Document · PDF

Bijlage 2: Warmtenetstrategie en rolbepaling gemeente Arnhem (Berenschot, september 2021) met 6 subbijlagen

Politieke Avond 19 januari 2022, gemeente ArnhemBij agendapunt: Transitievisie Warmte20.220 woorden

Open het PDF bij de gemeente ↗Naar de vergadering →

Tekst van het document

Uit het bestand gehaald, zonder opmaak, tabellen en afbeeldingen · deel 2 van 3

De warmtevraag van industriële bedrijven is voor een groot deel toe te schrijven aan de productieprocessen die veelal warmte op een hoge temperatuur nodig hebben. De verduurzaming van deze vraag valt buiten de scope van dit rapport. Voor zover er sprake is van lage temperatuur warmte voor ruimteverwarming is de warmtevraag dichtheid van industrieterreinen laag te noemen. • De werking en de volledige lijst met uitgangspunten van Caldomus is in een aparte bijlage beschikbaar.

Openbaar 2

Analyse gebouwde omgeving Arnhem (1)

Uit de BAG- en CBS-data voor Arnhem komen onderstaande kentallen naar voren voor het aantal woningen en het aantal woningequivalenten utiliteit:

Arnhem Woningen Utiliteit

Totaal (weq)

79.000 m2 5.900.000 weq 59.000 138.000

In onderstaande grafiek zijn de Arnhemse woningen per bouwperiode weergegeven als percentage van het totaal. Tevens zijn de landelijke gemiddelden voor deze bouwperioden weergegeven. Uit de grafiek is af te leiden dat Arnhem in grote lijnen niet bijzonder afwijkt van de landelijke trend. Alleen de bouwperiode 1992-2005 is relatief ondervertegenwoordigd. Van het totaal aantal woningen wordt al deel zonder aardgas verwarmd, met name door het warmtenet van Vattenfall. De opgave in Arnhem is nog 68.0000 woningen

Percentage woningen per bouwperiode vóór 1945

24%

19%

1946-1964

15% 15%

1965-1974

14%

17% 21%

1975-1991 10%

1992-2005 2006-2010

2011-2014

3% 4%

2015-2020

23%

16%

10%

15%

Arnhem

20%

25%

30%

NL Openbaar 3

Analyse gebouwde omgeving Arnhem (2)

Bouwperioden

Bovenstaande kaart toont welke bouwperiode het meest vertegenwoordigd is in een bepaalde buurt in Arnhem. Algemene beeld van de bouwperioden • Het centrum, de daar omheen gelegen buurten en Arnhem-Noord zijn grotendeels vooroorlogs en in een groot aantal gevallen monumentaal. Monumentale panden zijn lastig na te isoleren. De kosten hiervan zijn hoog en daardoor veelal afhankelijk van een hogere temperatuur. Door de hoge woningdichtheid en de grote warmtevraag in de buurten gelegen in en rondom het centrum zou een hoge temperatuur warmtenet (>70°) aannemelijk zijn. In het centrum is het redelijk druk met leidingen in de ondergrond, wat de aanleg van een warmtenet bemoeilijkt. Te bediscussiëren valt of deze panden ook op een MT-warmtenet kunnen worden aangesloten. • Rondom het centrum bevindt zich een aantal naoorlogse buurten. Deze zijn via renovaties (nieuwe gevelelementen) geschikt te maken voor all electric concept, maar kunnen ook op een warmtenet worden aangesloten. • Voornamelijk ten zuiden van de Rijn bevinden zich typische jaren ‘60, ‘70 en ’80 wijken. Deze zijn geschikt te maken voor een all electric concept of voor een warmtenet. • Delen van Arnhem-Zuid zijn recent gebouwd en (deels) aangesloten op een warmtenet.

Openbaar 4

Resultaat uit Caldomus: WAT-kaart Arnhem (1)

Deze “WAT-kaart” van Arnhem toont potentiële warmtenetbuurten in het rood en potentiële allelectric buurten in het blauw. Per buurt zijn het warmtenetconcept en het all-electric-concept onderling vergeleken. De maatschappelijk gezien goedkoopste keuze is getoond in bovenstaande kaart. Sommige buurten bestaan voor een (groot) deel uit groenvoorzieningen (parken). Aangezien het Caldomusmodel resultaten per buurt genereert zijn deze buurten geheel ingekleurd, ook al zal een deel van die buurt dus geen warmtevoorziening nodig hebben (omdat het bv. park of sportveld betreft). In de achterliggende berekeningen is wel rekening gehouden met deze onbebouwde gebieden. Warmtenetbuurten • Gebouwen in warmtenetbuurten worden minimaal aangepast tot niveau R na isolatie en/of renovatie. Door de nieuw aangebrachte isolatie/renovatie zullen deze gebouwen indicatief naar een energielabel B gaan. In nieuwbouwbuurten beschikken de woningen hier al over en zijn geen bouwkundige aanpassingen noodzakelijk. • De gebouwen in een warmtenetbuurt worden bij voorkeur aangesloten op een MT-warmtenet met een temperatuurregime voor de distributie van 70-40°C. Aansluiten op een LT-warmtenet van 40-25°C is ook mogelijk, maar leidt tot hogere kosten in de woningen. Dit vraag een hogere isolatiegraad en kierdichting en het afgifte systeem (o.a. radiatoren) dienen aangepast te worden.

• Voor het transportnet in Arnhem zijn meerdere temperatuuropties mogelijk. Openbaar 5

Resultaat uit Caldomus: WAT-kaart Arnhem (1)

Wat valt op? • Caldomus toont aan dat in Arnhem kansen zijn om circa 67.000 van de 79.000 woningen aan te sluiten op een midden of lage temperatuur warmtenet. Hierbij is geen rekening gehouden met of woningen al reeds aangesloten zijn op een warmtenet. • Of deze aantallen kunnen worden bereikt hangt af van de toekomstige beschikbaarheid van warmtebronnen voor het warmtenet en de productiekosten van de warmte.

• Op de volgende pagina wordt als alternatief een WAT-kaart gepresenteerd op basis van verdubbelde productiekosten van de warmte.

Warmtenet won.equiv. Woningen Utiliteit

Totaal

Arnhem 67.000 33.000

100.000

Openbaar 6

WAT-kaart Arnhem: gevoeligheid hogere kosten warmtebron Warmte 20 €/GJ

Warmte 10 €/GJ

Warmtenet won.equiv. Woningen Utiliteit

Totaal

Arnhem

Warmtenet won.equiv.

67.000 33.000

100.000

Arnhem

Woningen Utiliteit

Totaal

28.000 18.000

46.000

Bovenstaande kaarten tonen de uitkomsten van Caldomus in de standaard situatie met een kostprijs van 10 €/GJ voor de warmte (links) en met een verdubbeling van de kosten voor de warmte naar 20 €/GJ* (rechts). Het aantal woningen waar warmtenet lagere maatschappelijke kosten heeft dan all-electric neemt af tot circa 28.000 woningen bij een verdubbeling van de warmteprijs. De prijsverdubbeling maakt dat een keuze voor een warmtenet in diverse buurten kosten technisch minder interessant wordt. Diverse buurten veranderen van een voorkeur voor een warmtenet in een voorkeur voor een allelectric oplossing. In de buurten die in het 20-euro-scenario nog steeds rood kleuren toont de berekening aan dat de keuze voor een warmtenet in deze buurten van Arnhem robuust is en dat er veel aan is gelegen om de warmtebronnen daadwerkelijk te ontwikkelen om de woningen aan te kunnen sluiten. In de verdere uitwerking van de bronnen en infrastructuur gaan we voorlopig uit van deze 67.000 woningen. Uit opgave in de Startanalyse van PBL (september 2020, ook wel De Leidraad voor de energietransitie van Expertise Centrum Warmte) zijn in Arnhem 6 buurten aangesloten op een warmtenet: Markt, Elden, Elderveld-Zuid, Schuytgraaf-Noord, Schuytgraaf-Centrum en Schuytgraaf-Zuid. Hier zijn circa 4.500 van de 8.200 woningen aangesloten op het warmtenet.

*De keuze voor 20 €/GJ is gebaseerd op kosten voor de productie van warmte uit nieuw te ontwikkelen duurzame

bronnen als bijvoorbeeld TEO en TEA. De kostprijs van 10/GJ is meer een maat voor geothermie en aftapwarmte uit AVI’s. Openbaar 7

WAT-kaart Arnhem: de vergelijking met aardgas Warmte 10 €/GJ

Warmte 20 €/GJ

Bovenstaande kaarten tonen de kosten voor een woning aangesloten op een warmtenet, inclusief de isolatie en/of renovatie met de kosten voor een woning op de huidige referentie aardgas. Om dit prijsverschil te bepalen wordt gerekend met de ΔTCO. TCO staat voor Total Cost of Ownerschip en omvat alle kosten van de warmtevoorziening voor een gebouweigenaar inclusief de kapitaallasten, beheer- en onderhoudskosten, vaste kosten (bijvoorbeeld vastrecht) en energiekosten. De Δ (delta) staat voor het verschil tussen de kosten van een warmtenet ten opzichte van de huidige warmtevoorziening op aardgas. In de donderrode buurten is dit verschil minder dan 10%, wat dus betekent dat een warmtenet bijna net zo goedkoop is als aardgas. In de lichtroze buurten is een warmtenet aanzienlijk duurder (>30%) dan aardgas. De uitkomsten van Caldomus zijn wederom weergegeven voor een kostprijs van 10 €/GJ voor de warmte (links) en met een verdubbeling van de kosten voor de warmte naar 20 €/GJ (rechts). Buurten die in het 10 euro scenario licht rood kleuren, dus een grote ΔTCO hebben, verdwijnen in het 20 euro scenario uit de voorkeurkaart, omdat de kosten dan nog veel hoger uitvallen. De buurten die in het 20 euro scenario nog steeds rood gekleurd zijn, lenen zich bij uitstek om met de aanleg van een warmtenet te starten.

