384895 Pilot wijkuitvoeringsplan aardgasvrij verwarmen bijlage 1 Eindrapportage warmtetransitie Kansenverkenning Staatsliedenwijk

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk in Baarn Thema:

Verduurzaming bestaande woningbouw

Project:

Staatsliedenwijk Baarn

Door:

Ad Hoogers

d.d.:

16-03-2022

Adviesbureau BOOM BOOM-Hoogers Sluisstraat 20 5462 CB Veghel 06-10093705 www.boomdelft.nl In opdracht van de gemeente Baarn

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 1 van 54

1. Inleiding ........................................................................................................................ 3 2. De kansenverkenning samengevat ................................................................................ 4 2.1 Afwegingen en uitkomsten ...................................................................................................................... 4

3. Analyse ......................................................................................................................... 6 3.1 Analyse van de wijk ....................................................................................................................................... 6 3.2 Ontwikkelingen & betrokken partijen in de wijk ......................................................................................... 10 3.3 Uitgangspunten voor de warmtetransitie ................................................................................................... 14

4. Kansenverkenning ....................................................................................................... 16 4.1. De elektrische warmtepomp ...................................................................................................................... 16 4.2 Hybride warmtepomp systemen ................................................................................................................. 25 4.3 Het warmtenet ............................................................................................................................................ 28 4.4 Lage temperatuur koude- en warmtenet (KoWaNet) ................................................................................. 33 4.5 Bronnet met WKO en aquathermie (Variant van KoWaNet) ...................................................................... 39

5. Afwegingen en Uitkomsten Kansenverkenning. ........................................................... 45 5.1 Afwegingen bij verschillende duurzame warmte opties ............................................................................. 45 5.2 Uitkomsten van de Kansenverkenning ........................................................................................................ 46

6. Begrippenlijst .............................................................................................................. 48 Bijlage 1. Verbetercheck voor woningeigenaren ............................................................................................ 51 Bijlage 2. Warmtenetten (kenmerken) ........................................................................................................... 52 Bijlage 3. Warmtenetten (voor- en nadelen) .................................................................................................. 53 Noten ............................................................................................................................................................. 54

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 2 van 54

1. Inleiding Baarn wil een klimaatneutrale gemeente worden. Een belangrijk deel van die ambitie moet waargemaakt worden door de verduurzaming van woningen en bedrijfspanden. Verduurzamen betekent hier: de energievraag in de gebouwen terugbrengen en een duurzaam alternatief inzetten voor aardgas. Gemeente Baarn heeft een Transitievisie Warmte opgesteld, die onder meer de Staatsliedenwijk aanwijst als een kansrijke wijk om als eerste van het aardgas af te gaan. Er zijn vele mogelijkheden om de warmtetransitie in Baarn vorm te geven. Op dit moment is onvoldoende duidelijk welke opties het best passend zijn voor de Staatsliedenwijk. In deze kansenverkenning brengen we de opties concreet in beeld, zodat alle betrokkenen inzicht krijgen in de mogelijkheden. Daarna is een keuze mogelijk voor de opties die het meest wenselijk zijn en die inpasbaar zijn in de lopende ontwikkelingen. Een wijkaanpak moet het verduurzamen van woningen en bedrijfspanden inzichtelijk maken voor bewoners en andere betrokkenen. De aanpak is stap-voor-stap en samenwerking kan woningeigenaren helpen om de juiste acties te ondernemen. Het uiteindelijke doel is een aardgasvrije wijk. Om draagvlak te creëren onder bewoners en ondernemers is het van belang dat zij keuzevrijheid hebben en dat de voorgestelde maatregelen kosteneffectief en betaalbaar zijn.

Ook moeten isolatiemaatregelen bij voorkeur goed aansluiten bij natuurlijke momenten, zoals een verhuizing of een geplande verbouwing. Het is daarnaast zinvol om te onderzoeken of aangesloten kan worden bij geplande werkzaamheden in de wijk aan de openbare ruimte en infrastructuur. Deze kansenverkenning richt zich dan ook niet alleen op de kosten van verschillende verduurzamingopties, maar ook op de inpasbaarheid en de faseringsmogelijkheden. Leeswijzer Deze kansenverkenning brengt de belangrijkste verduurzamingsopties voor de Staatsliedenwijk in beeld en vergelijkt de kosten, de CO2-besparing, de noodzakelijke aanpassingen in de woning, het benodigd ruimtebeslag in de woning, de toepasbaarheid in verschillende woningtypen, de toepasbaarheid op wijkniveau, de organisatorische aspecten en de mate waarin de oplossing past binnen het landelijke en het gemeentelijke beleid. In hoofdstuk 2 wordt er een samenvatting gegeven van de Kansenverkenning met de belangrijkste uitkomsten. Daarna wordt in hoofdstuk 3 een analyse gemaakt van de wijk met de belangrijkste ontwikkelingen en betrokken partijen. In hoofdstuk 4 vergelijken we de verschillende duurzame warmteopties op basis van de hierboven genoemde aspecten. Dit document sluit af met de uitkomsten en afwegingen in hoofdstuk 5.

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 3 van 54

2. De kansenverkenning samengevat De doelstelling om de gebouwde omgeving van Baarn op een aardgasvrije manier van warmte te voorzien is helder. Tegelijkertijd realiseren we ons dat de energietransitie vol zit met onzekerheden: technisch, financieel, juridisch, ruimtelijk, maar ook sociaalmaatschappelijk. De ambitie is om alternatieven te bieden voor het gebruik van fossiele brandstoffen voor het verwarmen en koelen van woningen, bedrijfspanden en ander vastgoed. Met deze kansenverkenning willen we inzicht geven in de mogelijkheden en laten zien welke oplossingen kansrijk zijn voor de Staatsliedenwijk. In deze kansenverkenning hebben we eerst een analyse van de wijk gemaakt. Vanuit de Transitievisie Warmte werd een lokaal kleinschalig warmtenet, met grote warmtevragers als aanjagers van het warmtenet, als eerste oplossing naar voren geschoven. Maar wie zijn deze warmtevragers en waar staan zij op dit moment in de energietransitie? Op basis van gesprekken met verschillende partijen zijn nieuwe inzichten opgedaan. Het rapport, met daarbij een keuzematrix, bevat de informatie die nodig is om tot een afweging te komen.

Er zijn in feite drie basisoplossingen voor een aardgasvrije warmtevoorziening in de Staatsliedenwijk behandeld: a) Individuele warmtepompen met lucht of bodemwarmte als bron (met als variant de hybride warmtepomp), paragraaf 4.2 en 4.3; b) Een middentemperatuur-warmtenet (met een aanvoertemperatuur tot zo’n 70°C), paragraaf 4.5; c) Een koude-warmtenet (KoWaNet) met warmte- en koude-opslag (WKO), paragraaf 4.6. De laatste optie is ook bekeken in een vereenvoudigde variant als bronnet met aquathermie als bron, paragraaf 4.7. Op basis van de kansenverkenning en de keuzematrix zijn er kansrijke aardgasvrije alternatieven naar voren gekomen. Daarbij is gekeken naar de volgende aspecten van de verschillende aardgasvrije oplossingen: kosten, duurzaamheid, benodigde noodzakelijke aanpassingen & ruimtelijke consequenties voor de woning, impact op de wijk en organisatorische aspecten.

2.1 Afwegingen en uitkomsten In hoofdstuk 5 wordt op basis van deze aspecten de afweging gemaakt voor een logische route naar aardgasvrije warmte in de Staatsliedenwijk.

Eerst zoveel mogelijk isoleren Alles overziend begint deze route bij het zoveel mogelijk isoleren van de woningen. Hierdoor wordt de woning voorbereid op verwarmen met een lagere afgiftetemperatuur. Op een natuurlijk moment wanneer de cv-ketel moet worden vervangen kan worden overgestapt op een warmtepomp en bij een verbouwing kunnen bewoners kiezen voor verwarmingsoplossingen die geschikt zijn voor een lage temperatuur zoals vloerverwarming. Als vuistregel geldt dat een woning met schillabel B voldoende geïsoleerd is; verwarming met een warmtepomp moet dan geen probleem opleveren.

