Toelichting Bijlage 19 - Energievisie

Notitie energie gebiedsvisie Zijdekwartier Arnhem Datum

Houten, 21-4-2023

Project

Zijdekwartier te Arnhem

Projectnummer

2021-164

Onderwerp

Energie gebiedsvisie

Contactpersoon

G.J. van den Brink Bijlage 1: Uitgebreide Afwegingsmatrix energiesystemen gestapelde woningbouw

Bijlage(n)

1. Inleiding De Combinatie VOF OC BPD/Klok ontwikkelt op het Akzo-Enka terrein in Arnhem het plan Zijdekwartier. Het plan betreft de nieuwbouw van 6 woongebouwen met ca. 450 eenheden (met mogelijke uitbreiding tot ca. 820 eenheden) én ca. 96 grondgebonden woningen.

2. Gemeentelijk beleid Energietransitie De gemeente Arnhem wil in 2050 voor warmte geen gebruik meer maken van aardgas. Voor warmte wordt er dan duurzame energie gebruikt. De ambities voor het plan Zijdekwartier zijn:

2021-164_gbr_20230421_not_energie gebiedsvisie def_v1.1.docx

1/7

3. Energiebehoefte en randvoorwaarden Nieuwbouw en bestaande bouw Energiebehoefte plan Zijdekwartier Het plan kenmerkt zich door energiezuinige nieuwbouwwoningen met zowel warmte- als koudevraag. Het energiesysteem Zijdekwartier is afgestemd op deze energiezuinige nieuwbouw, omdat aan nieuwbouw harde wettelijke eisen worden gesteld. Trias Energetica De Trias Energetica wordt toegepast met als primaire doel het beperken van de energiebehoefte. Stap twee is het maximaal benutten van energie uit duurzame bronnen. Ten slotte wordt zo efficiënt mogelijk gebruik gemaakt van bronnen die vandaag nog fossiel zijn. Randvoorwaarden wet- en regelgeving • De energieprestatie van het gebouw inclusief het energiesysteem dient te voldoen aan de BENG eisen bepaald volgens de NTA 8800. BENG is de afkorting van Bijna Energie Neutraal Gebouw. Hiermee wordt richting gegeven aan de ambitie en het streven om energieneutraal te zijn. Twee van de BENG eisen hebben een directe relatie met de energievoorziening: o BENG 2; wettelijk kader ≤ 50 kWh/m²voor appartementen, resp. ≤ 30 kWh/m² voor grondgebonden woningen, randvoorwaarde om dit te bereiken is een warmte- en koudevoorziening met een goed overall rendement (oftewel fp;del warmte- en koude opwekking) o BENG 3; wettelijk kader ≥ 40 procent voor appartementen, resp.

≥ 50 procent voor grondgebonden woningen, hernieuwbare energie (fp;ren), hernieuwbare energie is in de NTA 8800 gedefinieerd als “energie van een bron die niet wordt uitgeput door onttrekking, zoals zonne-energie (thermisch en zonnestroom), wind, waterkracht, hernieuwbare biomassa”. • Aanvullend op de BENG-eisen is de Temperatuur Overschrijding-juli (TO-juli) van toepassing, om oververhitting van nieuwbouwwoningen te voorkomen. Directe zonintreding heeft een grote invloed op oververhitting van nieuwbouwwoningen wat in de zomer problemen kan opleveren. De TO-juli eis wordt uitgedrukt in een getal. Dit getal geeft het risico aan op temperatuuroverschrijding en wordt bepaald aan de hand van de koelbehoefte in de maand juli. Het getal wordt berekend met rekenmethodiek NTA-8800 (BENG-rekenmethodiek). De grenswaarde voor TO-juli is vastgesteld op 1,20, per woning/appartement, per oriëntatie. Temperatuuroverschrijding: Middels het opstellen van een gebouwsimulatie van de meest kritische woningen wordt tijdens de ontwerpfase de temperatuuroverschrijding bepaald. Middels de gebouwsimulatie wordt bepaald of aan de gestelde randvoorwaarden wordt voldaan of dat er aanvullende maatregelen benodigd zijn. • De temperatuur van het warm tapwater aan de tappunten in een woninginstallatie zonder circulatie moet tenminste 55 °C kunnen bereiken.

Voor woninginstallaties met circulatie en in een collectief leidingnet geldt de eis dat 60 °C aan het tappunt moet kunnen worden bereikt. Deze randvoorwaarden zijn gesteld om de groei van Legionella in leidingwaterinstallaties tegen te gaan.