In de buurten die wit gekleurd zijn heeft all-electric lagere maatschappelijke kosten.

Openbaar 8

Scenario warmteprijs 10 euro per GJ: robuustheid en ΔTCO

Buurtnr Buurtcode Wijknaam Buurtnaam Concept 0 BU02020100 Centrum Markt MT Warmte R+ 1 BU02020101 Centrum Weverstraat MT Warmte R 2 BU02020102 Centrum Rijnstraat MT Warmte R 3 BU02020103 Centrum Janssingel MT Warmte R+ 4 BU02020104 Centrum Stationsplein MT Warmte R 10 BU02020210 Spijkerkwartier Hommelstraat MT Warmte R 11 BU02020211 Spijkerkwartier Spijkerbuurt MT Warmte R 12 BU02020212 Spijkerkwartier Boulevardwijk MT Warmte R 13/38 BU02020338 Arnhemse Broek Bij de John Frostbrug All-E R+ 14 BU02020314 Arnhemse Broek Statenkwartier MT Warmte R 15 BU02021815 Malburgen-Oost (Zuid) 't Duifje MT Warmte R 16 BU02022316 Rijkerswoerd Rijkerswoerd-Oost Noord All-E R 16 BU02022316 Rijkerswoerd Rijkerswoerd-Oost Zuid MT Warmte R 17 BU02022317 Rijkerswoerd Rijkerswoerd-Midden MT Warmte R 18 BU02022318 Rijkerswoerd Rijkerswoerd-West MT Warmte R 19 BU02022319 Rijkerswoerd De Overmaat All-E R 20 BU02020320 Arnhemse Broek Arnhemse Broek MT Warmte R 21 BU02020321 Arnhemse Broek Van Verschuerbuurt MT Warmte R 22 BU02020322 Arnhemse Broek Industrieterrein All-E R+ 23 BU02020423 Presikhaaf-West Presikhaaf I MT Warmte R 24 BU02020424 Presikhaaf-West Presikhaaf II MT Warmte R 25 BU02020425 Presikhaaf-West Presikhaaf III MT Warmte R 26 BU02020526 Presikhaaf-Oost Over het Lange Water MT Warmte R 27 BU02020527 Presikhaaf-Oost Elsweide All-E R 28 BU02020528 Presikhaaf-Oost Winkelcentrum MT Warmte R+

29 BU02020529 Presikhaaf-Oost Ijsseloord All-E R 30 BU02020630 St. Marten/Sonsbeek St. Marten MT Warmte R 31 BU02020631 St. Marten/Sonsbeek Graaf Ottoplein e.o. MT Warmte R 32 BU02020732 Klarendal Klarendal-Zuid MT Warmte R 33 BU02020733 Klarendal Klarendal-Noord MT Warmte R 34 BU02020734 Klarendal Onder de Linden MT Warmte R 35 BU02020735 Klarendal St. Janskerkstraat e.o. MT Warmte R 39 BU02020339 Arnhemse Broek Nieuwe Kadekwartier MT Warmte R 40 BU02020840 Velperweg e.o. Velperweg-Noord MT Warmte R+ 41 BU02020841 Velperweg e.o. Molenbeke MT Warmte R 42 BU02020842 Velperweg e.o. Terrein ENKA MT Warmte R+ 43 BU02020843 Velperweg e.o. Plattenburg MT Warmte R 44 BU02020844 Velperweg e.o. Angerenstein MT Warmte R 45 BU02020845 Velperweg e.o. Paasberg MT Warmte R 47 BU02022447 Schuytgraaf Schuytgraaf-Noord MT Warmte R 48 BU02022448 Schuytgraaf Schuytgraaf-Centrum MT Warmte R 49 BU02022449 Schuytgraaf Schuytgraaf-Zuid All-E R 50 BU02020650 St.

Marten/Sonsbeek Sonsbeek-Noord MT Warmte R 51 BU02020951 Alteveer/Cranevelt Hazegrietje All-E R 52 BU02020952 Alteveer/Cranevelt Alteveer/Cranevelt MT Warmte R 53 BU02021053 Geitenkamp Geitenkamp MT Warmte R 54 BU02021154 Monnikenhuizen Monnikenhuizen MT Warmte R 55 BU02021155 Monnikenhuizen Arnhemse Allee All-E R 59 BU02021159 Monnikenhuizen Klarenbeek All-E R 60 BU02021260 Burgemeesterswijk/Hoogkamp Transvaalbuurt MT Warmte R 61 BU02021261 Burgemeesterswijk/Hoogkamp Burgemeesterswijk MT Warmte R 62 BU02021262 Burgemeesterswijk/Hoogkamp Gulden Bodem All-E R+ 63 BU02021263 Burgemeesterswijk/Hoogkamp Sterrenberg MT Warmte R 64 BU02021264 Burgemeesterswijk/Hoogkamp Hoogkamp MT Warmte R 65 BU02021365 Schaarsbergen Bakenberg All-E R 66 BU02021366 Schaarsbergen Schaarsbergen All-E R 67 BU02021367 Schaarsbergen West van Schaarsbergen All-E R+ 68 BU02021368 Schaarsbergen N.O. van Schaarsbergen All-E R+ 69 BU02021269 Burgemeesterswijk/Hoogkamp Sonsbeek/Zijpendaal All-E R+ 70 BU02020170 Centrum Utrechtsestraat MT Warmte R+ 71 BU02021471 Heijenoord/Lombok Lombok MT Warmte R 72 BU02021572 Klingelbeek e.o. Klingelbeek All-E R 73 BU02021473 Heijenoord/Lombok Brouwerijweg e.o. MT Warmte R 74 BU02021474 Heijenoord/Lombok Heijenoord MT Warmte R 79 BU02021579 Klingelbeek e.o.

Het Dorp/Mariëndaal MT Warmte R+ 80 BU02021780 Malburgen-Oost (Noord) Groene Weide MT Warmte R 81 BU02021681 Malburgen-West Meinerswijk/De Praets All-E R+ 82 BU02021682 Malburgen-West Malburgen-West MT Warmte R 83 BU02021783 Malburgen-Oost (Noord) Kamillehof MT Warmte R 84 BU02021884 Malburgen-Oost (Zuid) Immerloo I All-E R 85 BU02021885 Malburgen-Oost (Zuid) Middelgraaflaan e.o. MT Warmte R 86 BU02021886 Malburgen-Oost (Zuid) Zeegsingel e.o. All-E R 87 BU02021887 Malburgen-Oost (Zuid) Eimersweide MT Warmte R 88 BU02021888 Malburgen-Oost (Zuid) Immerloo II MT Warmte R 89 BU02021989 Vredenburg/Kronenburg Holthuizen All-E R 90 BU02021990 Vredenburg/Kronenburg Kronenburg MT Warmte R 91 BU02022191 Elderveld Elderveld-Zuid MT Warmte R 92 BU02022092 Elden Elden All-E R 93 BU02021993 Vredenburg/Kronenburg Vredenburg MT Warmte R 94 BU02022194 Elderveld Elderveld-Noord MT Warmte R 95 BU02022295 De Laar De Laar-West MT Warmte R 96 BU02022296 De Laar De Laar-Oost MT Warmte R 97 BU02022197 Elderveld Elderhof All-E R 98 BU02021798 Malburgen-Oost (Noord) Bakenhof All-E R

Economisch Robuustheid ΔTCO tov huidige Warmtenet huidige + 7% 9% 21% al aangesloten op een warmtenet + 17% 9% + 17% 9% + 10% 13% + 4% 5% + 22% 11% + 23% 11% + 25% 10% + 1% 6% + 10% 14% + 5% 26% + 44% 24% Buurt opgedeeld in Noord (77) en Zuid (84) + 1% 37% Buurt opgedeeld in Noord (77) en Zuid (84) + 3% 33% + 1% 29% + 3% 19% + 15% 18% + 22% 9% + 6% 4% 7% al aangesloten op een warmtenet + 22% 25% 44% al aangesloten op een warmtenet + 7% 35% 39% al aangesloten op een warmtenet + 11% 11% + 11% 17% + 13% 18% + 10% 10% 57% al aangesloten op een warmtenet + 10% 2% + 26% 11% + 30% 3% + 23% 18% + 22% 14% + 12% 18% + 10% 11% + 0% 23% + 12% 10% 8% al aangesloten op een warmtenet + 6% 22% + 3% 6% + 11% 13% + 8% 25% + 1% 16% + 0% 27% 80% al aangesloten op een warmtenet + 6% 25% 96% al aangesloten op een warmtenet + 2% 32% 98% al aangesloten op een warmtenet + 3% 27% + 32% -6% + 6% 21% + 12% 17% + 11% 18% + 2% 31% + 8% 24% + 11% 15% + 15% 16% + 2% 22% + 4% 29% + 2% 23% + 11% 12% + 48% 24% + 43% 8% + 56% 10% + 165% 14% + 11% 14% + 12% 13% + 3% 17% + 15% 17% + 2% 23% + 3% 1% + 12% 13% + 21% 13% + 11% 20% + 5% 23% + 2% 23% + 23% 17% + 1% 24% + 0% 25% + 17% 22% + 12% 26% + 20% 25% + 8% 21% 9% al aangesloten op een warmtenet + 6% 18% 6% al aangesloten op een warmtenet + 8% 19% + 10% 23% + 5% 34% + 4% 34% + 2% 36% + 1% 28%

