thema:?????????????? verwarming WARMTENETTEN BIEDEN GROTE KANSEN VOOR VERDUURZAMING Willen we in Nederland de bestaande woningbouw duurzaam verwarmen dan lijkt de inzet van warmtenetten met daaraan gekoppeld collectieve installaties een slimme en betaalbare oplossing. Het pleidooi van Peter Heijboer (DWA) om hierop in te zetten, maakte nogal wat kritiek los. Logisch. Warmtenetten hebben nu eenmaal een slecht imago. Maar vooral voor de stedelijke hoogbouw bieden warmtenetten grote kansen voor verduurzaming. Tekst: Mari van Lieshout, fotografie: industrie Het heeft er alle schijn van dat ook de komende decennia de Nederlandse woningvoorraad nog voor veruit het grootste deel gewoon wordt verwarmd met gasketels. Ambitieuze verduurzamingsprogramma s als Stroomversnelling ten spijt, de ketelfabrikanten hoeven zich geen zorgen te maken dat ze hun producten in de bestaande voorraad niet meer kunnen slijten. Corporaties zijn op grote schaal bezig hun collectieve verwarmingsinstallaties te ontmantelen en plaatsen individuele gasketels in de woningen. Eenvoudig te realiseren, over een korte termijn gerekend goedkoper, maar zeker niet duurzamer. En het zal Nederland opnieuw weer vele jaren van aardgas afhankelijk maken. De grote ombouwslag naar verketelen die momenteel gaande is, wordt door verschillende adviseurs opgemerkt. Een van hen is Marcel Klootwijk van Energie Totaal Projecten. In appartementencomplexen is het veel slimmer gebruik te maken van een collectieve warmtevoorziening en daar de juiste techniek aan te hangen. Dat kunnen systemen zijn die gebruik maken van restwarmte, stookinstallaties op duurzame biomassa, maar ook speciale lucht/water-warmtepompen met een hoog rendement. Dit is niet alleen duurzamer, maar heeft ook als voordeel dat het eenvoudiger wordt om in de toekomst steeds verbeterde technieken toe te passen. Een centraal systeem hoeft maar één keer te worden aangepast in tegenstelling tot individuele toestellen in afzonderlijke appartementen. Alleen al vanuit dit oogpunt is het onverstandig, dat corporaties in blijven zetten op gasketels en zelfs collectieve installaties opdoeken om die te vervangen door individuele toestellen. En dat terwijl we tegen 2030 waarschijnlijk het aardgas duur moeten gaan importeren. 16 VV+ september 2015
Leidingen voor warmtetransport van avr Rozenburg naar Rotterdam centrum (foto: Gert Jan ter Haar, Lievense). Ook vanuit praktisch oogpunt acht Klootwijk de massale voorliefde voor de gas cv-ketel onverstandig. Nederland moet een enorme verduurzamingsslag maken. Als wij de Europese afspraken op het gebied van een volledig energieneutrale gebouwde omgeving in 2050 waar willen maken, zullen we alle zeilen bij moeten zetten. Collectieve systemen zijn hierbij onmisbaar, vooral in dichtbevolkte stedelijke gebieden waar individuele installatie vaak te veel hinder veroorzaken. Voor grondgebonden woningen ligt volgens Klootwijk de toepassing van individuele lucht/water-warmtepompen het meest voor de hand. Nadeel is volgens hem dat de cop s van de standaard lucht/water-warmtepompen nog vrij laag zijn. Dat moet veel beter en dat kan ook beter. Zo hebben wij voor gebouwen machines ontwikkeld met een 30 tot 50 procent hoger rendement dan standaard lucht-waterwarmtepompen. In de grootschalige toepassing van bodemgebonden warmtepompsystemen voor individuele woningen gelooft Klootwijk niet. Want wie zit er nou te springen om die De kunstmestfabriek Yara in Sluiskil heeft een overschot aan warmte en aan CO 2. Het bedrijf WarmCO2 levert warmte en CO 2 aan een glastuinbouwgebied. VV+ september 2015 17