KoWaNet/Bronnet in combinatie met WKO en individuele oplossingen Uit de Kansenverkenning komt naar voren dat aquathermie uit de Eem op relatief korte termijn een kansrijke warmtebron kan zijn. Niet alleen voor de Staatsliedenwijk, maar potentieel zelfs voor heel Baarn. Daarentegen zijn bronnen als geothermie of zonthermie op dit moment of op korte termijn niet beschikbaar of vereisen hoge investeringskosten. Aquathermie uit de Eem zou kunnen worden 5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 4 van 54

benut met een KoWaNet (koude- en warmtenet) of lagetemperatuurnet (LT-net). Dit zijn vormen van collectieve warmtenetten waarbij de Eem als bron kan dienen. In combinatie met individuele warmtepompen zou dit een betrouwbaar en relatief goedkoop netwerk voor duurzame warmte kunnen zijn. Daarentegen kan de individuele warmtepompoplossing als mogelijke andere interessante oplossing niet worden uitgesloten op basis van deze kansenverkenning. Waarschijnlijk zal er in Baarn in de toekomst een mix van de meest kansrijke warmteopties ontstaan. Wel zijn er nog enkele randvoorwaarden die kritisch moeten worden bekeken, zoals de geschiktheid van de bodem voor seizoensopslag met WKO’s. Deze zijn verder toegelicht in paragraaf 5.1.3. Ook is het essentieel dat er voldoende draagvlak is voor deze warmteoplossing.

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 5 van 54

3. Analyse De Staatsliedenwijk in Baarn is een overwegend naoorlogse woonwijk aan de noordkant van Baarn. De wijk telt zo’n 12801 inwoners en ligt tussen de Zandvoortweg en Geerenweg. De Staatsliedenwijk beslaat de woningen en straten tussen de Professorenwijk in het westen en de Schilderswijk in het oosten. De wijk bestaat uit laagbouw en een aantal flats, zowel koop- als huurwoningen. In de wijk liggen een sportcentrum met zwembad en een zorginstelling.

3.1 Analyse van de wijk Figuur 1 toont de begrenzing van de Staatsliedenwijk. Ook is de warmtevraag per vierkante meter vloeroppervlakte (kWh/m2) te zien van de woningen in de wijk. Op het eerste gezicht valt aan de noordwestkant van de wijk het open water van de Beltplas op. Tegen de westgrens liggen ook sportcentrum en zwembad De Trits en het zorgcentrum van Woonzorg Nederland, (lichtgrijs op het kaartje van Figuur 1).

Figuur 1. Kaart van de Staatsliedenwijk, met daarin aangegeven de warmtevraag per woning. (Bron: Transitievisie Warmte gemeente Baarn)

3.1.1 Transitievisie warmte Gemeente Baarn heeft een Transitievisie Warmte opgesteld, die in december 2020 door de gemeenteraad is aangenomen. Daarin wordt de Staatsliedenwijk aangewezen als een wijk die kansrijk wordt geacht om als een van de eerste wijken in Baarn over te stappen op duurzame warmte (dus zonder aardgas). Bij de keuze voor de Staatsliedenwijk speelt de aanwezigheid van enkele grote warmtevragers een rol, zoals het zwembad en het woonzorgcentrum. De gedachte is dat deze als aanjagers voor een kleinschalig warmtenet gezien kunnen worden.

3.1.2 Startanalyse PBL voor de Staatsliedenwijk Landelijk is Expertise Centrum Warmte opgericht om gemeenten te ondersteunen in hun zoektocht naar mogelijkheden voor de warmtetransitie. Planbureau voor de Leefomgeving (PBL) heeft voor alle gemeenten in Nederland de wijken gecategoriseerd en daarbij in kaart gebracht welke technische oplossingen in een wijk kansrijk zijn2. Dit is vastgelegd in een globale ‘startanalyse’ per wijk. Met het rekenprogramma Vesta Mais zijn per oplossing de maatschappelijke kosten per ton CO2-reductie uitgerekend. Dit is een startpunt voor verdere analyse.

1 2

https://wijkpaspoort.vng.nl/ https://themasites.pbl.nl/leidraad-warmte/2020

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 6 van 54

Figuur 2 toont de uitkomsten voor de Staatsliedenwijk. PBL selecteert daarbij de volgende opties voor een vergelijking van de maatschappelijke kosten: • S1a: woningen met individuele luchtwarmtepompen; • S2e: Warmtenet (midden- of hoge temperatuur) met geothermie als bron; • S3d: Warmtenet op 50°C met collectieve warmtepomp en warmte- en koude-opslag (WKO). De opties S4d (groengas met traditionele HR-ketel) en S5d (waterstof met HR-ketel) worden in de PBL-vergelijking niet uitgewerkt omdat deze opties op korte en middellange termijn te kostbaari zijn en/of niet voldoende beschikbaarii. Voor de Staatsliedenwijk lijkt isoleren tot het niveau van label-B en dan toepassen van een warmtepomp met buitenlucht als bron (S1a) de optie met de laagste maatschappelijke kosten. Daarbij merken we op dat de techniek van warmtepompen nog steeds in ontwikkeling is. Omdat warmtepompen met een wat hogere afgiftetemperatuur beschikbaar komen, is deze techniek in de toekomst waarschijnlijk ook toepasbaar in woningen met een iets minder goede isolatie. Opvallend is dat variant S2e (een warmtenet met geothermie als bron) tot veel hogere maatschappelijke kosten leidt. De conclusie die je hieraan kunt verbinden is dat een warmtenet met geothermie als warmtebron voor enkel en alleen de Staatsliedenwijk niet uit kan, hiervoor moet de afbakening een stuk breder zijn.

Variant S3d (collectieve warmtepompen met deels een lagetemperatuurwarmtenet) komt qua maatschappelijke kosten weer meer in de buurt van optie S1a. De inventarisatie van PBL vraagt om nadere uitwerking. Welke uitvoeringsvarianten zijn in de Staatsliedenwijk het meest passend en hoe kunnen deze ruimtelijk ingepast worden? De opties S1a en S3d leiden allebei tot ruimtelijke vraagstukken: variant S1a door de plaatsing en de geluidsproductie van een groot aantal individuele buitenunits en variant S3d door de plaatsing van collectieve installaties en de aanleg van een warmtenet.

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 7 van 54

Figuur 2. Vergelijking van warmte-opties die voor de Staatsliedenwijk, volgens het BPL het meest voor de hand liggen3: Individuele warmtepompen (S1a), warmtenet (MT/HT) met geothermie (S2e) en warmtenet (LT) met collectieve warmtepompen en WKO (S3d). Bron: Themasites PBL Leidraad Warmte.

3

Startanalyse aardgasvrije buurten PBL: https://themasites.pbl.nl/leidraad-warmte

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 8 van 54

3.1.3 Onderzoek duurzame bronnen en potenties WKO Warmte- en koudeopslag (WKO) in de ondergrond is bij sommige warmtetransitie-oplossingen mogelijk of noodzakelijk. Landelijk is de kennis over WKO bijeengebracht in onder andere de WKOtool4. De WKO-capaciteit, de maximale warmte en koude die de ondergrond bij de gegeven bodemsamenstelling kan leveren, blijkt voor de Staatsliedenwijk ruim voldoende te zijn in relatie tot de warmtevraag, zie Figuur 3.

Figuur 3. WKO-capaciteit voor de Staatsliedenwijk (bron: WKO-tool4).

Uit de WKO-tool, onderdeel van de Webviewer Aquathermie, blijkt dat er in Baarn al diverse open bodem-energiesystemen met WKO aanwezig zijn, zie Figuur 4. Binnen de gemeentegrenzen van Baarn gelden geen noemenswaardige restricties voor toepassing WKO. De omstandigheden voor WKO-systemen lijken dus gunstig. De provincie brengt momenteel in kaart in hoeverre de ondergrond daadwerkelijk geschikt is voor WKO. Een rapportage hierover wordt op korte termijn verwacht.

4

https://wkotool.nl/

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 9 van 54

Figuur 4. Bodemenergiesystemen op het grondgebied van Baarn. (bron: WKO-tool).