Openbaar 9

Scenario warmteprijs 20 euro per GJ: robuustheid en ΔTCO

Buurtnr Buurtcode Wijknaam Buurtnaam 0 BU02020100 Centrum Markt 1 BU02020101 Centrum Weverstraat 2 BU02020102 Centrum Rijnstraat 3 BU02020103 Centrum Janssingel 4 BU02020104 Centrum Stationsplein 10 BU02020210 Spijkerkwartier Hommelstraat 11 BU02020211 Spijkerkwartier Spijkerbuurt 12 BU02020212 Spijkerkwartier Boulevardwijk 13/38 BU02020338 Arnhemse Broek Bij de John Frostbrug 14 BU02020314 Arnhemse Broek Statenkwartier 15 BU02021815 Malburgen-Oost (Zuid) 't Duifje 16 BU02022316 Rijkerswoerd Rijkerswoerd-Oost Noord 16 BU02022316 Rijkerswoerd Rijkerswoerd-Oost Zuid 17 BU02022317 Rijkerswoerd Rijkerswoerd-Midden 18 BU02022318 Rijkerswoerd Rijkerswoerd-West 19 BU02022319 Rijkerswoerd De Overmaat 20 BU02020320 Arnhemse Broek Arnhemse Broek 21 BU02020321 Arnhemse Broek Van Verschuerbuurt 22 BU02020322 Arnhemse Broek Industrieterrein 23 BU02020423 Presikhaaf-West Presikhaaf I 24 BU02020424 Presikhaaf-West Presikhaaf II 25 BU02020425 Presikhaaf-West Presikhaaf III 26 BU02020526 Presikhaaf-Oost Over het Lange Water 27 BU02020527 Presikhaaf-Oost Elsweide 28 BU02020528 Presikhaaf-Oost Winkelcentrum 29 BU02020529 Presikhaaf-Oost Ijsseloord 30 BU02020630 St. Marten/Sonsbeek St. Marten 31 BU02020631 St. Marten/Sonsbeek Graaf Ottoplein e.o. 32 BU02020732 Klarendal Klarendal-Zuid 33 BU02020733 Klarendal Klarendal-Noord 34 BU02020734 Klarendal Onder de Linden 35 BU02020735 Klarendal St.

Janskerkstraat e.o. 39 BU02020339 Arnhemse Broek Nieuwe Kadekwartier 40 BU02020840 Velperweg e.o. Velperweg-Noord 41 BU02020841 Velperweg e.o. Molenbeke 42 BU02020842 Velperweg e.o. Terrein ENKA 43 BU02020843 Velperweg e.o. Plattenburg 44 BU02020844 Velperweg e.o. Angerenstein 45 BU02020845 Velperweg e.o. Paasberg 47 BU02022447 Schuytgraaf Schuytgraaf-Noord 48 BU02022448 Schuytgraaf Schuytgraaf-Centrum 49 BU02022449 Schuytgraaf Schuytgraaf-Zuid 50 BU02020650 St. Marten/Sonsbeek Sonsbeek-Noord 51 BU02020951 Alteveer/Cranevelt Hazegrietje 52 BU02020952 Alteveer/Cranevelt Alteveer/Cranevelt 53 BU02021053 Geitenkamp Geitenkamp 54 BU02021154 Monnikenhuizen Monnikenhuizen 55 BU02021155 Monnikenhuizen Arnhemse Allee 59 BU02021159 Monnikenhuizen Klarenbeek 60 BU02021260 Burgemeesterswijk/Hoogkamp Transvaalbuurt 61 BU02021261 Burgemeesterswijk/Hoogkamp Burgemeesterswijk 62 BU02021262 Burgemeesterswijk/Hoogkamp Gulden Bodem 63 BU02021263 Burgemeesterswijk/Hoogkamp Sterrenberg 64 BU02021264 Burgemeesterswijk/Hoogkamp Hoogkamp 65 BU02021365 Schaarsbergen Bakenberg 66 BU02021366 Schaarsbergen Schaarsbergen 67 BU02021367 Schaarsbergen West van Schaarsbergen 68 BU02021368 Schaarsbergen N.O. van Schaarsbergen 69 BU02021269 Burgemeesterswijk/Hoogkamp Sonsbeek/Zijpendaal 70 BU02020170 Centrum Utrechtsestraat 71 BU02021471 Heijenoord/Lombok Lombok 72 BU02021572 Klingelbeek e.o.

Klingelbeek 73 BU02021473 Heijenoord/Lombok Brouwerijweg e.o. 74 BU02021474 Heijenoord/Lombok Heijenoord 79 BU02021579 Klingelbeek e.o. Het Dorp/Mariëndaal 80 BU02021780 Malburgen-Oost (Noord) Groene Weide 81 BU02021681 Malburgen-West Meinerswijk/De Praets 82 BU02021682 Malburgen-West Malburgen-West 83 BU02021783 Malburgen-Oost (Noord) Kamillehof 84 BU02021884 Malburgen-Oost (Zuid) Immerloo I 85 BU02021885 Malburgen-Oost (Zuid) Middelgraaflaan e.o. 86 BU02021886 Malburgen-Oost (Zuid) Zeegsingel e.o. 87 BU02021887 Malburgen-Oost (Zuid) Eimersweide 88 BU02021888 Malburgen-Oost (Zuid) Immerloo II 89 BU02021989 Vredenburg/Kronenburg Holthuizen 90 BU02021990 Vredenburg/Kronenburg Kronenburg 91 BU02022191 Elderveld Elderveld-Zuid 92 BU02022092 Elden Elden 93 BU02021993 Vredenburg/Kronenburg Vredenburg 94 BU02022194 Elderveld Elderveld-Noord 95 BU02022295 De Laar De Laar-West 96 BU02022296 De Laar De Laar-Oost 97 BU02022197 Elderveld Elderhof 98 BU02021798 Malburgen-Oost (Noord) Bakenhof

Concept MT Warmte R+ MT Warmte R+ MT Warmte R+ MT Warmte R+ All-E R MT Warmte R+ MT Warmte R+ MT Warmte R+ All-E R+ MT Warmte R+ All-E R All-E R All-E R All-E R All-E R All-E R MT Warmte R MT Warmte R+ All-E R+ MT Warmte R All-E R MT Warmte R+ All-E R All-E R MT Warmte R+ All-E R MT Warmte R+ MT Warmte R+ MT Warmte R MT Warmte R+ All-E R All-E R All-E R MT Warmte R+ All-E R All-E R+ MT Warmte R+ All-E R All-E R All-E R All-E R All-E R All-E R All-E R All-E R All-E R All-E R All-E R All-E R MT Warmte R+ MT Warmte R+ All-E R+ All-E R+ All-E R All-E R All-E R All-E R+ All-E R+ All-E R+ MT Warmte R+ MT Warmte R+ All-E R MT Warmte R+ All-E R All-E R+ All-E R All-E R+ All-E R All-E R All-E R MT Warmte R+ All-E R All-E R MT Warmte R+ All-E R MT Warmte R+ All-E R All-E R All-E R All-E R All-E R All-E R All-E R All-E R

Economisch Robuustheid ΔTCO tov huidige Warmtenet huidige + 0% 17% 21% al aangesloten op een warmtenet + 8% 19% + 10% 16% + 3% 21% + 6% 14% + 12% 22% + 11% 22% + 12% 22% + 9% 6% + 1% 24% + 7% 32% + 58% 24% Buurt opgedeeld in Noord (77) en Zuid (84) + 15% 37% Buurt opgedeeld in Noord (77) en Zuid (84) + 11% 36% + 12% 31% + 11% 19% + 2% 34% + 8% 23% + 14% 4% 7% al aangesloten op een warmtenet + 8% 41% 44% al aangesloten op een warmtenet + 3% 44% 39% al aangesloten op een warmtenet + 0% 22% + 1% 30% + 25% 18% + 2% 18% 57% al aangesloten op een warmtenet + 17% 2% + 13% 24% + 18% 14% + 8% 35% + 9% 27% + 1% 32% + 3% 22% + 10% 23% + 5% 18% 8% al aangesloten op een warmtenet + 5% 29% + 5% 9% + 0% 26% + 4% 34% + 8% 17% + 13% 28% 80% al aangesloten op een warmtenet + 6% 32% 96% al aangesloten op een warmtenet + 15% 32% 98% al aangesloten op een warmtenet + 7% 31% + 47% -6% + 5% 28% + 1% 31% + 1% 32% + 14% 31% + 16% 24% + 4% 24% + 3% 29% + 9% 22% + 3% 34% + 10% 26% + 25% 12% + 59% 24% + 51% 8% + 64% 10% + 171% 14% + 4% 22% + 1% 25% + 11% 17% + 4% 30% + 10% 25% + 6% 5% + 1% 26% + 28% 13% + 1% 34% + 7% 29% + 14% 23% + 12% 29% + 12% 24% + 10% 25% + 7% 33% + 26% 26% + 9% 38% + 5% 30% 9% al aangesloten op een warmtenet + 16% 18% 6% al aangesloten op een warmtenet + 2% 28% + 2% 35% + 7% 41% + 8% 40% + 15% 36% + 14% 28%

