15.2 Transitievisie Warmte Bijlagen
Tekst van het document
1.4.1 Elektriciteit Elektriciteit is momenteel nog grotendeels afkomstig uit fossiele bronnen zoals steenkool en aardgas. In de toekomst zullen wind en zon die rol grotendeels overnemen. Hoewel de verduurzaming van de elektriciteitsmix buiten de transitievisie warmte valt, en bovendien voornamelijk een nationale en regionale opgave is, zijn er wel degelijk belangrijke raakvlakken. Het belangrijkste raakvlak is de gelijktijdigheid van vraag en aanbod.
38
ALL-ELECTRIC
GASNET
HR KETEL
1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 0
HYBRIDE-VENTILATIE
760
HYBRIDE-BUITENLUCHT
1.430
WARMTEPOMP-LUCHT
3.580
WARMTEPOMP-WATER
2.390
INFRAROOD MET E-BOILER
WARMTENET
Hoewel all-electric de grootste elektriciteitsvraag heeft van alle warmteopties, verschilt die vraag nog sterk per variant en hebben andere warmteopties bovendien ook een elektriciteitsvraag. Hybride warmtepompen gebruiken elektriciteit en ook warmtenetten gebruiken elektriciteit als pompenergie en voor collectieve warmtepompen als de warmtebron een lage temperatuur heeft. In Figuur 1 zien we het elektriciteitsverbruik per techniek voor het meest voorkomende woningtype in Zeeland bij een transitiegereed warmtevraagniveau. Daaruit blijkt dat infrarood in combinatie met een elektrische boiler verreweg het grootste elektriciteitsverbruik heeft. We zien daarnaast dat een warmtenet met hoge temperatuurbronnen het laagste elektriciteitsverbruik heeft per woning, op de Hr-ketel na. Geothermie heeft in vergelijking met hoge temperatuurbronnen een iets hogere elektriciteitsvraag omdat er niet alleen pompenergie voor het warmtenet nodig is, maar ook voor de bron zelf (het oppompen van water uit de aarde). Tot slot zien we dat warmtepompen met water als warmtebron (bronnet of bodemlus) efficiënter zijn dan luchtwarmtepompen.
0
6.500
STEG
190
RESTWARMTE
190
GEOTHERMIE
420
AQUATHERMIE BRO NNET
Nu is elektriciteit altijd beschikbaar, omdat kolen-, gas en kerncentrales het gehele jaar door kunnen leveren op basis van de vraag. Maar in de toekomst zal het elektriciteitsaanbod veel minder constant en ook deels seizoenafhankelijk zijn door een groter aandeel van zonne- en windenergie. Energieopslag in bijvoorbeeld waterstof of batterijen kan het verschil in vraag en aanbod in de toekomst deels overbruggen, maar bij een te grote ongelijktijdigheid zijn piekvoorzieningen nodig die voorlopig nog op fossiele brandstoffen werken, zoals gascentrales. Zoals eerder beschreven is de piekvraag van elektriciteit het grootst in de gebouwde omgeving, waardoor een vergaande elektrificatie van de gebouwde omgeving niet alleen zorgt voor capaciteitsproblemen op het net, maar ook voor blijvende afhankelijkheid van piekvoorzieningen die vraag- en aanbod van elektriciteit moeten overbruggen en die niet eenvoudig kunnen worden verduurzaamd.
WARMTEPOMP-BRONNET
2.800 2.390
Figuur 1: Elektriciteitsverbruik per techniek in kWh/jaar, uitgesplitst naar techniek, voor een transitiegerede rijwoning 1950-1980
1.4.2 Gas Op dit moment wordt het overgrote deel van de woningen nog verwarmd door middel van aardgas, hetzij direct met een gasaansluiting in de woning, hetzij omdat de warmtebron van het warmtenet nog gas gebruikt. En ook een warmtenet met een duurzame warmtebron heeft nu nog vaak een piekvoorziening op aardgas. Duurzame warmteopties zullen minder of helemaal geen gas meer gebruiken. Net als bij elektriciteit kunnen we dit inzichtelijk maken voor een typische Zeeuwse woning, wederom er van uitgaande dat deze transitiegereed is. In Figuur 2 zien we dat de huidige Hr-ketel verreweg het grootste gasverbruik heeft. We zien tevens dat hybride warmtepompen zorgen voor een grote gasbesparing. Ook bij warmtenetten blijft er nog een kleine gasvraag over voor de piekvoorziening. Voor all-electric geldt dat deze technieken in de gebouwde omgeving volledig gasvrij zijn. Het gasverbruik dat die technieken nog hebben in de productie van elektriciteit, zoals een
39
0
gascentrale om vraag en aanbod van duurzame elektriciteit te overbruggen, valt buiten de gebouwde omgeving en dus buiten het bereik van de transitievisie warmte.