thema: verwarming grote en gecompliceerde toestellen waarvoor ook nog dure bodemlussen moeten worden geboord? Die extra complexiteit blijkt een drempel te zijn die leidt tot meer organisatie en hogere kosten. Daarom is de gasketel ook zo n succes geworden. Het is een lekker eenvoudig toestelletje; het wordt opgehangen en klaar. Betaalbaar Dan is er uiteraard nog het banale argument van de prijs. Alles is te verduurzamen, maar het moet ook betaalbaar zijn. Verduurzaming van het corporatiebezit zou moeten leiden tot verlaging van woonlasten, geeft Peter Heijboer van dwa aan. In de sociale woningbouw staan bewoners financieel al zwaar onder druk. En dan is de keuze voor koppeling van woningen aan een warmtenet helemaal niet zo n onlogische keuze. De opgewekte warmte is bij kleinschalige projecten per opgewekte GJ vrijwel altijd duurder dan de warmte die door een warmtenet wordt geleverd. Wanneer gebruik wordt gemaakt van een geothermiebron of restwarmte uit de industrie dan kan dat bijna voor de helft van de kosten. Een voorwaarde daarbij is wel de aanwezigheid van voldoende afnemers die dicht bij elkaar zijn gelegen. Dat vereist veel overleg, een verregaande bereidheid tot samenwerken en vaak ook een lange adem. De combinatie kleinschalig en duurzaam is doorgaans prijziger. Maar soms nog aantrekkelijk genoeg voor drie à vierhonderd woningen die zijn aangesloten op een warmtenet dat warmte levert die is opgewekt met een bioketel. Wanneer een bioketel onder de sde-regeling valt, kan het nog vrij scherp. Stichting Warmtenetwerk stelt dat de laatste jaren uit verschillende studies blijkt dat overall in 2020 een besparing van 200 PJ mogelijk is bij een duurzame invulling van warmte. Maar dan moet er wel wat gebeuren. Wko Welke opties zijn er? Wko is duurzaam, maar vereist grote investeringen. Algemeen wordt aangenomen dat wko in Nederland een enorme groei gaat doormaken. Klootwijk heeft daar sterke twijfels over. Wko is een mooie techniek, maar ook bewerkelijk in de zin dat er veel specialistische kennis voor nodig is en het gebouw groot genoeg moet zijn om het beoogde rendement te halen. Een gebouw met een vloeroppervlakte van 2.000 m 2 kan eigenlijk al niet uit, maar de afgelopen jaren hebben veel van die kleinere utiliteitsgebouwen een wko gekregen. Wko is er vaak bij de haren bijgesleept als de energie-efficiënte oplossing, ook in wooncomplexen. Wko moet het hebben van koudelevering en de koudevraag bij wooncomplexen is minimaal. Een toekomstperspectief voor wko is er volgens Klootwijk wel bij koude- of warmtenetten waaraan meerdere gebouwen zijn gekoppeld. En zo n concept zou ook heel goed kunnen voor de woningbouw. Het valt niet te ontkennen dat de cop s van warmtepomptechnologie ver achterblijven in vergelijking met de prestaties die met geothermie kunnen worden bereikt. Geothermie draait met cop s van 15 tot 20. Om echt slagen te maken met verduurzaming, dan zal meer dan nu het geval is op het gebruik van restwarmte, geothermie of biocentrales moeten worden ingezet. Gemeenten als Arnhem, Een enorm buffervat voor warmtenetten Ecovat is een groot ondergronds buffervat voor warm water. Het vat kan worden gevuld met warm water geoogst met zonne-energie of met restwarmte uit bijvoorbeeld de glastuinbouw. Het gepatenteerde energieopslagsysteem komt uit de koker van Aris de Groot, ontwikkelaar van duurzaam vastgoed in Uden. Het systeem is gebaseerd op een vat-in-vat principe. In de betonnen (dubbelwandige) wanddelen zijn leidingen opgenomen voor de energie-uitwisseling. De onderscheidende segmenten in het vat kunnen op verschillende temperaturen worden geladen en ontladen. Het vat maakt gebruik van de natuurlijke gelaagdheid van water. Deze zogeheten stratificatie ontstaat doordat warmer water lichter van gewicht is en daardoor opstijgt. De verschillende temperatuurlagen mengen zich daarbij niet. Bestaande systemen voor thermische opslag gebruiken energie om het water in en uit het vat te verpompen, maar dat verstoort de gelaagdheid. Bij het Ecovat-principe wordt geen water uit het vat gepompt. Het water blijft op zijn plek, maar de energie in het vat wordt uitgewisseld via het slangenstelsel dat zich bevindt tussen het binnen- en buitenvat. De warmte-uitwisseling gebeurt op een manier die de natuurlijke stratificatie niet verstoort. Voor beheerders van warmtenetten biedt het opslagsysteem leveringszekerheid op die momenten dat anders conventionele warmte aan het net zou moeten worden toegevoegd om aan de warmtevraag te voldoen. Het systeem kan dicht bij de gebruikers onzichtbaar in de bodem worden aangebracht. Volgens berekeningen levert een vat met een inhoud van 18.500 m 3 een jaar lang warmte voor 200 tot 300 woningen, afhankelijk van de isolatiegraad van de woningen. Ecovat bevindt zich nog in de ontwikkelfase. Momenteel wordt de laatste hand gelegd aan de proefopstelling in Uden die tevens als Living Lab zal functioneren. Het prototype bestaat uit een 1.500 m 3 groot vat onder de grond dat aan de binnenklimaatinstallatie van een kantoorpand is gekoppeld. Het vat wordt gevuld met heet water afkomstig van twee warmtepompen. Deze pompen draaien op stroom opgewekt door pv-panelen. 18 VV+ september 2015