Openbaar 10

Scenario’s warmteprijs 10 en 20 euro per GJ: robuustheid en ΔTCO

Toelichting Bovenstaande tabellen tonen de uitkomsten van Caldomus in de standaard situatie met een kostprijs van 10 €/GJ voor de warmte en met een verdubbeling van de kosten voor de warmte naar 20 €/GJ. De kolom Concept toont de voorkeur vanuit Caldomus voor een warmtenet of een all-electric oplossing voor de buurt. De kolom Robuustheid toont het verschil in TCO (totale jaarlijkse kosten) van warmtenet ten opzichte van all electric van de voorkeur optie. De aanduiding met R en R+ heeft te maken met de verduurzamingsmaatregelen die in deze woningen zijn doorgevoerd (zie pagina 19 voor een toelichting).

De kolom ∆TCO toont het verschil in totale jaarlijkse kosten van de goedkoopste toekomstige warmtevoorziening ten opzichte van het huidige aardgas. De kolom Warmtenet toont de buurten die momenteel aangesloten zijn op het warmtenet van Vattenfall. Het percentage aangesloten woningen is afkomstig uit de Startanalyse van PBL (september 2020).

Openbaar 11

Vergelijking kaart Startanalyse met WAT-kaart Caldomus (1)

Kaart Startanalyse

Kaart Startanalyse (kleuren Caldomus)

Kaart Caldomus Bovenstaande zijn de uitkomsten van de Startanalyse (versie september 2020 van PBL, ook wel de Leidraad voor de energietransitie van Expertise Centrum Warmte) vergeleken met de WAT-kaart uit Caldomus (rechts). Omwille van een betere vergelijkbaarheid van de buurten uit de Startanalysekaart zijn deze rechtsboven weergegeven in de kleurstelling van de WAT-kaart uit Caldomus. De opties groen gas en waterstof zijn als all electric oplossingen weergegeven. In de kaart van de Startanalyse wordt een onderscheid gemaakt tussen MT- en LTwarmtenetbuurten. In Caldomus is dit onderscheid wel aanwezig in het rekenmodel. Echter zijn de totale jaarlijkse kosten voor een LT-warmtenet altijd hoger dan voor een MTwarmtenet. De verdere isolatie/renovatie van een woning voor een LT-net kost meer. De LT-oplossing is daardoor minder interessant voor bestaande woningen.

Openbaar 12

Vergelijking kaart Startanalyse met WAT-kaart Caldomus (2)

Wat valt op in de vergelijking? • De voorkeur voor een bepaalde toekomstige infrastructuur voor buurten in Arnhem komt in de beide kaarten komt voor het grootste deel overeen. • In Caldomus is groen gas niet meegenomen, in de Leidraad wel. Hierdoor verschillen de beide kaarten in sommige buurten. • De Leidraad meldt dat indien niet voldoende groen gas voorhanden is voor deze buurten een warmtenet meestal het eerst volgende alternatief is. Daarmee zou de kaart van de startanalyse verder in overeenstemming zijn met de WAT-kaart. • In het oosten van Arnhem, aan de Rijn, ligt een bedrijventerrein. In de Startanalyse is hier in de toekomst een lage temperatuur warmtenet voorzien; in Caldomus all electric. • De Startanalyse geeft voor sommige buurten een LT warmtenet als optie; in Caldomus komt een LT warmtenet altijd duurder uit dan een MT-warmtenet door de extra kosten voor de verduurzaming van de gebouwen en de aanvullende technische voorzieningen voor warm tapwater.

Openbaar 13

Vergelijking kaart Cegoia met WAT-kaart Caldomus (1)

Kaart Cegoia

Kaart Cegoia (kleuren Caldomus)

Kaart Caldomus Bovenstaande zijn de uitkomsten uit Cegoia (van CE Delft uit 2017 in opdracht van de gemeente Arnhem) vergeleken met de WATkaart uit Caldomus (rechts). Omwille van een betere vergelijkbaarheid van de buurten uit Cegoia zijn deze rechtsboven weergegeven in de kleurstelling van de WATkaart uit Caldomus. De opties groen gas en onbekend zijn als all electric oplossingen weergegeven.

Wat valt op in de vergelijking? • Een groot deel van de buurten tonen in beide kaarten eenzelfde keuze voor de toekomstige warmte-infrastructuur.

• In de kaart van Cegoia zijn de buurten in Arnhem-Noord (ten noorden van de Schelmseweg) warmtenetbuurten. Deze buurten zijn in Caldomus all electric buurten, omdat deze buurten een relatief lage bebouwingsdichtheid hebben.

Openbaar 14

Vergelijking Warmteverkenning Overmorgen met WAT-kaart (1)

Kaart Overmorgen PC5 buurten

Kaart Overmorgen CBS buurten

Kaart Overmorgen (kleuren Caldomus)

Kaart Caldomus

Openbaar 15

Vergelijking Warmteverkenning Overmorgen met WAT-kaart (2)

Toelichting Op de vorige pagina zijn de uitkomsten uit de Warmteverkenning van Overmorgen (2019, in opdracht van de gemeente Arnhem) vergeleken met de WAT-kaart uit Caldomus (rechtsonder). Omwille van een betere vergelijkbaarheid van de buurten uit de Warmteverkenning zijn deze linksonder weergegeven in de kleurstelling van de WAT-kaart uit Caldomus. De optie hernieuwbaar gas hybride is als all electric oplossing weergegeven.

Wat valt op in de vergelijking? • Een groot deel van de buurten tonen in beide kaarten eenzelfde keuze voor de toekomstige warmte-infrastructuur. • In Caldomus zijn een aantal buurten geschikt voor een warmtenet, terwijl deze bij Overmorgen het beste in aanmerking komen voor all electric of groen gas zijn. Dit heeft te maken met de verschillen in uitgangspunten en kentallen van de beide rekenmodellen. • In de kaart van Overmorgen zijn diverse buurten als onbekend aangegeven/wachten op innovaties. Het betreft hier veelal buitengebieden met een lage woningdichtheid en industriezones.

Openbaar 16

Vergelijking kaarten modellen in Caldomuskleuren (1)

Kaart Startanalyse

Kaart Cegoia

Kaart Overmorgen

Kaart Caldomus

Openbaar 17

Vergelijking kaarten modellen in Caldomuskleuren (1)

Vergelijking modellen

Met bestaand warmtenet

Toelichting Op de vorige pagina zijn de uitkomsten uit de vier rekenmodellen onderling vergeleken. Bovenstaande kaarten geven het aantal modellen die dezelfde resultaten geven. Voor de witte buurten geven alle vier de modellen een all electric oplossing als beste keuze, voor de donker rode buurten geven alle vier de modellen een warmtenet als de beste keuze. Op de rechterkaart is het huidige warmtenet (blauwe lijnen) in Arnhem van Vattenfall vanuit de AVR-Afvalverwerking in Duiven weergegeven.

Openbaar 18

Toekomstige warmtevraag

Conform de uitgangspunten van het klimaatakkoord zal de warmtetransitie bestaan uit de inzet van duurzame warmtebronnen en het reduceren van de warmtevraag. In de toekomst zullen alle woningen indicatief minimaal energielabel B moeten hebben. Alleen als de op een warmtenet aan te sluiten woningen en utiliteit worden verduurzaamd door isolatie en/of renovatie zijn de uitgangspunten ten aanzien van de benodigde temperatuurniveaus (maximaal 70°C) en de te leveren vermogens van toepassing. Met het rekenmodel Caldomus van Innoforte is voor de huidige gebouwde omgeving van Arnhem de warmtevraag bepaald en in onderstaande tabel weergegeven. Voor de toekomst (2050) is dit gedaan op basis van de reductie van de warmtevraag door isolatie en/of renovatie van de gebouwen. Hierin is geen rekening gehouden met uitbreidingsplannen voor woningen en utiliteit (nieuwebouw).

Arnhem

Warmtevraag [TJ] Huidig 2050

Reductie

Warmtenetbuurten

5.300

3.600

32%

Woningen Utiliteit All-electric buurten

2.900 2.400 2.400

2.000 1.600 900

31% 33% 63%

Woningen Utiliteit

500 1.900 7.700

250 650 4.500

50% 66% 42%

Totaal

Toelichting isolatieniveau’s R en R+ •

Voor een gebouw met een isolatie en/of renovatie naar niveau R, vergelijkbaar met energielabel B, aangesloten op een warmtenet levert dit een reductie van de warmtevraag op van 30-35%.