2021-164_gbr_20230421_not_energie gebiedsvisie def_v1.1.docx

2/7

•

Het systeem voor warmteopwekking en -distributie wordt uitgelegd op een laagtemperatuursysteem zoals gedefinieerd in de NTA 8800. Het gemiddelde van de ontwerpaanvoer- en retourtemperatuur dient ≤ 50 °C te zijn. Het bijbehorende afgiftesysteem is mede een laagtemperatuursysteem. o Definitie warmteopwekking en -distributie uitgelegd op een laagtemperatuursysteem volgens de NTA 8800 tabel 9.26:

Bron: NTA 8800 tabel 9.26 – Indeling HT- em LT-systemen, voor warmteopwekking en -distributie

Energiebehoefte bestaande bouw Plattenburg Voorafgaand aan de keuze van het energieconcept is onderzoek gedaan naar de eventuele koppeling met de bestaande woningen (in dit geval de 144 woningen die eigendom zijn van Volkshuisvesting). Dit onderzoek is uitgevoerd door Qirion/Firan. Daaruit is gebleken dat de volgende randvoorwaarden van toepassing zijn op een energievoorziening voor de bestaande woningen van Volkshuisvesting: • 70 °C aanvoer warmte; • Hoge pieklast in warmtevraag; • Geen koude vraag • Naast gasloos geen (wettelijke) eisen aan de mate van duurzaamheid en hernieuwbaarheid. Conclusie Uit een vergelijking is gebleken dat het karakter van de bestaande bouw heel anders is dan de nieuwbouw. De nieuwbouw wordt gestuurd op basis van de BENG en TO-juli eisen. Combinatie VOF OC BPD/Klok focust zich dan ook op een energievoorziening voor de nieuwbouw die kan werken met een lage aanvoertemperatuur in combinatie met koeling om te voorkomen dat de ca. 450 nieuwbouwappartementen verslechteren in energieprestatie omwille van 144 bestaande woningen. Dit zou namelijk botsen met het energieneutraal streven omdat het rendement van de installatie slechter wordt bij een hogere aanvoertemperatuur.

4. Duurzame warmte en koude-bronnen Geothermie Voor geothermie is een grootschalige warmteafname vereist van ca. 5.000-7.500 woningen. De energiebron levert geen koeling. Hierdoor valt deze optie af. Aquathermie: Oppervlaktewater en/of rioolwaterzuivering Deze bronnen zijn niet op geschikte afstand beschikbaar of alleen als deelbron inzetbaar en vallen daarom af.

2021-164_gbr_20230421_not_energie gebiedsvisie def_v1.1.docx

3/7

Bodemenergie met gesloten of open bronnen Bodemenergie is beschikbaar in dit gebied. Een aandachtspunt is de eventuele interferentie tussen aangrenzende bronsystemen. Restwarmte Restwarmte van het datacenter is goed inzetbaar als regeneratie (bronbalans) in combinatie met bodemenergiesystemen. Lucht Energie uit de buitenlucht is beschikbaar in dit gebied. Het aandachtspunt is de mate van geluidsproductie die dit met zich mee kan brengen. Stadswarmte Er is gesproken met Vattenfall over de haalbaarheid van eventuele warmte- en koudelevering. Deze is niet concurrerend gebleken omdat het warmtenet in dit gebied nog niet aanwezig is.

5. Afwegingsmatrix van warmte- en koude oplossingen Omwille van het overzicht is er een afwegingsmatrix opgesteld waarin vier systemen vergeleken zijn. Er zijn drie warmtenetten als referentie aangehouden ter vergelijking met het gekozen energieconcept. Deze drie warmtenetten komen overeen met de systemen die door Firan in het onderzoek in 2021 zijn vergeleken. Het betreft: 1. 2. 3. 4.

HT/MT warmtenet (Conventionele stadswarmte); LT warmtenet (ca. 50 °C - 30 °C); ZLT warmtenet (bronnet; ca. 15 °C); Blokverwarming/-koeling met collectieve warmtepompen (4-pijpssysteem).

De samenvatting van de matrix is hieronder weergegeven. Voor de volledige matrix verwijzen we naar de bijlage. Systeem 1

Systeem 2

Systeem 3

Systeem 4

HT/MT warmtenet

LT warmtenet

ZLT warmtenet

Blok CV/koeling

Voldoet het systeem aan de randvoorwaarden voor de nieuwbouwappartementen?

Nee

Nee

Ja

Ja

Score Energie efficiëntie

Midden (16)

Laag (13/14)

Midden (16)

Hoog (18)

2021-164_gbr_20230421_not_energie gebiedsvisie def_v1.1.docx

4/7

Appartementen De gekozen energiebron voor de appartementen is lucht. De luchtwarmtewisselaar is voorzien in het parkeergebouw om deze goed ruimtelijk te kunnen inpassen en om de effecten van de geluidsproductie te beperken. Bodemenergie wordt vermeden voor de appartementen zodat bodemenergie op grote schaal beschikbaar blijft voor de bestaande bouw. Evenals de restwarmte uit het datacentrum en de stadswarmte welke als warmtebron of regeneratie kunnen dienen voor de bestaande bouw vanwege het ontbreken van de regeneratie door middel van koudelevering. Grondgebonden woningen Gezien vanuit energetisch oogpunt en de woonlasten voor de bewoner is een individuele oplossing voor de grondgebonden woningen de beste keuze. In de grondgebonden woningen wordt een individuele combi-warmtepomp voorzien. De bron van de warmtepomp is zowel nog in lucht of gesloten bodemlussen mogelijk, de beide systemen zijn een duurzame hernieuwbare energiebron.