3.2 Ontwikkelingen & betrokken partijen in de wijk 3.2.1 Ontwikkelingen openbare ruimte De komende jaren vinden in de Staatsliedenwijk diverse ontwikkelingen plaats. De Troelstralaan wordt heringericht en woningcorporatie Eemland Wonen is begonnen met de herontwikkeling van woningen tussen de Troelstralaan en de Nolenslaan. Netbeheerder Stedin zal in een groot deel van de wijk oude (‘brosse’) gasleidingen volgens planning vervangen. Deze vervanging moet sowieso doorgaan, ook al wordt het gebruik van aardgas binnen afzienbare tijd afgebouwd. Vanuit de gemeente Baarn zijn er concrete plannen voor modernisering van de riolering en aanpassing van de ondergrondse leidinginfrastructuur, waarna ook de inrichting van de openbare ruimte en het openbaar groen de aandacht heeft. In het kader van de warmtetransitie valt te verwachten dat ook aanpassingen aan ondergrondse infrastructuur nodig zijn (hetzij voor de verzwaring van het elektriciteitsnet, hetzij voor de aanleg van een warmtenet). Het ligt dan ook voor de hand om de warmtetransitie in de Staatsliedenwijk te bezien in samenhang met al deze (en mogelijk nog andere) ontwikkelingen en te streven naar een efficiënte bundeling van werkzaamheden. Daarbij ontstaan mogelijk kansen om in de communicatie & participatie met bewoners en ondernemers uit te gaan van een integrale wijkverbetering, waarbij de gemeente als regisseur optreedt.

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 10 van 54

3.2.2 Eemland Wonen Woningcorporatie Eemland Wonen werkt aan een geleidelijke verduurzaming van de woningen in de Staatsliedenwijk. Een aanzienlijk deel van de huurwoningen is al op het niveau van label C of beter gebracht, zie Figuur 5. Dat gebeurt vooral door verbetering van isolatie en installaties, meestal aansluitend op logische onderhoudsmomenten. Momenteel is er nog geen beleid om vóór 2030 de bestaande woningen aardgasvrij te maken. Veel van de woningen van Eemland Wonen in de Staatsliedenwijk hebben al een behoorlijke energiekwaliteit, meestal een schillabel B of C. Voor het aardgasvrij maken van deze woningen zijn de mogelijkheden voor extra schilverbetering beperkt en zal vooral in de installaties en de afgiftesystemen geïnvesteerd moeten worden.

Figuur 5. Woningbezit van Eemland Wonen met de bijbehorende energielabels (bron: Eemland Wonen).

Ook door vervangende nieuwbouw wordt verbetering van de gemiddelde energiekwaliteit van de huurwoningen bereikt. Bij nieuwbouw zijn aardgasvrije warmteoplossingen verplicht. Op dit moment wordt vervangende nieuwbouw gerealiseerd van de woningen tussen Troelstralaan en Nolenslaan.

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 11 van 54

3.2.3 Woonzorg Nederland Er is op dit moment nog weinig bekend over de langeretermijnplannen voor het woon-zorgcentrum Santvoorde tussen de Troelstralaan en de Goeman Borgesiuslaan. De toekomstige warmtevraag is daarom moeilijk in te schatten. Gezien de functie van dit complex valt te verwachten dat er naast een warmtevraag ook behoefte zal zijn aan koeling. Warmte- en koudeopslag in de bodem (WKO) lijkt daarom voor deze locatie een interessante optie.

3.2.4 Waterschap Vallei en Veluwe Waterschap Vallei en Veluwe is zich zeer bewust van zijn mogelijke rol binnen de warmtetransitie. Een deel van de betrokkenheid hangt samen met de mogelijkheden om oppervlaktewater, het rioolstelsel of het waterleidingnet in te zetten als bronnen van duurzame warmte. Daarnaast is het waterschap ook de bewaker van de bodemkwaliteit. In het verleden heeft het waterschap al zijn zorgen geuit over de verwachte groei van het aantal grondboringen voor bodemlussen bij individuele warmtepompen. Aangezien met elke boring scheidingslagen in de bodem worden doorgestoken, kan dit uiteindelijk tot verstoring van de waterhuishouding in de ondergrond leiden. Het heeft daarom de voorkeur het aantal bodemboringen te beperken. Dit kan onder meer door collectieve, goed gecontroleerde boringen voor bijvoorbeeld WKO-systemen te stimuleren. Hierin kan het waterschap als kennispartij een belangrijke faciliterende rol spelen. Om voor iedereen beter zichtbaar te maken wat de kansen zijn voor aquathermie (oppervlaktewater als warmtebron) en riothermie (rioolwater als warmtebron), heeft Waterschap Vallei en Veluwe aan bureau Syntraal gevraagd dit met een interactieve kaart in beeld te brengen. In deze kansenverkenning hebben we van deze informatie gebruik gemaakt. Voor Baarn zijn er zeker kansen, vooral vanwege de grote energiepotentie van de Eem.

3.2.5 Stedin Voor Stedin, netbeheerder voor zowel elektriciteit als aardgas, is de ontwikkeling van aardgasvrije wijken een belangrijk onderdeel van de core business. Vooralsnog zijn de netbeerders hierbij volgend: afhankelijk van de ontwikkelingen in een wijk zal de netbeheerder er voor zorgen dat de benodigde infrastructuur zo goed mogelijk op orde is en aan de verwachte vraag kan voldoen. De snelheid waarmee netbeheerders kunnen reageren op ontwikkelingen bij gebruikers is echter beperkt. Grootschalige verduurzaming van woningen en bedrijfsgebouwen moet daarom altijd in nauwe samenspraak met de netbeheerder gebeuren. Zo zal het lokale elektriciteitsnet in een aantal fases fors verzwaard moeten worden, wanneer op grote schaal warmtepompen en zonnepanelen in de wijk komen en óók wanneer het aantal elektrische auto’s toeneemt.

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 12 van 54

Figuur 6. De rode gasleidingen in de figuur moeten voor 2028 worden vervangen (bron: Stedin).

De kaart van Figuur 6 laat zien dat de meeste aardgasleidingen in de Staatsliedenwijk aan vervanging toe zijn. De kaart laat zien dat dit geldt voor meer wijken in Baarn. Hoewel in de toekomst het gebruik van aardgas in de wijk wordt uitgefaseerd, zullen deze leidingen conform de planning van Stedin op korte termijn vervangen worden. Zolang er aardgas wordt geleverd, moet het distributienet immers aan de hoogste veiligheidseisen blijven voldoen. Parallel hieraan zal echter de verduurzaming van woningen plaatsvinden en zal de wijk steeds meer verwarmd worden zonder aardgas.

3.2.6 Sportcentrum/zwembad De Trits Sportcentrum en zwembad De Trits is met een jaarverbruik van zo’n 200.000 m3 gas een grootverbruiker in de Staatsliedenwijk. De energievraag van De Trits is vergelijkbaar met die van zo’n 130 huishoudens. Door middel van regulier onderhoud, constante aandacht voor verduurzaming en optimale aansturing van de (aardgasgestookte) warmte-installatie zet het management van De Trits al jaren in op reductie van de energiekosten. In november 2020 zijn de mogelijkheden voor verdere verduurzaming in kaart gebracht en ingedeeld in drie periodes: • Op de korte termijn (minder dan vijf jaar): aanbrengen van PV-panelen en zonnecollectoren in combinatie met een warmtebuffer voor verwarming van het zwemwater. De CV-ketels zijn afgeschreven en zullen ook vervangen worden. • Op middellange termijn (vijf tot tien jaar): aanpassingen aan de luchtbehandelingskast met onder meer warmteterugwinning, installeren van warmtepompen. • Op de langere termijn (meer dan tien jaar) kunnen daar nog WKO en riothermie aan toegevoegd worden. Daarnaast verbetering van de gevelisolatie en uitbreiding van het aantal PV-panelen, ook op plaatsen waar dat constructieve aanpassingen vereist.

