61 ha ligt 54,9% (33,5 ha) op daken van laagbouw woningen. Naar schatting is van deze 33,5 ha minimaal 22,3 ha (66,5%) in bezit van eigen woning bezitters. 2.2.2 KOSTEN EN OPBRENGSTEN Zon elektrisch De kosten van zonnepanelen wordt gerelateerd aan het vermogen van de panelen en uitgedrukt in Euro per Watt piek ( / Wp). Deze eenheid is niet één op één te relateren aan het oppervlak. Efficiënte panelen leveren per vierkante meter meer energie, maar zijn per vierkante meter ook duurder dan minder efficiënte panelen. Onderstaand een indruk van verschillende typen panelen en hun opbrengst per vierkante meter. Type paneel Efficiëntie Wp / m2 Opbrengst van 1 m 2 paneel in Wijk bij Duurstede* Mono-Kristallijn ± 15% ± 150 127,5 kwh / jaar Multikristallijn ± 12% ± 120 102 kwh / jaar Amorf / Dunnefilm ± 6% ± 60 51 kwh / jaar Tabel 6 kenmerken PV * Bij ideale ligging (36 graden helling gericht op het zuiden) 20 ARCADIS 076412383:0.2 - Definitief
De opbrengst in euro s van zonnepanelen is gerelateerd aan het elektriciteitstarief. Dit tarief verschilt per doelgroep. Huishoudens betalen bijvoorbeeld meer voor hun elektriciteit dan zakelijke gebruikers. Doelgroep Huishoudens MKB Groot verbruikers Grootschalig terug leveren aan het elektriciteitsnet Elektriciteitstarief (indicatief) 20 tot 22 ct / kwh 11 tot 14 ct / kwh 7 tot 10 ct / kwh 5 tot 9 ct / kwh Tabel 7 Elektriciteitstarief per doelgroep De kosten van een zonne energiesysteem lopen anno 2012 uiteen van 2,50 / Wp voor een kleinschalig systeem (5 m 2 ) tot 1,60 / Wp voor zeer grootschalige systemen (meer dan 100 m 2 ) inclusief installatie. In onderstaande tabel is een overzicht gegeven van de simpele terugverdientijden voor de verschillende doelgroepen (zonder subsidie). Doelgroep Investeringskosten Terugverdientijd Gemiddelde elektriciteitsprijs over 20 jaar. Huishoudens 2,50 / Wp 14 jaar 15 ct / kwh MKB 2,10 / Wp 21 jaar 12 ct/ kwh Groot verbruikers 1,80 / Wp 26 jaar 11 ct / kwh Grootschalig terug leveren 1,60 / Wp 27 jaar 9 ct / kwh aan het elektriciteitsnet Tabel 8 Kosten zonne energie naar doelgroep Wat opvalt, is dat de zonne energie voor huishoudens op dit moment goedkoper is dan een regulier contract met een energieleverancier. De investering van 7.500 tot 10.000 euro is echter in veel gevallen een drempel. Grootschalige initiatieven zijn op dit moment financieel zeer beperkt interessant. Bedrijven die op dit moment kiezen voor zonne energie doen dit veelal van uit een duurzaamheidsvisie en maken gebruik van enkele fiscale voordelen, zoals de energie en investeringsaftrek, kleinschaligheidsaftrek of specifieke gemeentelijke of provinciale subsidies. Verwacht wordt dat de investeringskosten voor zonne energie verder blijven dalen en dat vanaf 2018 2020 het ook in Nederland financieel interessant wordt om grootschalige PV systemen te realiseren zonder subsidie. Zon thermisch In bestaande bouw hebben zonneboiler systemen, zonder subsidie ongeveer een terugverdientijd van 25 jaar 4. Dit is gelijk aan de levensduur van zonneboilersystemen. Hiermee zijn dergelijke systemen financieel even aantrekkelijk als de traditionele gasketel. Investeringen voor een gemiddeld huishouden liggen rond de 2.500, voor een zonneboiler systeem. Rendementen en daarmee de terugverdientijden blijken in de praktijk sterk te verschillen afhankelijk van het tapwater gebruik. 4 AgentschapNL Infoblad zonne warmte investeringen en opbrengsten (2010). 076412383:0.2 - Definitief ARCADIS 21