•

Voor een gebouw met een isolatie en/of renovatie naar niveau R+, vergelijkbaar met energielabel A++, met een individuele all-electric oplossing levert dit een reductie van de warmtevraag op van 50-65%.

Openbaar 19

Vermogen warmtenet

De toekomstige warmtevraag voor Arnhem is bepaald voor de warmtenetbuurten in Caldomus voor zowel de huidige als de toekomstige situatie (2050) qua gebouwen. Om aan de warmtevraag te kunnen voldoen zal in Arnhem en omgeving voldoende capaciteit aan warmtebronnen beschikbaar moeten zijn. Voor de toekomst is geen rekening gehouden met nieuwbouw van grondgebonden woningen en een uitbreiding van de utiliteit.

warmtevraag Wnet [MW] Arnhem Woningen Utiliteit

Totaal

Warmtenet won.equiv.

340 170

510

Woningen Utiliteit

Totaal

Arnhem 67.000 33.000

100.000

Toelichting In bovenstaande tabel staat de warmtevraag voor de circa 67.000 op een warmtenet aan te sluiten woningen in Arnhem. In de huidige situatie is hiervoor 340 MWth aan bronvermogen noodzakelijk om aan de warmtebehoefte te kunnen voldoen. Daarnaast is voor de circa 33.000 woningequivalenten utiliteit nog circa 170 MWth vermogen noodzakelijk. In totaal zal 510 MWth aan bronvermogen door de lokale warmtebronnen beschikbaar moeten zijn om in de gehele warmtebehoefte van Arnhem te kunnen voorzien. Voor de basislast is voor de woningen minimaal 100 MWth bronvermogen nodig, voor de utiliteit nog eens 50 MWth. In totaal is dus minimaal 150 MWth bronvermogen nodig om aan de warmtevraag van Arnhem in basislast te kunnen voorzien. De pieklast zal door aanvullende bronnen geleverd moeten worden. Dit zijn andere duurzame bronnen of voorlopig aardgas gestookte bronnen, die op termijn door duurzame alternatieven worden vervangen.

Uitgangspunten •

Voor de berekening van het noodzakelijke vermogen is een gelijktijdig benodigd vermogen aangenomen van 5 kW per woningequivalent. Deze waarde is gebaseerd op praktijkwaarden van warmtebedrijven en licht naar beneden bijgesteld in verband met de renovatie naar label B (renovatieniveau R).

•

Voor de basislast van een woningequivalent is uitgegaan van 30% van het totaal benodigde vermogen.

•

De basislast wordt bepaald door de constante warmtevraag van de gebouwde omgeving die door de warmtebronnen het gehele jaar minimaal geleverd moet worden.

•

De pieklast betreft de maximale warmtevraag gedurende een korte periode (bijvoorbeeld als het heel koud is).

Openbaar 20

Conclusies warmtevraag

Voorlopige conclusies • Caldomus toont aan dat er kansen zijn om circa 67.000 woningen, tegen de laagst maatschappelijke kosten aan te sluiten op een warmtenet. Bij hogere productiekosten van de warmte zullen naar verwachting nog steeds circa 28.000 woningen, tegen de laagst maatschappelijke kosten, aan te sluiten zijn op een warmtenet. Hierbij is geen rekening gehouden met woningen die nu al aangesloten zijn op een warmtenet. • De gebouwde omgeving vraagt minimaal om een MT-warmtenet om overlast/ingrepen aan de woningen, bijbehorende tijd en kosten zo laag mogelijk te houden. • Aansluiting op een LT-warmtenet van bestaande woningen is ook mogelijk, echter tegen hogere kosten. Afhankelijk van de beperkte beschikbaarheid van MT of HT bronnen kan hier desondanks voor worden gekozen in de toekomst. • Toekomstige innovaties bijvoorbeeld op het gebied van de productie van warm tapwater kan het perspectief van LT-warmtenetten positief beïnvloeden. • De optelsom van de warmtenetbuurten leidt tot een warmtevraag van grofweg 510 MWth piekvermogen (maximale warmtevraag) en circa 150 MWth basislast (minimale warmtevraag). Hierbij is uitgegaan van het aansluiten van circa 67.000 woningen en 33.000 woningequivalenten utiliteit op het warmtenet .

• De berekeningen van de ΔTCO (het verschil in totale jaarlijkse kosten voor een warmtenet versus de huidige aardgas voorziening) en de robuustheid per warmteconcept per buurt zijn bruikbaar voor onderbouwing van de keuze voor een toekomstig warmtenet en de voorkeuren en prioritering van buurten (volgorde) voor de ontwikkeling van het warmtenet. Hoe groter de robuustheid voor een warmtenet en hoe lager de ΔTCO, hoe hoger de prioriteit om de buurt als eerste mee te nemen in de ontwikkelingsplannen voor een warmtenet voor Arnhem.

Openbaar 21

Kansrijke warmtebronnen in gemeente Arnhem Bijlage 2: Bronnenanalyse

Openbaar 1

Aanleiding en scope • In dit document worden de belangrijke bevindingen uit de bronnenanalyse uitgevoerd in opdracht van de gemeente Arnhem gepresenteerd. Voor de bronnenanalyse zijn mogelijke kansrijke bronnen voor Arnhem in kaart gebracht in een online kaart. Op de komende slides wordt in het kort besproken wat volgens ons de meest relevante bronnen zijn. • Deze bronnenanalyse is onderdeel van een groter traject dat Berenschot samen met de gemeente Arnhem en andere stakeholders uitvoert. Dat traject richt zich op de ontwikkeling van een warmtenetstrategie en Transitievisie Warmte voor de gemeente. • Deze bronnenanalyse richt zich enkel op de vraag welke bronnen er in de regio aanwezig zijn. Hierbij is nog niet gekeken naar de kansrijkheid van deze bronnen in relatie tot de het huidige warmtenet en de warmtevraag in Arnhem. Dit komt in de volgende fase van het traject aan de orde.

Openbaar 2

Bevindingen bronnenanalyse • Arnhem heeft een warmtenet dat gevoed wordt met hoge temperatuurbronnen uit restwarmte aangevuld met gasketels voor de piek. Zo’n 6000 woningen en enkele grootverbruikers in Arnhem zijn aangesloten op dit warmtenet en vragen zo’n 400 TJ warmte per jaar. • In Arnhem is men al enige tijd bezig met het verkennen van andere duurzame warmtebronnen. Er liepen en lopen diverse initiatieven. Zo is door o.a. Firan onderzoek uitgevoerd naar de uitrol van een warmtenet op restwarmte van RWZI Elderveld. De Werkgroep Hoogkamp Energie heeft in eerste instantie onderzoek gedaan naar een decentraal warmtenet op zonnewarmte. Dit bleek financieel niet haalbaar. Inmiddels richt het onderzoek zich op een Buurt Energie Systeem (BES); een modulair lokaal warmtenet gevoed door luchtwaterwarmtepompen dat verder uitgebreid en verduurzaamd kan worden. Daarnaast wordt in het Smart Polder project onderzocht of het mogelijk is om warmte en koude te gaan halen uit het oppervlaktewater. • De potentie van warmtebronnen voor de gemeente Arnhem biedt mogelijkheden voor meer warmtelevering en/of keuze voor andere bronnen: - Restwarmte: in het optimistische scenario een verzesvoudiging van de warmtelevering en goedkope warmtebron.

- Geothermie en thermische energie uit afvalwater (TEA) bij RWZI’s zijn duurzame warmtebronnen die een wezenlijke bijdrage kunnen leveren; Geothermie is relatief goedkoop, maar blijft nog onzeker. Geothermie zou eventueel van buiten de gemeente uit de regio moeten komen. TEA is een duurdere warmtebron, maar kent een grote potentie in de regio Arnhem - Thermische energie uit oppervlaktewater (TEO) kan theoretisch zeer veel warmte leveren, maar moet ingezet worden in combinatie met een WKO en heeft een hoge prijs. Daarom kan TEO mogelijk als back-up optie dienen mochten andere warmtebronnen tegenvallen. - Zonnewarmte, ondiepe geothermie en overige kleine restwarmtebronnen kunnen een beperktere en/of lokale bijdrage leveren. • Temperatuurniveau van warmtelevering is belangrijk voor toekomstige bronontwikkeling: lagere temperatuur voor een warmtenet maakt het mogelijk om meer duurzame bronnen te benutten. Hierdoor kan een grotere potentie worden ontsloten.

Openbaar 3

Hoog

Er zijn een aantal grote warmtebronnen in Arnhem beschikbaar maar de onzekerheid over het potentieel is in het algemeen hoog Thermische energie uit oppervlaktewater (TEO)

Restwarmte huidige leveranciers

Warmtevraag naar collectieve warmte (na isolatie, min. label B).

∞ Buitenlucht (lucht-

4760 TJ

water warmtepomp): onbeperkt 288 TJ

2640 TJ

111 TJ

1470 TJ

∞ TJ

Zekerheid

Ondiepe geothermie 1000 TJ 81 TJ

2820 TJ

Legenda Zonnewarmte ~

134 TJ

± 90°C 1490 TJ

Laag

Overige restwarmte

Laag

± 70 °C Restwarmte koeling

Kosten

Indien de prijs van warmte zich ongunstig ontwikkelt ten opzichte van alternatieven.