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 13 van 54

Bij de oriënterende gesprekken in het kader van deze kansenverkenning kwam een interessante verbeteroptie aan het licht: het toepassen (in combinatie met een warmtepomp) van PVT-panelen in plaats van PV-panelen. PVT-panelen leveren naast elektriciteit ook warmte door middel van een zonnecollector. Bij een gelijkwaardig zwembad in Doesburg is deze combinatie al toegepast en het management van De Trits kan gebruikmaken van de kennis die hier is opgedaan. De verwachte terugverdientijd van deze verbetering is relatief kort en de verwachte gasbesparing aanzienlijk: zo’n 50-70.000 m3 gas. Oftewel, 25-35% van het huidige verbruik. Momenteel zoekt De Trits naar financieringsmogelijkheden voor deze aanpassing. Daarnaast is er in de verschillende gesprekken met De Trits ook gekeken naar mogelijkheden voor verbeterde warmteterugwinning via het huidige ventilatiesysteem. De reguliere vervanging van afzuigventilators is daarom voorlopig uitgesteld, zodat onderzocht kan worden of het lonend is om meteen al een warmteterugwinning in te bouwen.

3.2.7 Klimaat- en energie-initiatieven in Baarn Op 2 november 2017 ondertekenden meer dan 110 partijen het Baarns Klimaatakkoord. De ambitie van het Baarns Klimaatakkoord is een klimaatneutraal Baarn in 2030. De ondertekenaars zijn vertegenwoordigers van onder meer energiecoöperatie EnergiekBaarn, bewoners, ondernemers, politieke partijen en de gemeente. Zo is er ook BaanDuurzaam opgericht, dit is een samenwerking van de Baarnse Klimaat Alliantie, EnergiekBaarn en POB Duurzaam. BaarnDuurzaam adviseert en informeert de bewoners, huiseigenaren en soms ook huurders over de verduurzaming van gebouwen. Het samenwerkingsverband bevordert de uitvoering van het genoemde Baarns Klimaatakkoord. Daarnaast hebben deze losse organisaties ook hun eigen initiatieven en activiteiten. De Baarnse klimaat- en energie-initiatieven zijn op dit moment vooral gericht op energiebesparing en de opwek van duurzame elektriciteit. Ook wil men gezamenlijk de komende jaren minimaal één aansprekend duurzaamheidsproject realiseren. Opwek van duurzame warmte is nog niet expliciet tot uiting gebracht in de doelstellingen van de Baarnse duurzaamheidsinitiatieven, maar vormt hier wel een integraal onderdeel van. Daarom is in het kader van deze kansenverkenning ook gesproken met vertegenwoordigers van BKA, POB Duurzaam en EnergiekBaarn.

3.3 Uitgangspunten voor de warmtetransitie De Staatsliedenwijk in Baarn vormt door de aanwezige bebouwing en de aanwezigheid van enkele utiliteiten (zoals het woon-zorgcentrum en het sportcentrum annex zwembad) een interessante casus voor de warmtetransitie. In de wijk is een mix van koop- en huurwoningen, met zeer uiteenlopende isolatieniveaus. In de wijk staan diverse grotere werkzaamheden in de openbare ruimte gepland. Dit is een complicerende factor, maar tegelijkertijd ook een kans. Door een goede regie op de werkzaamheden én afgestemde communicatie naar bewoners kunnen veel van de werkzaamheden gekaderd worden als onderdelen van een grote wijkverbeteringsslag. De warmtetransitie is daar bij voorkeur een essentieel onderdeel van. Afstemming van geplande en nog te plannen werkzaamheden is daarbij een eerste vereiste. 5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 14 van 54

De samenwerking met De Trits toont hoe in het kader van deze kansenverkenning is gewerkt aan concrete verbeteropties op buurt- en individueel niveau. Het lijkt erop dat verbeteropties voor De Trits als vanzelf leiden tot een integrale aanpak voor de buurt. Zo is het bijvoorbeeld interessant om te zien dat opties die nu al toepasbaar zijn bij De Trits, zoals PVT-panelen, goed passen bij de ideeën voor ZLT-warmtenetteniii (zoals een KoWaNet of een bronnet, zie hoofdstuk 3) voor de buurt. Eventuele overschotten aan warmte (van de PVT-panelen of de warmteterugwinning) kunnen dan in het KoWaNet of bronnet opgeslagen worden. Wanneer een dergelijk bronnet in de directe omgeving gerealiseerd wordt, is het voor De Trits logisch om deel te nemen aan een collectieve WKOvoorziening. WKO was al als mogelijkheid opgenomen in de langetermijn plannen van De Trits en kan nu misschien al eerder haalbaar zijn. Met zo’n collectieve WKO-voorziening zou De Trits volledig energieneutraal kunnen worden, wat op basis van individuele systemen niet mogelijk zou zijn. Aquathermie lijkt een rol te kunnen spelen voor de Staatsliedenwijk. Met name interessant is de rivier de Eem, die op wat grotere afstand van de Staatsliedenwijk ligt.

Dichterbij zou de Beltplas aan de noordkant van de wijk een kans bieden, maar vanwege vervuiling in de bodem is de plas mogelijk niet geschikt voor aquathermie als daarbij roering van de bodem plaats kan vinden. Belangrijk voor de warmtetransitie zijn verder de ontwikkeling van het woon-zorgcentrum en de geplande nieuwbouw van Eemland Wonen. Gelet op het vraagprofiel van het woonzorgcentrum lijkt hier de inzet van een WKO-voorziening kansrijk. De bodemcondities zijn waarschijnlijk gunstig voor WKO. Een potentiële WKO-voorziening is dan weer van invloed op de mogelijke ontwikkelingen in de buurt.

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 15 van 54

4. Kansenverkenning In deze kansenverkenning worden verschillende aardgasvrije oplossingen nader toegelicht en met elkaar vergeleken. Zo wordt er gekeken naar aspecten als: kosten, duurzaamheid, benodigde noodzakelijke aanpassingen & ruimtelijke consequenties voor de woning, impact op de wijk en organisatorische aspecten. De verschillende technieken die hier worden vergeleken zijn: • • • • •

Elektrische warmtepomp (hoofdstuk 4.1) Hybride warmtepomp systemen (hoofdstuk 4.2) Midden Temperatuur (MT) warmtenet (hoofdstuk 4.3) Lage temperatuur koude- en warmtenet (KoWaNet) (hoofdstuk 4.4) Bronnet met WKO en aquathermie (Variant van KoWaNet) (hoofdstuk 4.5)

4.1. De elektrische warmtepomp Een warmtepomp is een systeem dat in plaats van (of in combinatie met) een cv-ketel functioneert om een huis te verwarmen. Een warmtepomp is een installatie die warmte onttrekt aan de omgeving zoals de lucht, de bodem of het grondwater. Een warmtepomp werkt dus eigenlijk als een soort omgekeerde koelkast. In plaats van dat hij warmte afvoert, haalt een warmtepomp juist warmte van buiten naar binnen5. Voor het onttrekken van de warmte gebruikt de warmtepomp stroom en geen gas. Zie voor een schematische weergave Figuur 7.

4.1.1. Luchtwarmtepomp De eenvoudigste warmtepomp is een lucht-waterwarmtepomp. Deze pomp gebruikt de buitenlucht als bron. Standaard bestaat de installatie van dit type warmtepomp uit een ‘buitenunit’, die warmte aan de buitenlucht onttrekt, en een ‘binnenunit’, waar de regeling en het voorraadvat voor warm water zijn ondergebracht. Buiten de woning moet voldoende ruimte zijn voor de buitenunit, waarbij er rekening mee gehouden moet worden dat de buitenunit een ventilator heeft die geluid produceert. Hoe kleiner het verschil tussen de brontemperatuur (buitenlucht/grondwater) en de afgiftetemperatuur (binnentemperatuur), hoe efficiënter de warmtepomp kan functioneren. In de winter is daarom een warmtepomp met de buitenlucht als bron vaak minder efficiënt6 dan een (doorgaans duurdere) warmtepomp met de bodem als bron. De bodem heeft in de regel een behoorlijk constante temperatuur van zo’n 10 °C, waar de buitenlucht in de winter aanzienlijk kouder kan worden. Deze buitenlucht temperatuur kan ook gebruikt worden om de woning in de zomer te koelen. Dat is gunstig omdat daarmee de warmte die in de winter aan de bron is onttrokken, in de zomer geheel of gedeeltelijk weer teruggebracht wordt in de bodem. Voor gebouwen die een warmtevraag hebben in de winter en een koudevraag in de zomer is dit interessant. Dat zijn niet alleen kantoren en winkels, maar steeds vaker ook woonhuizen.