In nieuwbouwprojecten zijn zonneboiler systemen door schaalvoordelen goedkoper in aanschaf en installatie. Zonneboiler systemen zijn in dergelijke projecten gemeengoed vanwege steeds verder aangescherpte EPC normen. 2.2.3 POTENTIEEL IN WIJK BIJ DUURSTEDE Korte termijn Momenteel kan alleen het dakoppervlak dat in bezit is van de eigen woning bezitter en geschikt is voor duurzame daken gezien worden als potentieel dat realistisch benut kan worden. Op deze daken kan zon PV financieel uit. Het totale potentieel is op korte termijn 22,6 miljoen kwh. Niet alle eigenwoningbezitters zullen echter zonnepanelen op hun daken te plaatsen. In dit rapport is het reële potentieel daarom geschat op een derde van het totale potentieel. Dit komt overeen met 7,5 miljoen kwh aan elektriciteit. Oppervlak woningen laagbouw eigen Energie potentieel (x miljoen kwh) Vermeden CO 2 (x ton CO 2 / jaar) woningbezitters Totale potentieel korte termijn 22,3 ha 22,6 miljoen kwh 9.800 Reëel potentieel korte termijn 7,5 ha 7,5 miljoen kwh 3.400 Tabel 9 Potentieel korte termijn Op de middellange termijn zal al het dakareaal dat geschikt is voor duurzame daken ingezet kunnen worden voor PV. Ten aanzien van het weidegebied is aangenomen dat tot 5% ingezet kan worden voor PV en ten aanzien van woningen gaan we er in dit rapport vanuit dat er 50% van het totale dakareaal gebruikt gaat worden voor zonnepanelen. Lange termijn Potentieel toekomstig Oppervlak Energie potentieel (x miljoen kwh) Vermeden CO 2 (x ton CO 2 / jaar) Dakareaal geschikt voor duurzame daken 50% x 61 ha = 30,5 ha 30,9 26.800 Weide gebieden in te zetten voor PV Tabel 10 Potentieel lange termijn 100 ha (5% van totale weidegrond) 101,3 43.946 2.2.4 CO 2 -BESPARING Het benutten van het dakoppervlak van woningeigenaren kan op de korte tot middellange termijn (1 tot 5 jaar) een reductie opleveren van 9.800 ton CO2 per jaar. Op de lange termijn (5 tot 20 jaar) is een reductie mogelijk van bijna 70.000 ton CO2 per jaar. 22 ARCADIS 076412383:0.2 - Definitief
2.3 REALISEERBAARHEID 2.3.1 JURIDISCH Ten aanzien van zonne energie zijn er nauwelijks juridische beperkingen, enkele uitzonderingen daargelaten. Met name bestemmingsplannen en de Monumentenwet zijn van toepassing. Het beschermd stadsgezicht in de historische binnenstad van de stad Wijk bij Duurstede, maakt dat zonne energie op deze locatie maar zeer beperkt haalbaar is. Tevens kan zonne energie niet zomaar op monumentale panden geplaatst worden. Grootschalige zonne energie kan veelal binnen milieucategorie 2 gerealiseerd worden waarbij een bouwvergunning van toepassing is. 2.3.2 ACTOREN In de basis is de markt voor zonne energie simpel. De consument schaft een systeem aan bij een leverancier. Hij kan dit zelf installeren of laten installeren. De consument verdient het systeem terug doordat hij minder elektriciteit of gas van de energieleverancier hoeft af te nemen of zelfs energie terug levert aan de energieleverancier. Indien de voorinvestering te groot is voor de consument dan is er de mogelijkheid om deze te financieren. Bij grootschalige PV projecten is er sprake van de volgende actoren: Een initiatiefnemer. Een financier. Contact met de netbeheerder. Een afnemer van de energie. Grond of dakeigenaar. Contact met de gemeente voor een bouwvergunning. Diverse overheden in verband met subsidies. 