Klimaatakkoord (2019), Tekst Klimaatakkoord, Zeeland, 28 juni 2019 CE Delft (2018), Contouren en instrumenten voor een Transitiekaart Groen gas 2020-2050.
10
600
GASNET
HYBRIDE-VENTILATIE
ALL-ELECTRIC WARMTENET BRON NET
1.000 1.200
630 350
WARMTEPOMP-LUCHT
0
WARMTEPOMP-WATER
0
INFRAROOD MET E-BOILER
0
STEG
210
RESTWARMTE
210
GEOTHERMIE
210
AQUATHERMIE
210
WARMTEPOMP-BRONNET
800
990
HYBRIDE-BUITENLUCHT
Grofweg zijn er twee vormen van duurzaam gas: groen gas en groen waterstofgas. Groen gas is biogas dat is verrijkt met methaan om het dezelfde kwaliteit te geven als aardgas. Groen waterstofgas wordt verkregen door water te splitsen in waterstof en zuurstof, met een proces dat elektrolyse heet. Elektrolyse vergt veel elektriciteit en bij dat proces gaat circa 30% van de energie verloren.
9
400
HR KETEL
Warmteopties zullen nooit volledig duurzaam zijn als de resterende gasvraag op termijn niet wordt verduurzaamd. Als we aannemen dat we de piekvraag maximaal terugdringen door alle woningen en gebouwen transitiegereed te maken en we niet kunnen rekenen op innovaties die het gebruik van gas overbodig maken, blijft er dus een gasvraag over die we in de toekomst aardgasvrij moeten invullen. Daarom is het belangrijk om het perspectief op duurzaam gas nader te bekijken.
De productiepotentie voor groen gas in Nederland is zeer beperkt. In het Klimaatakkoord committeert de groen gassector zich aan een productie van 70 PJ Nederlands groen gas in 2030, wat neerkomt op 2,2 miljard m3 aardgasequivalent groen gas. Van deze 70 PJ kan een substantieel deel worden ingezet in de gebouwde omgeving9. Dat komt omdat andere sectoren, zoals de industrie, tot 2030 de meerkosten van groen gas ten opzichte van aardgas nog niet kunnen dragen10. Daarentegen hebben ook deze sectoren voor 2030 een verduurzamingsopgave en is niet met zekerheid te zeggen dat ze hiervoor geen gebruik zullen maken van groen gas. In de periode na 2030 wordt met meer zekerheid verwacht dat de industrie groen gas zal inzetten. Ook andere sectoren, zoals de transportsector, zullen gebruik willen maken van het beperkte Nederlandse potentieel aan groen gas. Daarom zal naast groen gas ook waterstofgas nodig zijn.
200
0
Figuur 2: Gasverbruik per techniek in m3/jaar, uitgesplitst naar techniek, voor een transitiegerede rijwoning 1950-1980. Gasverbruik in de elektriciteitsproductie en de hoofdbron van de STEG zijn in deze grafiek niet meegenomen.
Of de productie van groene waterstof van de grond komt en in hoeverre deze beschikbaar komt voor de gebouwde omgeving is hoogst onzeker. Vanuit energie-efficiëntie is het verstandiger om de industrie en de transportsector voorrang te geven voor gebruik van groen gas en groene waterstof vanwege de hogere temperaturen die in die sectoren nodig zijn. Dit is ook in lijn met de Zeeuwse RES11. Waterstof wordt daarnaast ook gebruikt als grondstof voor bijvoorbeeld kunstmest en kan in de toekomst een veel bredere toepassing krijgen als duurzame grondstof voor bijvoorbeeld plastic.