5

Consumentenbond: https://www.consumentenbond.nl/warmtepomp/hoe-werkt-een-warmtepomp De efficiëntie of het rendement van een warmtepomp wordt ook wel uitgedrukt in de Coefficient of Performance, of afgekort COP. Bron klimaatexpert: https://www.klimaatexpert.com/warmtepomp/ 6

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 16 van 54

Figuur 7. Schematische weergave van een warmtepomp (Bron: Warmtepompplein.nl)

In het algemeen werkt een warmtepomp efficiënt bij een relatief kleine temperatuursprong tussen bron en afgiftesysteem. Daarom is het van belang dat het afgiftesysteem bij lage temperaturen voldoende warmte afgeeft om de woning te verwarmen. Dit wordt lagetemperatuurverwarming (LTV) genoemd. Vloer- of wandverwarming zijn ideale voorbeelden van LTV. Deze kunnen met zeer lage temperaturen (meestal zo’n 35°C) de woning verwarmen. Standaard radiatoren zijn meestal gemaakt voor hogere afgiftetemperaturen. De warmteafgifte van standaard radiatoren kan verhoogd worden door kleine ventilatoren onder de verwarming te plaatsen, maar dat is niet altijd voldoende. Een andere mogelijkheid is om de radiatoren te vervangen door speciale LTV-radiatoren, die ontworpen zijn voor temperaturen van ongeveer 50°C. De laatste tijd komen er nieuwe warmtepompen op de markt die relatief hoge temperaturen kunnen leveren, tot zo’n 70°C (HT-warmtepompen). Deze techniek maakt het mogelijk om ook in woningen die een hogere afgiftetemperatuur nodig hebben (meestal zijn dat ouder, minder goed geïsoleerde woningen) voldoende comfort te bieden. Wel leidt dit in de regel tot een hoger elektriciteitsgebruik, aangezien deze HT-warmtepompen minder efficiënt zijn.

Het blijft daarom verstandig om een woning eerst beter te isoleren voor zover mogelijk, zodat de HT-warmtepomp minder warmte hoeft te genereren en het elektriciteitsgebruik beperkt blijft.

4.1.2. Bodemwarmtepomp Bij een bodemwarmtepomp (ook wel ‘water-waterwarmtepomp’) is een bodemwarmtewisselaar de bron van het systeem. Meestal is dit een verticale bron, die met een speciale installatie geboord wordt. De plek van de bron moet dan ook bereikbaar zijn voor een groot voertuig. Een bodembron is relatief duur, maar het systeem heeft wel een hogere efficiëntie dan een lucht-waterwarmtepomp en dus minder elektriciteitsgebruik. Bovendien is het met een bodemsysteem vaak mogelijk om vrijwel zonder kosten te koelen in de zomer. Er bestaan verschillende type bodemenergie systemen, zowel open of gesloten bodemenergiesystemen. Beide systemen zijn geschikt om verwarming en koeling te leveren. Bij een gesloten systeem wordt er niet direct gebruik gemaakt van het grondwater als medium en wordt er een horizontale of verticale bodemlus in de grond aangebracht. Het open bodemenergiesysteem slaat zijn warmte en koude op in één of twee putten (‘doubletten’) in de ondergrond. Hierbij wordt gebruik gemaakt van het grondwater. Het grondwater bevindt zich in een watervoerend pakket tot maximaal 500 m diepte. Voor een open bodemenergiesysteem wordt ook vaak de term ‘warmte- en koudeopslag’ (WKO) gebruikt. Grondwater wordt opgepompt uit de eerste put en nadat er warmte uit onttrokken is gaat het water via de andere put weer terug de grond in. Voorwaarde voor zo’n 5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 17 van 54

systeem is dat de warmtevraag in de winter en de koudevraag in de zomer min of meer in balans moeten zijn. WKO-systemen worden daarom vooral toegepast bij grotere projecten zoals kantoren of woningbouwprojecten met meerdere woningen. Het kan heel interessant zijn om een WKO te realiseren als bron voor meerdere individuele warmtepompen. Daardoor zijn minder boringen in de ondergrond nodig en de gemiddelde kosten per woning zijn lager.

4.1.3 Kosten De kosten van een warmtepomp zijn afhankelijk van het type en het vermogen, zie Tabel 1. Naast kosten voor de warmtepomp zelf moet ook rekening gehouden worden met de kosten voor het gereed maken van de woning. De warmtevraag van de woning moet zo laag mogelijk zijn en het afgiftesysteem moet bij voorkeur geschikt zijn voor lagere temperaturen. Tabel 1. Globale kosten van verschillende typen warmtepompen (prijs inc. aanschaf en installatie). (Bron: Warmtepompplein.nl)

Tabel 2 toont de verschillende investeringskosten om een hoekwoning met schillabel D aardgasvrij te maken met behulp van een luchtwarmtepomp (S1a) of een bodemwarmtepomp (S1b). Bij de berekening van deze eindgebruikerskosten wordt de investering voor een lucht- en bodemwarmtepomp constant gehouden op €6.867,- exclusief btw voor een luchtwarmtepomp en €10.980,- exclusief btw voor een bodemwarmtepomp, ongeacht het type en de omvang van de woning. Alleen bij meergezinswoningen (appartementen) wordt een lager bedrag gehanteerd. Voor verschillende woningen kunnen de kosten in Tabel 2 dus verschillen, maar dit geeft een eerste inschatting voor een standaard woning met schillabel-D. Tabel 2. Vergelijking investeringen voor een hoekwoning met schilllabel-D, voor lucht-waterwarmtepomp (S1a) en water-waterwarmtepomp met bodembron (S1b). (Bron: Dashboard eindgebruikerskosten TNO)

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 18 van 54

4.1.4 Duurzaamheid Huiseigenaren die overschakelen naar een warmtepomp die de omgevingswarmte benut, realiseren een flinke besparing op de CO2-uitstoot. Een luchtwarmtepomp levert een reductie van de CO2uitstoot op van 45 procent in vergelijking met een HR-ketel. Bij toepassing van een bodemwarmtepomp loopt dit op naar 55 procent. Om comfortabel te kunnen verwarmen met een warmtepomp zullen huiseigenaren in de regel ook beter isoleren. Dit levert een warmtevraag reductie op en daarmee extra CO2-besparing. Kiest men daarbij ook voor lagetemperatuurverwarming, dan neemt de efficiëntie nog verder toe en daarmee de CO2-uitstoot af.

4.1.5 Noodzakelijke aanpassingen aan de woning Gewoonweg een warmtepomp installeren in een bestaande woning is meestal geen goede aanpak. Het is altijd verstandig om éérst de warmtevraag van de woning zo veel als mogelijk te reduceren met isolatiemaatregelen. Dankzij de lagere warmtevraag kan meestal een kleinere (goedkopere) warmtepomp worden ingezet. Bovendien neemt het comfort in de woning toe. Met goede isolatie hoeven bestaande radiatoren minder warmte af te geven, waarmee de kans toeneemt dat ze bij de lagere afgiftetemperatuur van de warmtepomp toch voldoende capaciteit blijken te hebben en kunnen voorzien in het comfort. Wanneer een woning rigoureus verbouwd wordt, is dat waarschijnlijk een goed moment om te kiezen voor vloerverwarming. Vloerverwarming met name in de woonruimtes, biedt veel comfort en vormt een ideale combinatie met een warmtepomp. TU Delft heeft in het kader van het project LT-Ready een rekentool ontwikkeld dat inzicht geeft in het samenspel tussen afgiftesysteem, isolatiewaarden en ventilatie. Door in het model verbeterpakketten te selecteren, kan bepaald worden hoe de woning LT-ready (geschikt voor LTV) kan worden en wat hiervan de geschatte kosten zijn. Figuur 8 toont een voorbeeld hiervan. De kosten voor het LT-ready maken van een woning zijn natuurlijk sterk afhankelijk van het type woning, de grootte en de energiekwaliteit.