2.3.3 ROL VAN DE GEMEENTE Zon elektrisch Zon elektrisch kan nu al door de eigen woningbezitter in Wijk bij Duurstede gebruikt worden. De gemeente kan een pro actieve rol aannemen bij het stimuleren van de burger om zonne energie te realiseren, bijvoorbeeld met een informatieve website voor deze doelgroep. Deze website zou naast informeren ook kunnen ontzorgen door het met één druk op de knop mogelijk maken van het aanvragen van een offerte. De investeringskosten zullen een drempel zijn voor veel mensen. Mogelijk dat de gemeente financieringen met een lage rente mogelijk kan maken. Op middellange termijn worden de midden en kleinbedrijven een interessante doelgroep voor zonne energie. Deze zou op een zelfde wijze gestimuleerd kunnen worden. Voor grootschalige zonne energie projecten zouden zoekgebieden aangewezen kunnen worden. Deze gebieden dienen gemakkelijk afgeschermd te kunnen i.v.m. de beveiliging van een grootschalig systeem. Verder dient de afstand tot invoer op het elektriciteitsnet zo kort mogelijk te zijn. 076412383:0.2 - Definitief ARCADIS 23
Zon thermisch Zon thermische systemen hebben te allen tijde een relatie met de gebouwde omgeving. Opgewekte warmte dient op korte afstand van de opweklocatie gebruikt te worden om verliezen te beperken. In bestaande woningbouw hebben zonne boilersystemen zonder subsidie een terugverdientijd van circa 25 jaar. Dit is even lang als de levensduur van een dergelijk systeem. Om de burger te stimuleren over te stappen naar dergelijke systemen zal er ook een financieel voordeel moeten zijn. Een subsidie lijkt de meest vanzelfsprekende vorm zon thermische systemen te stimuleren in de bestaande bouw. Voor nieuwbouw is geen stimulering vereist. De EPC norm wordt in 2015 verder aangescherpt in het bouwbesluit naar een EPC van 0,4 waardoor duurzame warmte al meegenomen wordt in dergelijke projecten. Zonne boilersystemen vormen dan een logische keuze. 2.3.4 TERMIJN Zon elektrisch Zonne energie is op dit moment zonder subsidie interessant voor de eigen woningbezitter. Door verdere prijsdaling van de zonnepanelen en de (stijgende) prijs van elektriciteit is de verwachting dat zonneenergie steeds interessanter wordt voor meer doelgroepen. De vergoeding die de verschillende doelgroepen voor de geproduceerde elektriciteit kunnen krijgen is hierbij bepalend. Tussen 2018 en 2020 wordt het omslagpunt verwacht waarbij ook grootschalige systemen financieel interessant zijn. Zon thermisch Het prijspeil voor zon thermische systemen is de laatste jaren stabiel 5. Zon thermische systemen worden in bestaande bouw mogelijk weer echt interessant als de gasprijs verder stijgt. 5 AgentschapNL Statusrapportage zonneboilers in Nederland in 2008 i.c.m. 2012 prijzen 24 ARCADIS 076412383:0.2 - Definitief
3 Geothermie 3.1 TECHNOLOGIE 3.1.1 BESCHRIJVING TECHNIEK Geothermische energiewinning is het winnen van warmte, die aanwezig is in het (diepe) grondwater. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van een boorput, waardoor de warmte naar boven wordt gehaald. Er zijn drie technieken waarmee dit kan worden gedaan: 1. Traditioneel doublet met warm water oppompen. 2. Hot dry rock techniek. 3. Single well techniek. Traditioneel doublet Met betrekking tot het traditionele doublet, waarbij warm water wordt opgepompt en afgekoeld water weer wordt geïnjecteerd, is een locatie geschikt als er een gesteentepakket aanwezig is dat (a) de gewenste temperatuur heeft, (b) doorlatend en dik genoeg is om er voldoende water door te laten stromen en (c) wat lateraal uitgestrekt genoeg is om de onttrekkings en injectieputten ver genoeg uit elkaar te kunnen plaatsen. Daar naast worden eisen gesteld aan bijvoorbeeld het zoutgehalte en de aanwezigheid van gas of olie in het reservoirgesteente. De gewenste temperatuur varieert per doel van de gebruiker. Figuur 4 Schematisch overzicht traditionele doublettechniek 076412383:0.2 - Definitief ARCADIS 25