320 TJ

Thermische Riothermie energie uit afvalwater (TEA) Diepe geothermie

Indien de prijs van warmte zich gunstig ontwikkelt ten opzichte van alternatieven.

± 40°C

Gematigde inschatting potentie Optimistische inschatting potentie Hoge temperatuur bron Midden temperatuur bron Lage temperatuur bron

Onderbouwing van de potentie is te vinden op pagina 11 tot 13

Hoog

Bodemenergie: Warmteopslag kan de potentie van warmtebronnen verhogen. Bodemenergie betreft het opslaan van warmte in de ondergrond, waarbij WKO’s de meest gangbare vorm van bodemenergie zijn. Open WKO’s kunnen bijvoorbeeld ingezet worden bij aquathermie zodat de hogere temperaturen gewonnen in de Openbaar 4 zomer ‘s winters ingezet kunnen worden.

Naast prijs, temperatuur en zekerheid kennen warmtebronnen allerlei andere kenmerken waarmee rekening kan worden gehouden Meer eigenschappen van warmtebronnen en bronvermelding voor onderstaande data is te vinden in de bijlage (pagina 17 - 21)

Warmtebron Restwarmte huidige leveranciers Kleinschalige restwarmte Diepe geothermie

Inschatting technische ontwikkeltijd1 <1 jaar 1 – 2 jaar

Inclusief onderzoeksfase

>5 jaar

Duurzaamheid2,3

Typische investeringskosten (naar vermogen en warmte)

Standaard omvang 1 installatie

~ 11 kg CO2/GJ

1411 €/kWth

6 €/GJ

10 MW

~ 4300 huishoudens

~ 11 kg CO2/GJ

1411 €/kWth

9 €/GJ

0.3 MW

~ 100 huishoudens

~ 3.7 kg CO2/GJ

1360 €/kWth

9 €/GJ

11 MW

~ 4800 huishoudens

1259 €/kWth

11 €/GJ

3.8 MW

~ 1600 huishoudens

Ondiepe geothermie

1 – 2 jaar

~ 10 kg CO2/GJ3

TEO

1 – 2 jaar

~ 12 kg CO2/GJ3

2401 €/kWth4

22 €/GJ

0.9 MW

~ 200 huishoudens

TEA

1 – 2 jaar

~ 12 kg CO2/GJ3

2369 €/kWth4

16 €/GJ

1.0 MW

~ 400 huishoudens

Riothermie

1 – 2 jaar

~ 12 kg CO2/GJ3

2369 €/kWth4

16 €/GJ

1.0 MW

~ 500 huishoudens

17 €/GJ

0.1 MW

~ 6 huishoudens

0.6 MW

~ 300 huishoudens

Zonthermie (inclusief opslagvat)

<1 jaar

~ 3.6 kg CO2/GJ

Collectieve warmtepomp

<1 jaar

~ 13 kg CO2/GJ3

1 Naast de technische ontwikkeltijd kennen warmtebronnen ook een organisatorische ontwikkeltijd,

bijvoorbeeld voor de vergunningaanvraag en financiering. Hoe complexer, en groter de investering, hoe langer deze ontwikkeltijd over het algemeen is. Dit speelt bijvoorbeeld bij geothermie, waar de totale totstandkoming van de warmtebron (dus organisatorische en technische ontwikkeltijd gezamenlijk) wel 10 jaar kan duren. 2 Exclusief eventuele fossiele back-up en piekbijstook. 3 Bij de duurzaamheid van warmtebronnen die opgewerkt moeten worden met behulp van een warmtepomp is uitgegaan van de voorgenomen elektriciteitsmix in 2030 (70% hernieuwbaar). 4 Inclusief WKO

525 €/kWth 1140 €/kWth

Emissiefactor warmtebron laag < 15 kg CO2/GJ Emissiefactor warmtebron zeer laag < 5 kg CO2/GJ Emissiefactor warmtebron met elektriciteitsmix 2030 (70% hernieuwbaar) laag (<15 kg/GJ). Indien gebruik gemaakt wordt van volledig duurzame elektriciteit is de emissiefactor zeer laag.

Openbaar 5

Stabiele warmtelevering heeft behoefte aan regelbaar vermogen of warmtebuffers De warmtevraag fluctueert gedurende het jaar. Het warmtenet in Arnhem heeft in de zomer maar een warmtevraag van 15 MW, terwijl op piekmomenten in de winter dit 70 MW kan zijn. In deze piekmomenten wordt vaak gebruik gemaakt van regelbare “aftapwarmte” of piekketels bij Hulpwarmtecentrales (HWC). Duurzame warmtebronnen kunnen vaak niet in piekmomenten bijspringen. De benuttingsgraad daalt dan wat de warmteprijs verhoogt. Daarnaast kan bijvoorbeeld een geothermiebron maar beperkt afschakelen in de zomer. Een duurzaam alternatief voor piekketels zijn WKO’s of warmwaterbuffers waarin in de zomer warmteoverschotten kunnen worden opgeslagen om deze vervolgens in de winter in te zetten. Warmteopslag brengt wel extra kosten mee, maar hier tegenover staat een kleinere dimensionering van de hoofdbron. Een back-up-voorziening van warmtenetten moet zeer betrouwbaar zijn. Gasketels worden hier traditioneel voor gebruikt om warmte te kunnen blijven leveren als er tijdelijke tekorten zijn.

Vraagprofiel en productieprofiel van restwarmte/aardwarmte t.o.v. winter back-up Illustratief

Warmtevraag

Bij seizoenafhankelijke warmtebronnen is de productie van warmte niet constant, maar heeft deze een piek in de zomer; waardoor buffers noodzakelijk worden

Winter back-up

Overproductie (Buffer kansen)

Tijd van het jaar

Warmteprofiel woningen Warmteprofiel glastuinbouw Productieprofiel aardwarmte/restwarmte Openbaar 6

Industriële restwarmte lijkt de meest kansrijke hogetemperatuurbron; geothermie is nog uiterst onzeker HT-restwarmtelevering door AVR en Veolia

Diepe geothermie (1,5 - 4 km diepte)

Veolia (utilities Kleefse Waard) ~ 6 MW aan restwarmte beschikbaar waarvan een deel wordt ingezet in het eigen warmtenet op het terrein. Zonder buffer levert dit 70 TJ op, met buffer circa 130 TJ. Veolia levert al een klein deel warmte aan Vattenfall. Ze zien veel mogelijkheden om op te schalen, maar niet direct met andere technieken.

Geothermie nog onzeker

AVR Duiven (AVI) Leveren nu 400 TJ aan Arnhem. Door efficiënter gebruik te maken van warmte (met bijvoorbeeld opslag en inzet lagere temperatuur restwarmte), een warmteopslag en meer inzet op warmte kan dit oplopen tot ~ 2700 TJ.

1 EBN (2020): WARM regio Arnhem Nijmegen 2 Op basis van interview EBN.

Potentie voor het gebied kan factor 10 schelen van ~134 TJ tot maximaal zo’n 1490 TJ voor Arnhem beschikbaar. Lagere potentie

Hogere potentie

De WARM-studie in opdracht van EBN1 laat zien dat regio Arnhem en Nijmegen een middelmatige potentie voor geothermie heeft. De potentie voor diepe geothermie voor de gebouwde omgeving voor de hele regio Arnhem en Nijmegen ligt op 600 TJ. Daarnaast schat deze studie nog ca. 6100 TJ aan geothermie voor de industrie en glastuinbouw. Naar verwachting zullen er in de komende jaren wetenschappelijke boringen plaatsvinden die meer zekerheid kunnen geven over de potentie in de regio2. Volgens de WARM-studie is in de regio 500 TJ ondiepe geothermie (0 – 1,5 km diepte) beschikbaar. Als onderdeel van het SCAN-project van EBN wordt ook de potentie van ultradiepe geothermie (>4km diepte) in de regio onderzocht. Mogelijk is dit een kansrijke warmtebron voor de langere termijn (na 2030). Openbaar 7

De potentie van aquathermie is hoog, maar het energieverbruik en de prijs zijn relatief hoog Potentie van zowel TEO als TEA aanzienlijk Rivieren en ander oppervlaktewater Door de Rijn is de theoretische winning van warmte uit oppervlaktewater zeer groot. Andere aspecten, zoals ruimtelijke inpassing en de mogelijkheden om te bufferen, bepalen de realistische potentie van aquathermie.

Riothermie Riothermie heeft een totale potentie van ~81 TJ. Eerder is riothermie onderzocht als warmtebron voor stadsvernieuwing in het centrum

RWZI Arnhem-Zuid RWZI binnen de gemeente grenzen, potentieel van ~ 190 TJ.