In het algemeen geldt de vuistregel dat schillabel B voldoende is. Woningen die gebouwd zijn na 1992 voldoen hier meestal al aan. Volgens het dasboard eindgebruikerskosten TNO (zie Tabel 2) zijn de investeringen voor een gemiddelde rijwoning met schillabel-D zo’n €13.514,- voor isolatie, €1.964,- voor aanpassingen aan het afgiftesysteem en €2.344,- voor aanpassing van de ventilatie. In totaal is dat zo’n €18.000,exclusief btw en exclusief subsidie. Meestal is er een behoorlijke subsidie mogelijk (ISDE vanaf 2022 tot 30 procent, afhankelijk van de maatregel). Ter verduidelijking: Voor een warmtetransitie-project in het Ramplaankwartier in Haarlem is dit bedrag van €18.000,- per woning ook het uitgangspunt. De lasten voor financiering (annuïtair bij een rentevoet van 1,3 procent) en onderhoud van deze aanpassingen komen dan op €70,- per maand. Deze kostenpost per maand bedraagt alleen de investeringen en niet de energierekening.

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 19 van 54

Figuur 8. Voorbeeldberekening van het effect van verschillende isolatieconcepten (Bron: LT-Ready-tool TU Delft (www.ltready.wordpress.com)).

4.1.6 Ruimtelijke consequenties in de woning In de meeste gevallen zal de binnenunit van een warmtepomp bestaan uit een voorraadvat (voor warm water) van zo’n 180 liter, de warmtepomp zelf en de regeling. Dit is qua ruimtebeslag vergelijkbaar met een flinke koel/vriescombinatie. Vooral bij grotere woningen kan het wenselijk zijn om een extra buffervat te installeren; hier is extra ruimte voor nodig.

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 20 van 54

Bij een luchtwarmtepomp is een buitenunit nodig met een omvang die afhankelijk is van het benodigde vermogen. Ook zijn er zogeheten ‘monoblock’ uitvoeringen waarbij de warmtepomp zelf is opgenomen in de buitenunit. Deze hebben meestal een vrij grote afmeting. Ook zijn er dikkere (geïsoleerde) warmwaterleidingen nodig tussen buiten en binnen; soms is het lastig om deze goed weg te werken.

Figuur 9. Gecamoufleerde buitenunit in een dakopstelling (Bron: HydroCap).

Er bestaan wettelijke eisen aan de geluidsemissie van buitenunits. Plaatsing op of dichtbij de erfgrens is vaak niet mogelijk. Met een omkasting kan het geluid gereduceerd worden; daarbij wordt de buitenunit dan vaak ook aan het zicht onttrokken. Er bestaan ook speciale dakopbouw- of inbouwmogelijkheden voor de buitenunit van een luchtwarmtepomp (Figuur 9, 10 en 11). Ventilatie-warmtepompen hebben geen buitenlucht nodig, maar gebruiken de ventilatielucht uit de woning als bron. Ze zijn efficiënt omdat hiermee automatisch ook de warmte uit de afgezogen binnenlucht wordt benut. Het vermogen is vaak beperkt; daarom is een ventilatie-warmtepomp alleen geschikt voor woningen met een lage warmtevraag, of in een hybride vorm in combinatie met een conventionele cv-ketel.

Figuur 10. In het dakvlak weggewerkte buitenunit van Hydrotop (Bron: warmtepompvergelijker.nl).

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 21 van 54

Figuur 11. Binnenopstelling bij de Hydrotop (Bron: warmtepompvergelijker.nl).

4.1.7 Toepasbaarheid in de woning Voor de toepassing van een warmtepomp moet de woning voldoende zijn geïsoleerd en geschikt zijn voor verwarming met een relatief lage aanvoertemperatuur. Woningen die gebouwd zijn na 1992 voldoen meestal aan deze voorwaarden. Voor woningeigenaren is er een test om te bepalen of hun woning geschikt is voor een warmtepomp. In deze test wordt de aanvoertemperatuur in de ketel op maximaal 50°C ingesteld in een koude periode, om te testen of de woning comfortabel op temperatuur blijft. Met ventilatoren op of onder de bestaande radiatoren kan de afgiftecapaciteit van de radiatoren desgewenst wat worden verhoogd. Waterzijdig inregelen van radiatoren (door een deskundige installateur) kan ook helpen. Bij woningen met een bouwjaar vóór 1992 is het verstandig (en soms noodzakelijk) om eerst zoveel mogelijk te isoleren en eventueel het ventilatiesysteem te verbeteren. Hierdoor wordt de warmtevraag van de woning verlaagd en kan met een lagere afgiftetemperatuur de woning comfortabel worden verwarmd. Dan is toepassing van een warmtepomp vaak mogelijk. In het ideale geval is vloerverwarming aanwezig of kan deze worden aangelegd; dan werkt de warmtepomp efficiënter. Bij grondgebonden woningen kan voor de buitenunit meestal wel een plek gevonden worden in de tuin of op het dak. Aandacht is nodig voor het geluid en de esthetiek, zie paragraaf 4.1.6.

Bij gestapelde bouw staan de individuele buitenunits vaak gezamenlijk op het dak, of wordt gekozen voor een gezamenlijke bodembron in plaats vele individuele buitenunits.

4.1.8 Waar in de wijk? Bureau Overmorgen heeft voor Baarn een kaart gemaakt waarbij per woning de warmtevraag in kWh/m2 zichtbaar is (zie Figuur 1, in paragraaf 3.1). Daarbij geldt de vuistregel dat woningen met een warmtevraag van 65 tot 80kWh/m2 (groen op de kaart) comfortabel verwarmd kunnen worden met een afgiftetemperatuur van maximaal 70 °C. Woningen met een warmtevraag lager dan 65 kWh/m2 (turquoise of blauw) kunnen met een afgiftetemperatuur van 50°C comfortabel worden verwarmd, waarbij in sommige gevallen wel aanpassingen van de radiatoren nodig zijn. In Figuur 1 is te zien dat voor een groot aantal woningen in de Staatsliedenwijk een warmtepomp niet inzetbaar is zonder aanpassingen aan de woning. 5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 22 van 54

Tabel 3. Inventarisatie van woningen in de Staatsliedenwijk. (Bron: Startanalyse PBL).

Zoals gezegd zijn woningen van na 1992 doorgaans geschikt voor verwarming met een afgiftetemperatuur van maximaal 50°C. Volgens de informatie van PBL, zie Fout! Verwijzingsbron n iet gevonden., geldt dit voor ongeveer 8% van de woningen in de wijk. Waarschijnlijk is dit percentage hoger omdat oudere woningen vaak al energetisch zijn verbeterd. Volgens gegevens van de Baarnse Klimaat Alliantie (BKA) hebben ongeveer 200 van de 435 woningen (met een definitief energielabel) in de Staatsledenwijk een A- of B-label (stand 2020, Figuur 12). Het totale aantal woningen in de Staatsliedenwijk bedraagt 664 woningen (bron: wijkpaspoort.nl). Als dit schillabels zijn (dus niet verkregen door bijvoorbeeld PV-panelen), zouden veel meer woningen in de wijk geschikt moeten zijn voor toepassing van een warmtepomp.

4.1.9 Organisatorische aspecten De keuze voor een warmtepomp is een individuele aangelegenheid; de woningeigenaar beslist dit in beginsel zelf. Daarom is deze optie organisatorisch relatief eenvoudig; gecoördineerde actie is lastig en niet strikt noodzakelijk. Woningen moeten vaak ingrijpend worden aangepast, wat met hoge investeringen gepaard gaat. Dit vormt voor veel woningeigenaren een flinke belemmering.

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 23 van 54

Figuur 12. Inventarisatie van woningen (met een definitief energielabel) in de Staatsliedenwijk. (Bron: Baarnse Klimaat Alliantie)

4.1.10 Relatie met landelijk en gemeentelijk beleid Volgens de Startanalyse PBL is overstappen op individuele warmtepompen voor de Staatsliedenwijk de strategie met de laagste maatschappelijke kosten. Deze strategie past daarom goed in het landelijke beleid. De gemeente Baarn zet al geruime tijd in op energiebesparende maatregelen; ook dit past goed bij het toepassen van individuele warmtepompen. Elke bewoner in Baarn kan individueel aan de slag met een warmtepomp, wel wordt er op dit moment verkend waar en of er in Baarn ook een collectief systeem zoals een warmtenet of KoWaNet kan worden ingezet voor duurzame verwarming van de gebouwde omgeving. In de Transitievisie Warmte staat opgenomen wat de huidige strategie richting aardgasvrij is in Baarn. Deze strategie wordt over de jaren heen nog vernieuwd. Waar namelijk een collectief systeem als voorkeursoplossing naar voren komt, kan het voor een bewoner goedkoper en logisch zijn zich daarop aan te sluiten dan zelf aan de slag te gaan.