Hot dry rock Bij toepassing van hot dry rock technieken wordt het gesteente doorlatend gemaakt door onder hoge druk vloeistof in haarscheurtjes in het gesteente te pompen (het zogenaamde fraccen ). Zoals ook te zien in figuur 5, ontstaat hierdoor een reservoir. Figuur 5 Schematisch overzicht HDR techniek (US Department of Energy (DOE), 2004) De hiervoor geschikte gesteenten moeten een temperatuur hebben die hoog genoeg is en ontvankelijk zijn voor fracken (de juiste mechanische eigenschappen bezitten). Single well techniek De single well techniek gebruikt het boorgat zelf als een soort warmtewisselaar. Hierbij is de doorlatendheid van de ondergrond niet van belang. Wel is een hoge temperatuur een vereiste. Zoals ook weergegeven in figuur 6, vindt er recirculatie van het (gebruiks)water plaats. Figuur 6 Schematisch overzicht van single well techniek 6 6 Wang, Z.: Modelling study of a single well enhanced geothermal system (EGS). Stanford University, Palo Alto. June 2009. Page 30. 26 ARCADIS 076412383:0.2 - Definitief
3.1.2 STAND DER TECHNIEK Geothermie is al vele decennia wereldwijd een bewezen techniek. Sinds enkele jaren wordt deze techniek ook in Nederland met succes toegepast. Op dit moment zijn er meer dan 100 exploratievergunningen voor geothermie afgegeven, en 4 gebruiksvergunningen effectief. Op het ogenblik zijn negen geothermie projecten uitgevoerd of in uitvoering (zie bijlage 1). 3.2 POTENTIEEL IN WIJK BIJ DUURSTEDE 3.2.1 TECHNISCHE HAALBAARHEID Met betrekking tot het traditionele doublet, waarbij warm water wordt opgepompt en afgekoeld water weer wordt geïnjecteerd, is een locatie geschikt als er een gesteentepakket aanwezig is dat (a) de gewenste temperatuur heeft, (b) doorlatend en dik genoeg is om er voldoende water door te laten stromen en (c) wat lateraal uitgestrekt genoeg is om de onttrekkings en injectieputten ver genoeg uit elkaar te kunnen plaatsen. Daarnaast worden eisen gesteld aan bijvoorbeeld het zoutgehalte en de aanwezigheid van gas of olie in het reservoirgesteente. De gewenste temperatuur varieert per doel van de gebruiker. Wijk bij Duurstede ligt in de Peelrandbreukzone. In de omgeving hiervan liggen structurele eenheden die worden begrensd door min of meer zuidoost noordwest lopende breuksystemen. Carboon Supergroep Op een diepte van circa 1.000 m (ten oosten van Wijk bij Duurstede) tot meer dan 3.000 m (ten zuiden en westen van Wijk bij Duurstede) wordt de Carboon Supergroep aangetroffen. Deze Carboon Supergroep bevat veel klei en is daardoor slecht water doorlatend. Deze groep is daarom in principe niet zo geschikt voor geothermie. Dit betekent dat of boven deze laag of beneden deze laag naar geothermie geboord moet worden. Boven de Carboon Supergroep In bijlage 2 is een analyse weergegeven van de bodem boven de Carboon Supergroep. De conclusie van deze analyse is dat in het grondgebied van de gemeente Wijk bij Duurstede weinig tot geen mogelijkheden zijn voor geothermische energiewinning door middel van een doublet in de eenheden boven het Carboon. Een kanttekening die daarbij wel gemaakt moet worden is dat ter plaatse van de aanwezige breuken de doorlatendheid mogelijk groter is. In dat geval zouden er toch mogelijkheden kunnen zijn voor geothermische energiewinning. Ook door fracking toe te passen in de breukzones kunnen er toch mogelijkheden gecreëerd worden, maar dit type boringen zijn duurder en zijn niet helemaal zonder risico. Om dit te ontdekken moeten deze breukzones moeten worden onderzocht aan de hand van bestaande seismische gegevens of nieuw te verzamelen seismiek. 076412383:0.2 - Definitief ARCADIS 27
