21022.2 - Bijlage RES Regionale Structuur Warmte

Bedreigingen • Beperkt beschikbaar

Mocht isolatie geen optie zijn, omdat het pand oud is (en de kosten hoog oplopen en complexiteit groot is) dan kan de keuze worden gemaakt voor een hybride warmtepomp, waarbij de piekvragen met (duurzaam) gas worden ingevuld. Het pand blijft bij een hybride warmtepomp dus aangesloten op het gasnet. Het gaat dan met name om landelijke buurten en om oude binnensteden. In deze buurten kan begonnen worden met isolatie en elektrisch koken om zoveel als mogelijk het basisniveau te bereiken en kan de HR-ketel in veel gevallen spijtvrij worden vervangen door een hybride warmtepomp, als de bouwkundige staat van het pand het toelaat.

Innovaties: toekomstige warmtebronnen De innovaties op het gebied van opwek en opslag van warmte zijn belangrijk te identificeren zodat er rekening mee gehouden kan worden voor de wijken die later aan de beurt zijn. Omdat innovatieve technologieen nog onzeker,niet bewezen of nog niet op grote schaal uitgerold zijn kunnen we die nu alleen noemen zonder de potentie te specificeren. Er zijn verschillende innovaties en we noemen hieronder alleen de meeste belovende technologieen die serieuze opties in de toekomst kunnen worden.

Waterstof Waterstof is een energiebron, die ook beschouwd kan worden als een opslag- en transportmedium voor energie. Het gebruik van waterstof is pas duurzaam wanneer de waterstof gemaakt wordt uit water en duurzaam opgewekte elektriciteit. We spreken dan over zogenaamde groene waterstof. Groot voordeel van waterstof is dat het bestaande aardgasleidingnetwerk (na minimale aanpassingen) gebruikt kan worden voor het transport van waterstof. Waterstof kan ook eveneens gemengd worden met aardgas. Waterstof heeft grote potentie voor toepassing in de industrie- en de mobiliteitssector. Het bereiken van hoge temperatuur (> 600 C) in de industrie dankzij waterstof geeft grote aantrekkingskracht voor deze sector aangezien grote bedrijven voor 2022 van aardgas af moeten zijn (brief minister Wiebes van januari 2018) en dat alternatieve duurzame bronnen zeldzaam zijn. Ook wordt door netbeheerders gekeken naar waterstof als middel om seizoenopslag te realiseren en het net minder te mogen verzwaren. Het betekent dat er concurrentie is door toepassing in andere sectoren. De verwachtingen zijn dat waterstof beperkt inzetbaar is voor de gebouwde omgeving en pas gebruikt kan worden als er geen andere bron ingezet kan worden.

Sterkten • Geen aanpassing van afgiftesysteem • Geen CO2 bij verbranding • Seizoen vraag wordt opgevangen door opslag van waterstof • Geen vervanging van aardgasleidingen • Kan geproduceerd worden waar sprake is van een overschot aan duurzame elektriciteit • transport van lokale waterstof is goedkoper dan elektriciteit. Kansen • Waterstof kan op grote schaal in woestijnen geproduceerd worden en inkomst genereren voor ontwikkelingslanden.

Zwakten • Aanpassing van CV ketel • Waterstof kostbaar maar prijs daalt • Omzetting van elektriciteit naar waterstof is nog inefficiënt (wordt steeds beter met nieuwe technologieën, innovatie, schaalvergroting en standaardisering)

Bedreigingen • Concurrentie door andere sectoren

Waterstof kan geschikt zijn voor slechte isoleerbare woningen, in een binnenstad met monumentale panden of oude boerderijen in het buitengebied.

Conclusies uit sessie 16-12 Op 16 december hebben we een sessie voor raadsleden georganiseerd over de (on)mogelijkheden van waterstof in onze regio. Hieronder zijn de belangrijkste conclusies. Gezien de schaarste aan duurzame energie, zoals wind en zon, in een aantal periodes van het jaar (bijvoorbeeld in december en januari) kan waterstof een relevante positie in de energietransitie krijgen in de vorm van energieopslag. De belangrijkste manier voor het maken van groene waterstof is waterelektrolyse. Met deze aanpak splits je water in waterstof en zuurstof. Dit gebeurt met duurzaam opgewekte elektriciteit, dus zonne- of windenenergie. Daarna wordt waterstof opgeslagen in tanks of via gasleidingen getransporteerd richting de eindgebruiker (voor verwarming via een ketel, vervoer of industrie). Aangezien meer dan 90% van de energie die in Nederland wordt verbruikt nog steeds uit fossiele bronnen komt en de doelstellingen vanuit het klimaatakkoord zijn om 49% minder CO2 uitstoot te hebben in 2030 en 95% in 2050 (t.o.v. 1990) is het cruciaal om goed na te denken hoe de energietransitie in goede banen geleid kan worden. Een duurzaam energiesysteem houdt rekening met productie, transport en opslag van energie. Aardgas gaat geleidelijk uitgefaseerd worden.