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 24 van 54

4.2 Hybride warmtepomp systemen Onder hybride warmtepomp systemen verstaan we de verschillende combinaties van warmtepompen in combinatie met gasgestookte cv-ketels. Meestal gaat het om een luchtwaterwarmtepomp met een hr-ketel. De hybride optie is niet volledig aardgasvrij, tenzij groen gas beschikbaar is in plaats van aardgas (netto is er dan geen uitstoot van broeikasgassen). In een hybride opstelling neemt de warmtepomp de basislast van de warmtevoorziening voor zijn rekening en de gasketel de pieklast. Dit betekent dat wanneer de warmtepomp op erg koude dagen niet voldoende comfort kan bieden, de gasketel bijspringt voor extra vermogen en desgewenst een hogere afgiftetemperatuur. Vaak wordt de warmtapwatervoorziening ook nog door de gasketel ingevuld omdat hier hogere temperaturen voor nodig zijn. Hiermee kan ook een voorraadvat warm tapwater vermeden worden. Ook voor hybride systemen geldt dat ze efficiënter werken als de afgiftetemperatuur lager is. Als er al LTV-afgiftesystemen (bijvoorbeeld vloerverwarming en LTV-radiatoren) in de woning aanwezig zijn, zal de CO2-besparing en het kostenvoordeel groter zijn dan wanneer de woning hoge afgiftetemperaturen nodig heeft. De hybride optie is dus vooral interessant als de woning nog niet volledig geschikt is voor een warmtepompsysteem.

4.2.1 Kosten De kosten van een hybride systeem bestaan uit de kosten van een standaard hr-ketel en een warmtepomp. Uit Tabel 1 (paragraaf 4.1.3) blijkt dat de kosten van een hybride warmtepomp iets lager zijn dan die van een lucht-waterwarmtepomp. In de praktijk liggen de kosten voor een hybride warmtepomp systeem en lucht-warmtepomp systeem niet ver uit elkaar, omdat je hybride systeem een warmtepomp met een wat kleiner vermogen selecteert in combinatie met een hr-ketel. Wanneer in de woning al een recente hr-ketel aanwezig is, kan die vaak gehandhaafd worden. Bij oudere woningen waarbij de gasketel recent is vervangen, is een overstap naar een hybride systeem in plaats van volledig elektrisch vaak meer vanzelfsprekend.

4.2.2 Duurzaamheid Een hybride warmtepompsysteem levert een CO2-reductie op van ongeveer 22 procent ten opzichte van een moderne ‘gewone’ hr-ketel (zie Tabel 4). Bij deze CO2-reductie levert de warmtepomp de helft van de warmtevraag. De CO2-reductie wordt hoger wanneer de luchtwarmtepomp een groter aandeel van de warmtevraag kan leveren. Dit is bijvoorbeeld het geval wanneer een LTVafgiftesysteem aanwezig is (zoals vloerverwarming en LTV-radiatoren).

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 25 van 54

Tabel 4. Effecten op energiegebruik, energiekosten en CO2-uitstoot bij een woning met een warmtevraag van 7000kWh voor ruimteverwarming en 3000 kWh voor tapwater. Dit is ongeveer het gemiddelde verbruik in de Staatsliedenwijk, nadat woningen redelijk geïsoleerd zijn (schillabel B of C of beter). (Gerekend is met een tarief van €0,83 per m3 voor aardgas en €0,23 per kWh voor elektriciteit). hr gascombi

luchtwarmtepomp bodem warmtepomp

temperatuur afgifte systeem 50 50

COP gemiddeld 3,0 4,0 1/2 ketel 1/2 WP m3 gas kWh

m3 gas 1137

2023

kWh 3333 2500

kg CO2 1133 850

kg CO2 ten opzichte van gas 56% 42%

568 1667

1578

78%

€ 1.097,63 € 91,47

93%

90

€ 1.174,60 € 97,88 energiekosten jaar maand % tov gas afgerond € 766,67 € 63,89 65% 65 € 575,00 € 47,92 49% 50

hybride luchtWP

70-50

PVT ZONNET bronnet aquathermie

50 50

5,5 4,5

1818 2222

618 756

31% 37%

€ €

418,18 € 34,85 511,11 € 42,59

36% 44%

35 45

MT warmtenet HT warmtenet

50 70

3,0 GJ

3333 34

1133

56%

€ 766,67 € 63,89 € 1.484,00 € 123,67

65% 126%

65 125

4.2.3 Noodzakelijke aanpassingen aan de woning Voor een hybride systeem zijn strikt genomen geen aanpassingen in de woning noodzakelijk, omdat een hybride systeem hetzelfde vermogen en dezelfde temperatuur kan leveren als een hr-ketel. Het voordeel, zowel financieel als in termen van CO2-uitstoot, neemt echter toe wanneer de woning steeds meer geschikt gemaakt wordt voor lage afgiftetemperaturen. In het optimale geval kan de warmtepomp vrijwel het gehele jaar de volledige warmtevraag leveren. Voor oudere woningen geldt dat hiervoor de isolatie verbeterd moet worden en meestal ook het afgiftesysteem.

4.2.4 Ruimtelijke consequenties in de woning Een hybride installatie bestaat uit een gewone gasgestookte cv-ketel met daarnaast (of in de buurt) een relatief kleine warmtepomp. Wat bij de ketel komt is de binnenunit; er is daarnaast ook ruimte nodig voor de buitenunit en voor het leidingwerk tussen binnen- en buitenunit. Voor de buitenunit gelden dezelfde ruimtelijke consequenties als bij de lucht-waterwarmtepomp uit paragraaf 4.2.

Figuur 13. Voorbeeld van een hybride installatie met rechts de cv-ketel en links de binnenunit van de warmtepomp. (Bron: Milieu centraal, verbeterjehuis.nl)

Interessant zijn ook hybride warmtepompen die de binnenlucht (ventilatielucht) als bron kunnen gebruiken, of een combinatie van ventilatielucht en buitenlucht. Meestal wordt een aansluiting gemaakt op de mechanische afzuiging in de woning. De warmtepomp zuigt naast ventilatielucht ook buitenlucht aan, maar een aparte buitenunit is meestal niet nodig. Bij zeer goed geïsoleerde (nieuwbouw-)woningen met een lage energievraag kan zo’n ventilatiewarmtepomp in combinatie met een tapwatervoorraadvat voorzien in de gehele warmtevraag.

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 26 van 54

4.2.5 Toepasbaarheid in de woning Hybride systemen zijn vrijwel in elke woning toepasbaar. In principe is iedere woning met een cvketel geschikt. De voordelen van hybride systemen nemen toe naarmate woningen beter geïsoleerd zijn.

4.2.6 Waar in de wijk? Hybride warmtepompen zijn een logische keuze als tussenstap naar een meer duurzame warmtevoorziening. In de Staatsliedenwijk zijn er vanuit de gasvoorziening geen knelpunten, want aardgas blijft nog lang beschikbaar. Op blokniveau zou wel een kleinschalig warmtenet met als bron een warmtepomp kunnen worden gerealiseerd. Met blokniveau wordt een groep woningen bedoeld, dit kan zowel een rijtje woningen zijn of een appartementencomplex.

4.2.7 Organisatorische aspecten De natuurlijke momenten voor beter isoleren van de woning plus eventuele aanpassingen aan het warmte afgiftesysteem vallen meestal niet samen met de momenten waarop een cv-ketel moet worden vervangen. Door bij vervanging van de ketel te kiezen voor een hybride systeem, kan de woningeigenaar meteen al zijn of haar CO2-uitstoot verlagen. Het rendement van de installatie kan daarna nog worden verbeterd door betere isolatie en een LTV-afgiftesysteem. Zo kunnen woningeigenaren geleidelijk toewerken naar een all-electric oplossing (zie paragraaf 4.2).