TEO

Rioolgemaal

RWZI

Bij aquathermie wordt de iets hogere temperatuur van oppervlaktewater of afvalwater ingezet om te verwarmen. Hierbij is een WKO noodzakelijk om de hogere temperaturen uit de zomer op te slaan voor de winter. Daarnaast is een warmtepomp nodig om deze warmte op te waarderen tot een niveau dat het huizen kan verwarmen. De inzet van een WKO en een warmtepomp maakt aquathermie kostbaar ten opzichte van de meeste andere duurzame warmtebronnen1. Daarnaast is het niet overal langs de rivieren of in de buurt van een RWZI mogelijk om een WKO te plaatsen, of is de beschikbare capaciteit beperkt. Daarnaast is Arnhem-Zuid aangewezen als potentieel gebied voor aanvullende strategische drinkwatervoorraden (ASV) wat de energiepotentie ook kan beïnvloeden. Uit de verkenning van de Gemeente Arnhem blijkt het gebied ten noorden van de Rijn de meest geschikte locatie voor WKO’s, zie bijlage pagina 16. WKO potentie warmte (GJ/ha/jaar)

Riothermie

TEA

Randvoorwaarden aquathermie

WKO verbodsgebieden

RWZI Nieuwgraaf

Verbodsgebied provinciaal beleid

Aanzienlijke grotere RWZI dan de RWZI binnen de gemeentegrens, potentieel RWZI van ~ 820 TJ.

Verbodsgebied drinkwaterbescherming

1 Voor de SDE++ 2021 berekent het PBL voor TEO een prijs van 22,4 €/GJ,

terwijl voor diepe geothermie (basislast) de prijs 8,90 €/GJ, en voor zonthermie de prijs 17,1 €/GJ is.

Openbaar

Overige kleinschalige warmtebronnen Zonthermie breed inzetbaar, concurrentie met PV

Kleinschalige restwarmte als extra bron Er zijn diverse kleinere restwarmtebronnen in de gemeente Arnhem die mogelijk kunnen aansluiten op een warmtenet, mits dit in de buurt ligt. Dit zijn zowel HTbronnen (zoals bakkerijen) als LT-bronnen zoals een datacentrum en supermarkten met koelingen. De beschikbare restwarmte ligt veelal tussen de 2 en 10 TJ per bron.

Datacentrum Levert LT-warmte

Zonnecollectoren kunnen geplaatst worden op daken en velden. In theorie is de potentie van zonthermie in Arnhem op velden 320 TJ en op daken 1500 TJ. Echter concurreert zonnewarmte met andere toepassingen van daken, zoals zon-PV. Dit kan ondervangen worden door de inzet van PVT-panelen, waarmee zowel warmte als elektriciteit kan worden opgewekt. Het thermische rendement van PVT-panelen is lager, wat betekent dat er minder warmte geproduceerd wordt. Aangezien zonnewarmte met name in de zomer beschikbaar komt zal deze vrijwel altijd met een seizoensbuffer moeten worden gecombineerd.

Condenswarmte Grotendeels koelingen in supermarkten (LT)

Openbaar 9

Achtergrond: referenties en berekeningen

Openbaar 10

Onderbouwing gematigde en optimistische potentie [1/3] Gematigde inschatting potentie

Optimistische inschatting potentie

Restwarmte huidige leveranciers (zie uitgebreide berekening op pagina 14)

Uit interviews blijkt dat de AVR (die nu 1000 TJ aan warmte levert) warmtelevering zou kunnen verdubbelen door de inzet van restwarmte uit de CO2-plant (500 TJ) en het afschalen van elektriciteitsproductie (500 TJ). Hiervan wordt nu 600 TJ toegepast in Duiven waardoor 1400 TJ overblijft voor Arnhem). Overige gemeenten (zoals Zevenaar) zetten echter in op warmte uit de AVR. Veolia heeft ca. 6 MW aan restwarmte beschikbaar, wat bij 3175 vollasturen (aantal vollasturen dat de AVR momenteel levert) neerkomt op 70 TJ. In totaal komt restwarmtelevering van de huidige leveranciers neer op 1470 TJ.

Als bij de AVR en Veolia een warmtebuffer wordt geplaatst kan het beschikbare vermogen alle dagen van het jaar ingezet worden. Dit betekent dat het aantal vollasturen stijgt van 3175 uur naar 8760 uur. Het warmteverlies in de opslag wordt aangenomen op 33% (IF Technology, 2014; CE Delft, 2020). Bij de AVR betekent dit dat de AVI circa 2700 TJ kan leveren, voor Veolia is dit 130 TJ. In totaal komt dit neer op 2820 TJ.

Kleinschalige restwarmte

Betrouwbare data over de restwarmte die gewonnen kan worden uit kleine warmtebronnen zoals koelhuizen en bakkerijen ontbreekt. Nationale data uit de warmteatlas blijkt niet overeen te komen met de realiteit. Daarom wordt hier in deze bronnenanalyse geen concreet getal aan gehangen; de inschatting is dat deze bronnen per locatie moeten worden onderzocht en per project een beperkte bijdrage kunnen leveren.

Collectieve warmtepomp

De technische potentie van warmtepompen is zeer groot, aangezien deze gebruik maken van warmte uit de buitenlucht. Openbaar 11

Onderbouwing gematigde en optimistische potentie [2/3] Gematigde inschatting potentie

Optimistische inschatting potentie

Diepe geothermie (1.500 m – 4.000 diepte) (zie uitgebreide berekening op pagina 15)

In de WARM-studie van EBN wordt ingeschat dat in regio Arnhem-Nijmegen ca. 600 TJ diepe geothermiewarmte geschikt voor de gebouwde omgeving te winnen is. Ervan uitgaande dat deze warmte naar ratio van inwonersaantal over de regio verdeeld wordt, zou Arnhem over 134 TJ geothermiewarmte beschikken.

In de WARM-studie van EBN wordt ingeschat dat in regio Arnhem-Nijmegen ca. 6700 TJ diepe geothermiewarmte te winnen is, voor de gebouwde omgeving, industrie en glastuinbouw tezamen. Ervan uitgaande dat al deze warmte wordt ingezet in de gebouwde omgeving en dat deze warmte naar ratio van inwonersaantal over de regio verdeeld wordt zou Arnhem over 1490 TJ geothermiewarmte beschikken.

Ondiepe geothermie (500 – 1.500 m diepte) (zie uitgebreide berekening op pagina 15)

Aangezien de haalbaarheid van ondiepe geothermie nog onzeker is, wordt er enkel ondiepe geothermie aangenomen bij de optimistische inschatting.

In de WARM-studie wordt ingeschat dat voor de regio Arnhem-Nijmegen ca. 500 TJ ondiepe geothermiewarmte te winnen is. Op basis van dezelfde aanname als bij diepe geothermie komt dit neer op 111 TJ.

Zonthermie

In het gematigde scenario wordt ervan uitgegaan dat de velden geschikt voor zonne-energie worden ingezet voor PV.

De gemeente Arnhem heeft alle geschikte daken en locaties voor velden voor zon-PV in kaart gebracht. Voor het optimistische scenario wordt aangenomen dat enkel de velden worden ingezet voor warmtelevering aan een warmtenet met behulp van PVT-panelen. Op basis van een warmteproductie van 270 kWh/m2 (Berenschot, 2018) komt dit neer op 320 TJ. Openbaar 12

Onderbouwing gematigde en optimistische potentie [3/3] Gematigde inschatting potentie

Optimistische inschatting potentie

TEO

Het Stowa heeft een tool waarbij de potentie van aquathermie bepaald kan worden. Deze tool geeft een inschatting van technische potentie van TEO in Arnhem van 288 TJ.

Experts geven aan dat zij inschatten dat de theoretische potentie van TEO in Arnhem veel groter is; het betreft immers zeer veel stromend water. In theorie kan de Rijn genoeg warmte leveren voor de gehele gebouwde omgeving van Arnhem. Echter zijn de beschikbaarheid van opslag en ruimtelijke inpassing van de installatie (denk bv. aan de warmtepomp) kritische factoren die deze potentie verlagen. Op basis van de warmteatlas wordt ingeschat dat rondom de Rijn de potentie van WKO’s tussen de 1 en 2 TJ per hectare ligt. Open systemen zijn in dit gebied ontwikkeld, op de hoger gelegen gronden komen ook al gesloten WKO systemen voor.

TEA

Op basis van de Warmteatlas blijken er in en vlakbij Arnhem twee RWZI’s te staan die, wanneer gecombineerd met een WKO samen 1000 TJ aan warmte kunnen leveren.

Riothermie

Berekeningen van de Gemeente Arnhem - op basis van informatie uit de Warmteatlas en het bekende debiet van de verschillende gemalen – laat zien dat de potentie van riothermie in Arnhem circa 81 TJ is.