Rondom het transport van energie is het belangrijk ons te realiseren dat gasleidingen nog prima gebruikt kunnen blijven worden voor duurzaam gas zoals waterstof. Elektrische warmtevoorzieningen zoals warmtepompen maar ook warmtenetten zullen de belasting op het elektriciteitsnet (door extra vraag maar ook door meer gelijktijdigheid) laten toenemen en tot kostbare verzwaring leiden. Slim omgaan met de bestaande infrastructuur is dus belangrijk. Lokale opslag is een prima oplossing en waterstof kan hierin een rol spelen.

Waterstof in de gebouwde omgeving kan ingezet worden in de vorm van brandstofcelsystemen (opwek van elektriciteit en warmte), CV ketel, en warmtestraler. De veiligheid van waterstof is vergelijkbaar met aardgas. De degradatiemechanismen die er zijn, leiden niet sneller tot degradatie dan bij aardgas. Bovendien zijn nu apparaten beschikbaar die eventuele lekkages kunnen opsporen (zoals sensoren en detectietoestel). Een aantal concrete voorbeelden van lopende projecten met waterstof als warmtevoorziening zijn op deze avond getoond: • Rozenbrug • De Oude Bornhof, Zutphen met 43 woningen, 1 lunchroom en één pandeigenaar • Uithoorn • Hoogeveen • Eusebiuskerk in Arnhem met warmtestraler bij een monumentale pand (kerk) voor piekverwarming • Ziekenhuis in Elst De techniek is er dus , maar nog niet op grote schaal. De techniek is duurder dan aardgas, maar niet zo duur als netverzwaring. Het tempo voor de verdere uitrol van waterstof ligt aan politieke keuzes, publieke opinie en lokale kansen. In de Metropool Eindhoven kunnen oude woningen van voor de eerste wereldoorlog die lastig te isoleren zijn geschikte panden zijn met waterstof als warmtevoorziening.

Metalfuels Volgens het concept Metal Fuels wordt metaalpoeder gebruikt als duurzame energiedrager zonder uitstoot. Als metaalpoeders verbrand worden komt er warmte vrij en worden de metaalpoeders omgezet in metaaloxides, ook wel bekend als roest. De metaal oxides kunnen met behulp van groene energie weer omgezet worden naar metaalpoeders. Op deze manier ontstaat een duurzame energiecyclus. Metalfuels zijn dus net als waterstof een energiedrager en geen energiebron. Er is energie nodig om ze te regenereren. Metalfuels bevinden zich in de demonstratiefase (TRL5-6). De Technische Universiteit Eindhoven is in 2019 gestart met een industrieel demonstratie systeem op het terrein van Metalot in Cranendonck. Bij Bavaria worden momenteel proeven uitgevoerd.

Asfaltwarmte In de zomer wordt warmte (door zonnestraling) geabsorbeerd en via een buizensysteem overgedragen op water. Deze warmte kan direct worden gebruikt als bron voor de warmtepomp of worden opgeslagen in de bodem. Voordeel bij gebruik van asfaltwarmte is de verlenging van de levensduur van het asfalt. In onze regio is er mogelijk potentie in woonwijken langs de A2, A67, A58 en A50 in combinatie met een lage temperatuur warmtenet. Mogelijk heeft warmte uit asfalt potentie voor de verwarming van woonwijken in de buurt van provinciale wegen (of naast rijkswegen). De opbrengst aan warmte van een wegdek voor een wegvak van 2 rijbanen over een km lengte is 10.000 tot 15.000 GJ per jaar. Dat is ongeveer de warmtebehoefte van 500 tot 700 woningen. Asfaltwarmte is erg kostbaar. Toepassing van asfaltwarmte kan alleen als er synergie kan worden verkregen met bijvoorbeeld wegenonderhoud.