4.2.8 Relatie met landelijk en gemeentelijk beleid De hybride warmtepomp is onderdeel van een strategie waarbij huiseigenaren over een langere periode geleidelijk overstappen naar een aardgasvrije oplossing op basis van warmtepomptechniek. Landelijke subsidieregelingen stimuleren eigenaar-bewoners om nu al deze overstap te maken.

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 27 van 54

4.3 Het warmtenet Een warmtenet is een netwerk van geïsoleerde leidingen onder de grond waar warm water doorheen stroomt, hierdoor hoeft er geen gebruik meer te worden gemaakt van het bestaande aardgasnet. Een warmtenet is mogelijk op wijk-, stad- of regioniveau, waarbij een lokale warmtebron de warmte levert voor de gebouwen. Met een warmtenet wordt de warmtebron verbonden met de gebruiker van die warmte. Een warmtenet is echter vaak meer dan alleen een systeem van leidingen. Ook regel- en opslagsystemen en voorzieningen voor bijstook (of back-up) vallen hieronder. Op dit moment wordt nog ongeveer de helft van alle warmte in warmtenetten opgewekt met behulp van aardgas7 (gestookt door ketels of een WKK). Maar er worden ook al veel duurzamere warmtebronnen ingezet, zoals: aardwarmte, restwarmte uit de industrie, aquathermie of warmte van een elektrische boiler en of warmtepomp. Naast de vraag naar warmte neemt ook de vraag naar koude steeds verder toe in de zomer, dit kan worden geleverd door middel van een koudenet. Het kan daarom efficiënt zijn om beide netten samen te voegen, daarmee wordt er zowel een warmtenet als een koudenet in de ondergrondse infrastructuur aangelegd.

Dit vergt wel een hogere investering dan bij een KoWaNet (Lagetemperatuur koude- en warmtenet), waar koude direct uit de retourleiding kan worden geleverd, er is dan geen afzonderlijke infrastructuur voor een koudenet nodig.

4.3.1 Middentemperatuur warmtenet Een middentemperatuur (MT) warmtenet is een collectief warmtenet op een temperatuur van 50°C tot 70°C. Als er gekeken wordt naar een warmtebron voor de Staatsliedenwijk, is er niet of nauwelijks sprake van restwarmte. Omgevingswarmte is er wel (riothermie, aquathermie en diepe geothermie). Deze omgevingswarmte kan eventueel aangevuld worden met zonthermie, bijvoorbeeld door het inzetten van PVT-panelen. Een warmtenet op wijkniveau is de optie die in de Transitievisie Warmte van de gemeente Baarn kansrijk geacht word voor de Staatsliedenwijk. Daarbij worden de grote warmtevragers in de wijk (het sportcentrum met zwembad en het woonzorgcentrum) gezien als aanjagers voor het warmtenet, met op buurtniveau een collectieve duurzame warmte-installatie. In Figuur 14Figuur 14 is het MT-warmtenet weergegeven ten opzichte van andere warmteopties. Het warmtenet vormt de verbinding met één of meerdere warmtebronnen, waarbij een temperatuurniveau van 70°C naar de woningen wordt gevoerd. Die temperatuur is voldoende om woningen te verwarmen en van warm tapwater te voorzien zonder extra installaties of isolatie in de woning.

Als de temperatuur in het warmtenet op 50°C wordt gebracht (wat goed is voor het rendement van de warmtepomp), dan zijn er in de meeste woningen aanpassingen nodig en moet er een voorziening komen om warm tapwater te maken op minimaal 60°C -65°C. Een andere manier om een MT-warmtenet, of zelfs een hogetemperatuur warmtenet (HT), te voeden is het gebruik van diepe geothermie. Op dit moment vindt er onderzoek plaats binnen de RES regio Amersfoort naar de inzet van geothermie als duurzame warmtebron. Een zwembad met een hoge warmtevraag in de zomer en in de winter is een ideale afnemer voor een geothermie-bron. Deze moet namelijk het hele jaar blijven produceren met een zo constant mogelijke warmteonttrekking aan de bron.

7

Natuur & Milieu: https://www.natuurenmilieu.nl/themas/energie/

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 28 van 54

Figuur 14. Energie-infrastructuur met bronnen en benodigde systemen in de woning. De kolom rechts toont welke afgiftetemperaturen horen bij de warmteoptie. De afgiftetemperatuur houdt verband met de isolatieopgave (kolom links) (Bron: Transitievisie Warmte gemeente Baarn).

Anticiperend op een HT- of MT-warmtenet in de wijk, zou nu al centraal (bijvoorbeeld in of nabij het zwembad) de benodigde warmte opgewekt kunnen worden met fossiele energie om in de toekomst te kunnen overstappen op diepe geothermie. Ook zou een biomassa-installatie ingezet kunnen worden als tijdelijke warmtebron. ’Een dergelijke installatie leidt lokaal echter tot hogere emissies dan een gasgestookte installatie en staat daardoor vaak breed ter discussie. Op langere termijn zou diepe geothermie als bron kunnen dienen voor een warmtenet in de Staatsliedenwijk. Uit de Startanalyse van PBL (Figuur 2, paragraaf 3.1.2) blijkt echter dat deze optie (S2e) leidt tot veel hogere maatschappelijke kosten dan bij de inzet van individuele warmtepompen. Die hoge kosten zijn verklaarbaar: in de regio moet een compleet nieuwe infrastructuur ontwikkeld en het realiseren van een geothermie bron (boorlocatie) brengt hoge investeringskosten met zich mee. Als meer gemeentes zich aansluiten bij een geothermie initiatief en er gemeente breed wordt gekeken naar een warmtenet, dan zouden de kosten per huishouden weer betaalbaar kunnen worden. De business case voor een geothermie systeem hangt dus erg af van de schaalgrootte van het systeem.

Volgens dezelfde PBL-Startanalyse zouden de maatschappelijke kosten van een warmtenet op 50°C, in combinatie met een elektrische booster in de woningen om 60°C tapwater te kunnen leveren (S3d), voor 40% van de woningen nog enigszins in de buurt komen van de goedkoopste variant (individuele elektrische warmtepompen, optie S1a). De woningen moeten dan wel net als bij de individuele warmtepompen eerst energetisch op orde gebracht worden, zodat ze met lage afgiftetemperaturen verwarmd kunnen worden (schillabel B of beter). Bij deze variant is dus sprake van een MT-warmtenet gevoed door collectieve warmtepompen in combinatie met WKO.

4.3.2 Kosten De investeringen voor een hoekwoning met label-D is voor een warmtenet van 50°C met WKO als bron weergegeven in tabel 5. Daarin zijn ook de opties met individuele luchtwarmtepompen (S1a) en individuele bodemwarmtepompen (S1b) weergegeven. De verschillen zijn relatief klein.

5-12-2021

Kansenverkenning warmtetransitie Staatsliedenwijk

pagina 29 van 54

Tabel 5. Vergelijking van de investeringen voor een hoekwoning met schillabel-D voor respectievelijk een MTwarmtenet (S3d), een individuele lucht-waterwarmtepomp (S1a) en een individuele water-waterwarmtepomp met bodembron (S1b). (Bron: Dashboard eindgebruikerskosten TNO).

In Tabel 6 worden de jaarlijkse kosten en baten voor de energierekening (zie mutatie energiekosten) van het warmtenet (S3d) vergeleken met individuele warmtepompen (S1a en S1b). Hierbij valt het op dat de jaarlijkse energiekosten van het warmtenet (S3d) vergeleken met individuele warmtepompen (S1a en S1b) aanzienlijk hoger zijn. Dit wordt waarschijnlijk vooral veroorzaakt door de extra vastrechtkosten die horen bij een warmtenet. Tabel 6. Vergelijking van de jaarlijkse kosten en baten voor een hoekwoning met schillabel-D voor respectievelijk een MT-warmtenet (S3d), een individuele lucht-waterwarmtepomp (S1a) en een individuele water-waterwarmtepomp met bodembron (S1b). (Bron: Dashboard eindgebruikerskosten TNO).