Gestuurde boring in Amsterdam-Noord met warmteleiding 150 mm op zes meter hoge haspel. Dankzij de aanleg van een warmtetransportleiding met een lengte van meer dan 5 km kan de afvalenergiecentrale van Twence in Hengelo warmte leveren aan het warmtenet van Essent in Enschede. Ede, Groningen en Rotterdam zetten wat dat betreft flinke stappen. All electric Warmtenetten dus. Maar gemeenten en vastgoedontwikkelaars denken bij nieuwbouw vooral aan all electric. Erg duurzaam als die elektriciteit tenminste duurzaam wordt geproduceerd, zegt Heijboer. Maar ook tamelijk kostbaar. We hebben het laatst nog eens uitgerekend voor een gemeente en dan blijkt dat ook met de huidige epc-eis het nog steeds aantrekkelijk kan zijn om ook in nieuwbouw meer kansen te geven aan duurzame warmtenetten. Heijboer kreeg met zijn publicatie afgelopen zomer in de nieuwsbrief Duurzaam Gebouwd de nodige kritiek over zich heen naar aanleiding van zijn pleidooi om in de bestaande Het Ecovat-prototype bestaat uit een 1.500 m 3 groot vat onder de grond dat aan de binnenklimaatinstallatie van een kantoorpand is gekoppeld. bebouwde omgeving meer in te zetten op warmtenetten. Hij snapt de weerstand. Het is kritiek die vooral voortkomt uit het slechte imago. Er wordt snel gedacht aan klassieke stadsverwarming, geëxploiteerd door een monopolist waarbij de exploitant binnen de mogelijkheden van de warmtewet de maximale tarieven opzoekt. De consument heeft verder geen keuzemogelijkheden. Ik noem dat gedwongen winkelnering. Mensen ervaren dat zo en dat vertroebelt een objectief beeld. Toch zal er iets moeten gebeuren want in dichtbebouwd stedelijk gebied kan je met all electric -concepten niet goed uit de voeten. Het ontbreekt simpelweg aan voldoende dakoppervlakte om zonnepanelen te plaatsen voor duurzame opwekking van elektriciteit. Dat verklaart ook waarom veel corporaties kiezen voor het ombouwen van collectieve verwarmingssystemen naar individuele gasketeltjes. Heijboer vindt dat een gemiste kans. Bestuurders van corporaties zouden hun vastgoedportefeuille moeten beheren met een scope van veertig of vijftig jaar. Door te kiezen voor individuele ketels worden bewoners voor lange tijd aan aardgas gekoppeld; een niet duurzame energieoptie die bovendien onvoorspelbare prijsstijgingen in de toekomst met zich meebrengt. Flats met voorzieningen als blokverwarming worden teruggezet in de tijd. En het kan wel degelijk duurzaam, benadrukt hij. Case-studie dwa heeft een case-studie uitgevoerd voor een bestaande galerijflat met acht bouwlagen. Daarin worden verschillende duurzaamheidsopties met elkaar vergeleken. Variant 1 is de situatie waarbij collectieve blokverwarming en geisers voor tapwaterverwarming zijn toegepast. Variant 2 is de optie met individuele ketels. Bij de varianten 3 tot en met 5 is er een aansluiting op een duurzaam warmtenet. Met een knipoog naar het programma Stroomversnelling wordt gesproken over de Warmteversnelling. De resultaten van de warmteversnelling bij uiteenlopende maten van vraagbeperking zijn vergeleken met een all-electric aanpak overeenkomstig het Energiesprongprogramma. In variant 3 is alleen de gasketel vervangen door een VV+ september 2015 19