4. De uitgangspunten voor samenwerking Om als regio en als gemeenten tot weloverwogen keuzes te komen ten aanzien van de optimale inzet en verdeling van (boven)gemeentelijke warmtebronnen en samenwerking, is een aantal scenario’s uitgewerkt. De scenario’s geven via verschillende invalshoeken inzicht in de effecten van de inzet en verdeling van warmtebronnen op de publieke belangen. Het is niet de bedoeling om te kiezen tussen één van de scenario’s. Met de onderscheidende scenario’s geven we alleen inzicht in de effecten van deze verschillende invalshoeken. Op basis van de scenario’s identificeren we binnen de RSW 1.0 richtinggevende bouwstenen voor de optimale inzet en verdeling van (boven)gemeentelijke warmtebronnen en geven we aan hoe de toekomstige regionale samenwerking rondom warmte vorm kan krijgen. . Met deze scenario’s worden zowel lokale alsook gemeentegrens-overstijgende alternatieve warmtestrategieën onderling vergelijkbaar gemaakt. Inzichten zoals opgedaan in deze studie kunnen mogelijk ook bijdragen aan TvW, welke op gemeentelijk niveau worden uitgewerkt. Deze studie is geen vervanging van een TvW.

De scenario’s zijn volgens 2 assen bepaald : Proactief versus afwachten en lokale aanpak versus regionale aanpak.

Scenario 1 Scenario 1 heeft als titel “Morgen aan de slag”. In dit scenario wordt er gekozen om op korte termijn laaghangend fruit te plukken en om alleen de moeilijkste clusters na 2030 te pakken. Dit scenario

voorziet in een snelle opstart, waardoor dynamiek ontstaat om snel te leren, te ondernemen en te realiseren. Niet constructieve discussies worden in dit scenario vermeden. Snel resultaten boeken om vertrouwen te creëren is in dit scenario belangrijk.

Scenario 2 Scenario 2 heeft als titel “Grote bronnen”. In dit scenario wordt gekozen voor een regionale aanpak met grote regionale bronnen zoals geothermie, biogas en voor een regionale infrastructuur tussen grote steden (Eindhoven en Helmond) en nabij liggende gemeente. Er wordt proactief onderzocht of die haalbaar zijn en er zijn opties om te beginnen met proeftuinen om te leren hoe om te gaan met die grote bronnen. Provinciale en regionale overheden en netbeheerders nemen een sterke positie in dit scenario. Voorzien is dat het aardgasnetwerk geschikt is voor hergebruik met groen gas, wat interessant is voor panden op grotere afstand van een warmtenet. Het verwacht voordeel is dat hierdoor extra verzwaring van het elektriciteitsnet kan worden voorkomen.

Scenario 3 Scenario 3 heeft als titel “Maximale innovatie”. In dit scenario wordt er gekozen om samen te werken aan innovatieve oplossingen. Een samenwerkingsverband wordt getekend met universiteiten en onderzoeksbureaus om nieuwe technologieën voor de opwek en opslag van warmte te onderzoeken en te testen. Een gezamenlijk programma van proeftuinen wordt op regio niveau opgesteld zodat subsidies van de overheid in buurten wordt ingezet die kansrijk zijn en waarmee we bepaalde situaties of technieken in andere buurten van de regio kunnen opschalen. Op korte termijn ligt de focus in dit scenario op isolatie. Keuzes en strategie voor de lange termijn wordt uitgesteld zodat de resultaten van de innovatie en proefprojecten kan worden meegenomen in uiteindelijke keuzes. In dit scenario wordt verwacht dat er na 2030 een regionale versnelling komt van de warmtetransitie.

Scenario 4 Scenario 4 heeft als titel “Eerst besparen”. In dit scenario wordt er gekozen om langzaam op te starten met de makkelijkste wijken met een lokale oplossing (of lokaal warmtenet of all-electric). Er wordt gewacht op inzicht in andere technologieën zoals waterstof en geothermie. De regionale focus ligt in dit scenario tot 2030 dan ook op isolatie van de gebouwde omgeving.

Regionaal warmte model Om het grote gebied van de MRE te analyseren en verschillende scenario’s door te rekenen is een innovatief model gebouwd, gebaseerd op de DWTM Warmtetool. Verschillende transitiepaden zijn op het niveau van clusters doorgerekend. Per scenario is na het wegfilteren van niet-haalbare oplossingen per cluster een transitie pad gekozen. Het resultaat van het scenario voor de gehele MRE is de optelsom van de geselecteerde transitiepaden. De volgende scenario’s zijn in deze studie opgenomen: Aangedragen vanuit RSW-werkgroep - Scenario 1 Morgen aan de slag - Scenario 2 Grote bronnen - Scenario 3 Maximale innovatie - Scenario 4 Eerst besparen