Grotere dieptes Op grotere dieptes komen hogere temperaturen voor. Bijvoorbeeld op 5.000 m is de temperatuur naar verwachting meer dan 180 o C. Deze hoge temperatuur maakt ook de productie van elektriciteit mogelijk. Deze geothermische energie zou kunnen worden gewonnen door middel van fracken of door single well systemen. Om dit te bepalen, is uitgebreid onderzoek nodig, naar bijvoorbeeld de thermische geleidbaarheid van het gesteente. 3.2.2 KOSTEN EN OPBRENGSTEN De kostprijs voor het winnen van warmte door middel van geothermie is erg afhankelijk van de temperatuur van de ondergrond en de diepte van de boring. Bij een boring tot 2 á 3 km, met een temperatuur van ongeveer 100 graden, is de kostprijs volgens ECN ongeveer 9 euro per GJ. Wanneer dieper geboord wordt, nemen de risico s en boorkosten toe, maar neemt de uiteindelijke kostprijs van warmte af tot ongeveer 7 euro per GJ. Een deel van de warmte kan dan ook ingezet worden voor de productie van elektriciteit. De kostprijs voor diepe geothermie, waarbij (een deel van) de warmte wordt omgezet in elektriciteit is > 0,15 per kwh. 3.2.3 POTENTIEEL IN WIJK BIJ DUURSTEDE De dikte, doorlatendheid en temperatuur van de potentieel geschikte lagen zijn zodanig dat een rendabele winning van geothermische energie uit de lagen boven de Super Carboongroep onwaarschijnlijk is. Zeer indicatieve berekeningen op basis van de genoemde eigenschappen van deze lagen geven zeer lage (tot zelfs negatieve) coëfficiënt of performance (COP) waarden voor een doublet in deze lagen. Een boring naar grotere dieptes (5 km) is in Nederland nog niet uitgevoerd en vervolgstudie moet uitwijzen of dit in Wijk bij Duurstede mogelijk is. Maar geothermie is op dit moment in Nederland erg in ontwikkeling en mogelijk dat op de langere termijn het boren deze dieptes toch interessant kan zijn. Op kortere termijn is dit door de hoge kosten en het grote risico niet heel kansrijk. Uitgaande van een temperatuur van 150 graden kan er dan per bron, een installatie neergezet worden waarmee ongeveer 3,5 MW aan elektriciteit kan worden opgewekt. Een andere mogelijkheid is om een deel van deze warmte niet in te zetten om elektriciteit op te wekken, maar om hiermee aan de bestaande warmtevraag te voldoen. In Wijk bij Duurstede betreft dit vooral woningen en bestaande kantoren, deze hebben een warmtevraag van 65 90 graden. Geothermie kan prima ingezet worden om aan deze warmtevraag te voldoen. Er moet dan wel een gehele warmte infrastructuur aangelegd worden. Dit laatste brengt erg hoge kosten met zich mee, omdat daarvoor leidingen met een hoge warmte isolatiewaarde nodig zijn. Deze optie lijkt daardoor op korte termijn niet heel erg kansrijk. Voor de langere termijn (met stijgende gasprijzen) zijn er goede mogelijkheden te verzinnen waarin het aanleggen van een warmtenet toch rendabel kan zijn. Bijvoorbeeld door een warmtenet op dezelfde wijze uit te rollen als dat gedaan is met glasvezelkabels: Je legt eerst de hoofdstructuur aan en sluit de woningen pas aan wanneer de eigenaren besluiten om de gasketel te vervangen door het warmtenet. Op deze manier hoef je de inwoners niet te dwingen om over te stappen op een warmtenet, maar kunnen mensen hiervoor kiezen. Per geothermiebron kan dan ongeveer 10 MW aan warmte worden gewonnen welke aardgas kan vervangen (ECN, 2011). Deze warmte kan alleen worden afgegeven als er in huishoudens een warmtevraag is en dat is ongeveer de helft van het jaar (4000 draaiuren). In deze rapportage wordt verondersteld dat er in de toekomst één bron wordt geboord die zowel elektriciteit en warmte levert. Het elektrisch vermogen is daar 2 MW en het thermisch vermogen is 10 MW. Er wordt 7.000 per jaar elektriciteit opgewekt en 4.000 uur per jaar warmte. Deze bron levert daarmee 14 miljoen kwh uur aan elektriciteit en vervangt ongeveer 4,5 miljoen m³ aardgas. 28 ARCADIS 076412383:0.2 - Definitief