thema: verwarming referentie gas warmteversnelling energiesprong variant 1 2 3 4 5 6 energie-index blokverwarming en geisers individuele ketels warmtenet (bij geiser- en ketelvervanging) optimale vraag + warmtenet maximale vraagbeperking + warmtenet maximale vraagbeperking + warmtepomp (all electric) alleen casco 2,05 (D) 1,54 (C) 1,26 (B) 1,03 (A) 0,87 (A) 0,0 (A ++ ) casco + warmtenet n.v.t. n.v.t. 0,77 (A + ) 0,0 (A ++ ) 0,0 (A ++ ) n.v.t. benodigde pv-oppervlak per woning Voor EI = 0 * - - - 19 m 3 18 m 3 23 m 3 Voor NoM * - - - 25 m 3 28 m 3 40 m 3 rentabiliteit gehele energieconcept bij EI = 0 (irr 30 jaar) maatschappelijke kostenbenadering * bij eor = 200 - - 15,6 % 8,8 % 4,1 % 1,8 % Tabel 1. Vergelijking van de verschillende duurzaamheidsopties op basis van een case-studie uitgevoerd voor een bestaande galerijflat met acht bouwlagen (bron: dwa). warmte net. Variant 4 combineert het warmtenet met toepassing van rendabele besparingsmaatregelen in de woning. De varianten 5 en 6 gaan beide uit van vergaande besparingsmaatregelen die alleen acceptabel zijn bij een ingrijpende woningverbetering. De varianten 4 tot en met 6 zijn aangevuld met pv-panelen, zodat een energie-index van 0 kan worden behaald. De case-studie gaat uit van een duurzaam warmtenet met een eop (equivalent opwek rendement) van 2,0. Maatschappelijke kostenbenadering Voor een objectieve vergelijking is de rentabiliteit van de varianten bepaald conform de maatschappelijke kostenbenadering. Daarbij is het financiële rendement van de hele keten bepaald zonder op voorhand vast te leggen welke partij de investering en exploitatie ter hand neemt. De jaarlijkse kostenbesparing is ten opzichte van variant 1 genomen. Verondersteld is dat de corporatie een deel van de investering dekt uit de cashflow die beschikbaar is voor levensduurverlenging van de woning zonder dat dit moet worden terugverdiend uit energiebesparing. Uit de case-studie blijkt dat varianten 3 en 4 met warmte een commercieel acceptabel financieel rendement opleveren (mits de schaalgrootte voldoende is). Als vervolgstap kan dit voordeel worden verdeeld over de bewoners, corporatie, VvE s en energieleverancier. De varianten 5 en 6 hebben een te laag rendement. Dit is te verklaren uit het feit dat bij de investeringskosten voor het vergaande bouwkundige pakket met besparingsmaatregelen is uitgegaan van de actuele kostprijs voor renovaties. Het Energiesprongprogramma anticipeert op kostprijsverlaging door schaalvoordeel en prefabricage waardoor het rendement voor deze varianten naar een gunstiger niveau stijgt. Zowel variant 5 als 6 gaan hiervan profiteren. Heijboer erkent dat een warmtenet niet altijd synoniem staat voor duurzaam. Zeker niet wanneer de warmte wordt opgewekt door een steg- of kolencentrale. Het is uiteraard wel zaak dat de warmte voor het warmtenet duurzaam wordt opgewekt, bijvoorbeeld met biomassa of geothermie. Er zijn echt mooie concepten mogelijk met gebruikmaking van lokale restwarmtebronnen en misschien wel zonnewarmte met warmteopslag. Het concept van Ecovat (zie kader) is bijvoorbeeld erg hoopvol. Bij die beslissingen ligt volgens Heijboer ook een verantwoordelijkheid bij de gemeente om collectieve warmte te stimuleren. Een gemeente hoort daar volgens hem als vanzelfsprekend eisen aan te stellen. Want met warmtenetten kan dezelfde CO 2 -reductie worden bereikt als met all electric -concepten in combinatie met pv-panelen Onmisbaar Ik ben ervan overtuigd dat warmtenetten in het bestaande stedelijk gebied onmisbaar zijn om substantieel voortgang te boeken wat betreft verduurzaming. Voor- en tegenstanders bestormen elkaar nu vanuit vooringenomen standpunten, maar het is buitengewoon onverstandig om vervolgens maar de hele technologie van warmtenetten aan de kant te zetten. Nul-op-de-meter is een mooi programma, maar het is een illusie dat we de komende 10 tot 20 jaar bij 7 miljoen woningen inderdaad die energiesprong kunnen maken. Het concept is goed toepasbaar wanneer een woning aan een levensduurverlengende renovatie toe is, wanneer een flat uit de jaren zestig ingrijpend wordt aangepakt zodat die weer veertig jaar meekan. Want dan is er ook budget voor gereserveerd. Maar voor woningen die tien of vijftien jaar geleden nog zijn na-geïsoleerd, waarin dubbelglas is geplaatst en de installatietechniek is vervangen, is dat budget er niet. Die energiebesparende maatregelen hebben zich nog niet terug verdiend; dus waar haal je het geld vandaan? << 20 VV+ september 2015