Toegevoegd gedurende looptijd project - Extra scenario Volledig all-electric - Extra scenario Maximale CO2-reductie - Extra scenario Laagste kosten per vermeden CO2

De totale nationale kosten voor de verschillende hoofdscenario’s variëren tussen 11 – 19 miljard euro. Gezien de globale aanpak moet daar een flinke onzekerheidsmarge van circa 40% bij worden genomen. Scenario’s waarin grootschalig wordt ingezet op isolerende maatregelen zijn daarbij relatief extra duur. Daar staat tegenover dat bij maximale isolatie wel de grootste CO2-reductie wordt behaald, namelijk >80% t.o.v. de aardgasreferentie.

De extra belasting van de elektrische infrastructuur als gevolg van de warmtetransitie is ook geanalyseerd. Te zien is dat scenario’s met veel lokaal opgestelde warmtepompen een extra beslag leggen op het elektriciteitsnet. Daar zal rekening mee moeten worden gehouden, aangezien de beschikbare transportcapaciteit (van Enexis) binnen de MRE reeds schaars is en ook de mogelijkheden voor opwek van groene energie in de regio beperkt zijn. In het geval van het allelectric scenario is berekend dat de opgestelde warmtepompen een extra piekvraag van ongeveer 1 GWe impliceren voor het elektriciteitsnet. Door de inzet van warmtenetten zijn er veel minder warmtepompen nodig, waardoor de extra piekvraag voor het elektriciteitsnet lager uitvalt.

4. Infrastructuur in de Metropoolregio Eindhoven: gas-, elektriciteitsen warmtenet De huidige infrastructuur in de Metropoolregio Eindhoven bestaat voornamelijk uit het gas- en het elektriciteitsnet, die beheerd worden door Enexis Netbeheer. Het gas- en elektriciteitsnet tellen ieder ongeveer 350.000 aansluitingen. Daarnaast zijn er twee middelgrote warmtenetten, in Eindhoven en Helmond, en een aantal kleinere warmtenetten in Asten en Waalre. Bij elkaar hebben de huidige warmtenetten in de Metropoolregio Eindhoven op dit moment nog maar een relatief beperkt aandeel van ongeveer 16.500 aansluitingen. In het traject naar een duurzame warmtevoorziening zien we in relatie tot de infrastructuur nog een aantal relevante aandachtspunten en ontwikkelingen: •

•

•

Verduurzamen van het huidige gasnetwerk door grootschalige toepassing van duurzaam gas, bijvoorbeeld groen gas of waterstof, is op termijn te realiseren maar vindt nu nog niet plaats in de Metropoolregio Eindhoven. Bij het realiseren van een aardgasvrije warmtevoorziening of aardgasvrije wijken zou het huidige aardgasnet op die manier een belangrijke rol kunnen blijven spelen. Hiervoor is nader onderzoek noodzakelijk. Het overschakelen op duurzame warmte betekent, afhankelijk van de toegepaste duurzame warmtebron, meestal ook een toename in het gebruik van elektrische (hulp)energie en leidt daarmee tot een extra belasting van het elektriciteitsnet. Afhankelijk van de gekozen bronnen en technieken zal de elektriciteitsvraag (in TWh) ten gevolge van de duurzame warmtetransitie met gemiddeld 33% toenemen. Als de gehele warmtevraag gedekt kan worden door duurzame warmtebronnen moet gemiddeld genomen een derde van deze warmteproductie komen uit elektriciteit. In 2050 is dat dus een derde van de verwachte warmtevraag van 4,4 TWh ofwel 1,5 TWh aan elektriciteit. Dit betekent dat er een forse toename is van de belasting op het elektriciteitsnet. Op sommige plekken in de regio zal de warmtevraag komen uit volledig elektrische oplossingen (met individuele warmtepompen bijvoorbeeld), wat betekent dat de belasting op het net op deze locaties nog hoger zal zijn.

Met de inzet van laagwaardige duurzame energiebronnen en zonthermie zal meer gebruik gemaakt gaan worden van de opslag van warmte en koude in de bodem via open of gesloten systemen, individueel of collectief uitgevoerd. Deze ontwikkeling geeft een druk op het gebruik van de ondergrond en verhoogt het risico op het behoud van de grondwaterkwaliteit. Dit vraagt om een goede risicobeheersing bij de verdere ontwikkeling en uitrol van de warmtetransitie. De Provincie is hiermee bezig via een nieuwe omgevingsverordening.