6. Samenvatting Er is gekozen voor een energiesysteem met een aanvoertemperatuur welke toereikend is om te voldoen aan de warmtebehoefte en de wettelijke eisen voor warm tapwater bereiding. De retourtemperatuur is laag gekozen, zodat de leidingdiameters beperkt zijn (dus ook het warmteverlies). Daarbij komt dat het gemiddelde van de aanvoer- en retourtemperatuur max. 50 °C bedraagt waardoor dit systeem ook als laagtemperatuursysteem beoordeeld wordt volgens de energieprestatienorm NTA 8800. Na een marktverkenning onder publieke en marktpartijen hebben diverse marktpartijen een visie mét concrete aanbieding gedaan. Eneco is door de Combinatie geselecteerd als beoogd leverancier van warmte en koude. Eneco ontwikkelt het blokverwarmings- en koelsysteem voor de gestapelde woningen.

2021-164_gbr_20230421_not_energie gebiedsvisie def_v1.1.docx

5/7

Bijlage 1: Uitgebreide Afwegingsmatrix energiesystemen gestapelde woningbouw Tabel afwegingsmatrix

Toelichting Energieconcept gebouwgebonden Hoe wordt ruimteverwarming in de woning geleverd? Hoe wordt warm tapwater in de woning geleverd? Hoe wordt koeling in de woning geleverd? Waar komen de verticale leidingen in het gebouw:

Systeem 1

Systeem 2

Systeem 3

Systeem 4 Blok

HT/MT warmtenet

LT warmtenet

ZLT warmtenet

CV/koeling

Afleverset

Afleverset

Individuele combiwarmtepomp

Afleverset

Afleverset

Booster of doorstromer Niet beschikbaar LT-leidingen (2 stuks)

Niet beschikbaar warme meterkast

HT/MT bronnen zoals warmte afvalverbranding, geothermie

Afleverset

Invoer ruimte (klein ruimtebeslag)

ZLTbronleidingen (2 stuks) Invoer ruimte (klein ruimtebeslag)

CV- en koelleidingen (4 stuks) Collectieve warmtepomp ruimte (groot ruimtebeslag)

Nee

Ja

Ja

Ja

Nee

Ja in combinatie

Ja

Nee

Welke collectieve ruimte is Invoer ruimte benodigd? (klein ruimtebeslag) Welke duurzame energiebronnen kunnen toegepast worden? ZLT-bronnen zoals lucht, grondwater, oppervlaktewater en rioolwaterzuivering LT-bronnen zoals restwarmte datacenter

Afleverset

met bodemenergie

Ja

Ja maar niet efficiënt

Nee

Ja

Ja

Ja

Ja

Ja

Randvoorwaarden Zijdekwartier Is de warmte direct geschikt voor ruimteverwarming?

2021-164_gbr_20230421_not_energie gebiedsvisie def_v1.1.docx

6/7

Systeem 1

Systeem 2

Systeem 3

Systeem 4 Blok

HT/MT warmtenet

LT warmtenet

ZLT warmtenet

CV/koeling

Is de warmte direct geschikt voor warm water productie in de woning?

Ja

Ja, met

Ja

Ja

Is er koude beschikbaar? Is er laagtemperatuur verwarming in de woning vereist?

Nee Nee

Nee Ja

Ja Ja

Ja Ja

Is het systeem aardgasloos? Wordt de BENG eis behaald in referentie projecten? Subtotaal Randvoorwaarden

Nee, i.v.m. hulp-

Ja

Ja

Ja

Onbekend i.v.m. TO juli maatregelen

Onbekend i.v.m. TO juli maatregelen

Ja

Ja

Nee

Nee

Ja

Ja

Voor- en nadelen energie efficiëntie

Hoog/midden/ laag (score)

Hoog/midden/ laag (score)

Hoog/midden/ laag (score)

Hoog/midden/ laag (score)

Transportverliezen warmtenet Transportverliezen in het gebouw Warmteterugwinning tegelijkertijd koelen en verwarmen Warmteverlies warm water buffering Elektrische aansluiting woning

Hoog (1)

Midden (2)

Laag (3)

n.v.t. (3)

Hoog (1)

Laag (3)

Nihil (3)

Hoog (1)

Nee (1)

Nee (1)

Beperkt (2)

Maximaal (3)

(woningniveau)

(gebouwniveau)

Ja, elke woning (1) Midden (2)

Ja, collectieve CV buffer (2) Standaard (3)

Elektrische aansluiting collectieve aansluiting Effect op Netcongestie (wijkniveau) Mogelijke integratie PV en laden Subtotaal Energie efficiëntie

Standaard (3)

Ja, elke woning (1) Midden (2) (booster) tot hoog (1) (doorstromer) Standaard (3)

Standaard (3)

Hoog (1)

Laag (3)

Hoog (1)

Hoog (1)

Midden (2)

Beperkt (1)

Beperkt (1)

Beperkt (1)

Goed (3)

Midden (16)

Laag (13/14)

Midden (16)

Hoog (18)

aanvullende booster of doorstromer

Retourtemperatuur in de woning < 30 °C warmtecentrales

Nee (3) Standaard (3)

2021-164_gbr_20230421_not_energie gebiedsvisie def_v1.1.docx

7/7