Openbaar 13

Berekening restwarmte AVR (beschikbaarheid warmte in TJ)

Nu ingezet Restwarmte, beschikbaar bij temperatuur verlaging MT***

Veolia (beschikbaarheid warmte in TJ)

Gematigde Optimistische inschatting / inschatting / keuze onzekerheid 1000 1000

Afschaling e-productie Gebruik warmteopslag Inzet Duiven Totaal

500 500 0 -600 1400

Bron AVR

500 Inschatting AVR Inschatting 500 Vattenfall 1294 Zie onder** -600 AVR 2693.9

(Berekening huidige vollasturen)

Omschrijving

Bron

Vermogen zonder biomassa Energie zonder biomassa Energie zonder biomassa en opslag

6 MW 68.6 TJ

Zie onder

127.7 TJ

Zie onder

(Rendement opslag)

Omschrijving

Bron

Omschrijving

Bron

Max vermogen stadswarmte nu

87.5 MW

AVR

Rendement ATES*

Warmtelevering nu

1000 TJ

AVR

Warmtelevering nu

277777.8 MWh

Berekening

*Aquifer thermal energy storage ** Berekening o.b.v. vollasturen i.c.m. aquifer efficiëntie *** Midden temperatuur afgifte <=70 graden

3175 uur

Berekening

Vollasturen

Veolia

67.5 %

IF technology (2014)

Openbaar 14

Berekening geothermie Omschrijving

Hele regio Aandeel Arnhem Bron

Percentage Arnhem van regio

100%

22% Zie rechts

Diepe geothermie (alles sectoren)

6700

1492.8 EBN

Diepe geothermie (enkel gebouwde omgeving)

600

133.7 EBN

Ondiepe geothermie

500

111.4 EBN

Gemeente

Inwoners

Arnhem

159267

Berg en Dal

34798

Beuningen

25882

Doesburg

11148

Druten

18797

Duiven

25332

Heumen

16486

Lingewaard

46475

Nijmegen

176731

Overbetuwe

47543

Renkum

31300

Rheden

20004

Rozendaal

1654

Westervoort

14944

Wijchen

40951

Zevenaar

43488 Openbaar 15

Uit de verkenning van de Gemeente Arnhem blijkt het gebied ten noorden van de Rijn de meest geschikte locatie voor WKO’s

Openbaar 16

Overige eigenschappen van warmtebronnen [1/4] Warmtebron

Inzetbaarheid voor piekvoorziening

Eigenaar van de bron

Leveringszekerheid

Geen van onderstaande warmtebronnen is echt geschikt als piekvoorziening. Gasketels (al dan niet gestookt met duurzame gassen) zijn veel geschikter. Twee belangrijke factoren die bepalen in hoeverre een bron geschikt is om in te zetten als piekvoorziening zijn de mate van stuurbaarheid van de bron en kosten van vermogen (prijs per kW)

Voor veel bronnen is er geen evidente eigenaar van de warmte zelf en is de eigenaar van de installatie die de warmte wint eigenaar van deze warmte. Wel kan het zijn dat het terrein waarop de warmte wordt gewonnen weer van een andere partij is. Hierover dienen afspraken gemaakt te worden.

In tegenstelling tot duurzame elektriciteit zijn duurzame warmtebronnen maar weinig afhankelijk van het weer en hebben ze daardoor een relatief hoge leveringszekerheid. Diversiteit aan bronnen en een back-up voorziening kunnen de gevoeligheid voor eventuele problemen bij warmtebronnen opvangen.

Restwarmte huidige leveranciers

Gemiddeld: Stuurbaarheid laag want afhankelijk van productieprocessen; prijs per kW relatief laag wat bijdraagt aan geschiktheid

Kleinschalige restwarmte

Gemiddeld: Stuurbaarheid laag want afhankelijk van productieprocessen; prijs per kW relatief laag wat bijdraagt aan geschiktheid

De producent van de restwarmte. Door ophaalrecht (in nog vast te stellen Warmtewet II) moet geloosde restwarmte wel verplicht beschikbaar gesteld worden aan een warmtebedrijf.

Middel tot hoog, eigenaren van de warmtebronnen zijn grote professionele partijen die in langlopende contracten afspraken maken over leveringszekerheid. Echter kunnen storingen en onderhoud afdoen aan leveringszekerheid. Op langere termijn groeit onzekerheid omdat bedrijven failliet kunnen gaan en dan niet meer aan contract kunnen voldoen. Middel, bij kleinere partijen is het risico op storingen vermoedelijk hoger al is dit sterk afhankelijk van het type partij. Op langere termijn groeit onzekerheid omdat bedrijven failliet kunnen gaan en dan niet meer aan contract kunnen voldoen. Openbaar 17

Overige eigenschappen van warmtebronnen [2/4] Warmtebron

Diepe geothermie Ondiepe geothermie

Inzetbaarheid voor piekvoorziening

Eigenaar van de bron

Leveringszekerheid

Geen natuurlijke eigenaar, afhankelijk van afspraken die gemaakt worden.

Hoog, maar afhankelijk van type broneigenaar (bv. of dit een publieke of private partij is).

Relatief hoog: stuurbaarheid relatief hoog, prijs per kW laag wat bijdraagt aan geschiktheid

Hoog, sterk afhankelijk van broneigenaar. Naarmate aandeel hernieuwbaar in elektriciteitsmix toeneemt kan elektriciteit op bepaalde momenten wel zeer kostbaar zijn.

Openbaar 18

Overige eigenschappen van warmtebronnen [3/4] Warmtebron

Inzetbaarheid voor piekvoorziening

Eigenaar van de bron

Leveringszekerheid

TEO

TEA

Middel tot laag, bron is redelijk stuurbaar maar te snel warmte onttrekken uit WKO is niet mogelijk; prijs per kW hoog wat bron minder geschikt maakt.

Riothermie

Geen eigenaar, de warmte is eigendom van degene die de warmte onttrekt. Voor het brengen van water in of het onttrekken van water uit een oppervlaktewaterlichaam is het waterschap bevoegd gezag voor vergunningverlening1.

Er bestaat (voor zover bekend) geen jurisprudentie over het eigendom van warmte uit afvalwater2. Het is daarom van belang om goede afspraken te maken tussen warmteaanbieder en de leverancier.

1 IF (2018): Thermische Energie uit Oppervlaktewater – Business case “Harderweide” Harderwijk

2 Stowa (2018): Handreiking aquathermie

Hoog, afhankelijk van eigenaar van installatie (bv. of dit een publieke of private partij is). Naarmate aandeel hernieuwbaar in elektriciteitsmix toeneemt kan elektriciteit op bepaalde momenten wel zeer kostbaar zijn.

Openbaar 19

Overige eigenschappen van warmtebronnen [4/4] Warmtebron

Inzetbaarheid voor piekvoorziening

Eigenaar van de bron

Leveringszekerheid

Zonthermie (inclusief opslagvat)

Relatief hoog: bron redelijk stuurbaar maar te snel onttrekken uit opslagvat niet mogelijk; prijs per kW laag wat bijdraagt aan geschiktheid.

Eigenaar van installatie is eigenaar van de warmte.

Hoog door opslagvat. Zonder opslag zeer laag.

Collectieve warmtepomp

Relatief hoog: bron zeer goed stuurbaar; prijs per kW relatief laag wat bijdraagt aan geschiktheid.

Eigenaar van installatie is eigenaar van de warmte.

Hoog. Maar naarmate aandeel hernieuwbaar in elektriciteitsmix toeneemt kan elektriciteit op bepaalde momenten wel zeer kostbaar zijn.

Openbaar 20

Gebruikte bronnen Potenties: RVO: Warmteatlas Interviews met: Vattenfall, AVR, Veolia, Bakkerij Hilvers, EBN, Accsys Berenschot (2018): Position paper zonnewarmte EBN: WARM regio Arnhem Nijmegen Debiet rioolgemalen Arnhem: Ronald Bos (Gemeente Arnhem) Rendement warmteopslag - midden-temperatuur aquifier thermal energy storage (MTO ATES): IF Technology (2014); CE Delft (2020) Prijs, investeringskosten en standaardomvang PBL: SDE++ 2021 Ontwikkeltijd: CE Delft: Factsheet warmte Duurzaamheid: CE Delft: Ketenemissies warmtelevering PBL: SDE ++ 2021 (Voor sCOP warmtepompen)

Openbaar 21

www.berenschot.nl /berenschot

Openbaar 22

Scenario’s voor warmtenetontwikkeling Bijlage 3: Achtergrond scenario’s

Openbaar 1

Scenario’s voor warmtenetten in Arnhem De totale warmtevraag voor tapwater en verwarming binnen de gebouwde omgeving van de gemeente Arnhem bedraagt zo’n 5.700 Terajoule (TJ) en 4.300 TJ wanneer geïsoleerd tot gemiddeld label B1, een gedeelte van deze warmtevraag is reeds op warmtenetten aangesloten. Voor de overige woning is het de vraag op welke manier deze het beste verduurzaamd kunnen worden. In deze bijlage is inzichtelijk gemaakt op welke manier scenario’s zijn ontwikkeld om inzichtelijk te maken waar warmtenetten in de toekomst mogelijk de beste oplossing zijn om woningen en gebouwen te verduurzamen. Deze bijlage is als volgt opgebouwd 1. Toelichting onzekerheid 1: beschikbaarheid van nieuwe warmtebronnen 2. Toelichting onzekerheid 2: prijsontwikkeling warmte t.o.v. alternatieven 3. Combinatie onzekerheden vormt 4 scenario’s 4. Toelichting per scenario (4x) 5. Scenario’s gezamenlijk

← Vorig deel Volgend deel →

De tekst is automatisch uit het bestand gehaald en kan afwijken van het origineel (kolommen, tabellen en koppen lopen door elkaar). Het officiële stuk bij de gemeente is leidend. Bron: https://api1.ibabs.eu/publicdownload.aspx?site=Arnhem&id=f79e71ac-3780-4457-a303-8ab9efe13fb8