11
RES 1.0 Zeeland (2020). URL: https://www.zeeuwsenergieakkoord.nl/sites/default/files/2020-04/res-1.0.pdf
40
Als we specifiek kijken naar Zeeland dan zien we dat de toekomstige vraag naar duurzaam gas uiteenloopt. In vier scenario’s voor de energieinfrastructuur in 2050 loopt de vraag naar duurzaam gas uiteen van 19 PJ tot 110 PJ, op een totale vraag van 107 à 129 PJ, oftewel 18% tot 85% van de totale energievraag12. De productiepotentie van duurzaam gas in Zeeland is een stuk lager, namelijk maximaal 3 PJ groen gas in alle scenario’s en een waterstofproductie van 3,2 PJ à 25 PJ. De productiepotentie van waterstof is hierbij sterk afhankelijk van de bouw van elektrolyzers, bijvoorbeeld in het Sloegebied. In de RES 1.0 heeft Zeeland zich gecommitteerd aan de productie van 1 GWe waterstof in 2030, wat neerkomt op 7,2 PJ. In hoofdstuk 2 komen we nogmaals terug op het aanbod van duurzaam gas, en hoe zich dat verhoudt tot de resterende gasvraag na realisatie van de transitievisies warmte. In het algemeen is de conclusie dat we de gasvraag in de gebouwde omgeving zoveel mogelijk moeten terugdringen om een blijvende afhankelijkheid van aardgas te voorkomen, en dat we de schaarse potentie van duurzaam gas zo efficiënt mogelijk moeten benutten, bijvoorbeeld om de piekvoorziening van warmtenetten en hybride warmtepompen te verduurzamen. 1.4.3 Warmte Er zijn enkele kleine warmtenetten in Zeeland die een onbekende hoeveelheid warmte leveren.
Daarnaast is er een onbekende hoeveelheid warmte- en koudelevering uit WKO-bronnen. Aardgasgestookte bronnen zoals warmtekrachtkoppelingen zullen moeten worden verduurzaamd en nieuwe warmtenetten zullen ook op termijn duurzame bronnen moeten hebben. Daarom is het nodig om dieper in te gaan op de potentie van verschillende warmtebronnen voor Zeeland. We onderscheiden de volgende categorieën: stoom- en gasturbine (STEG), restwarmte, aardwarmte ofwel geothermie en omgevingswarmte.
maar de STEG is wel meegenomen in de analyses als referentie vanwege zijn gangbaarheid als bron voor warmtenetten. Restwarmte Restwarmte is een bijproduct van bedrijfsprocessen die nuttig kan worden gebruikt als warmtelevering, en anders wordt geloosd op oppervlaktewater of aan de buitenlucht. De beschikbaarheid van restwarmte is sterk afhankelijk van de continuïteit van de bedrijfsprocessen. De industrie in Zeeland heeft een groot potentieel aan restwarmte, ook op de lange termijn, waarmee hoge temperaturen kunnen worden geleverd. Dioe potentie concentreert zich in het Sloegebied (Vlissingen/Borsele) en de Kanaalzone (Terneuzen)13. Om die warmte in te zetten in de gebouwde omgeving zijn warmtetransportleidingen nodig. Technische potentie PJ/jaar
Cluster
Dow Chemical
4,7 Kanaalzone
Trinseo
1,4 Kanaalzone
Zeeland Refinery
1,1 Sloegebied
Yara
1,0 Kanaalzone
Industrie overig
1,0 -
Cargill
0,5 Kanaalzone
Elektrolyzers (toekomstig)
17,5 Sloegebied
Totaal excl. elektrolyzers
9,7
Totaal incl. elektrolyzers
27,2
Tabel 2: Technische potentie restwarmte in Zeeland13
STEG Een stoom- en gasturbine (STEG) is een traditionele, aardgasgestookte warmtebron voor warmtenetten. Een STEG wekt zowel warmte (aftapstoom) als elektriciteit op met aardgas als brandstof en kan hoge temperaturen leveren aan het warmtenet. Er zijn geen STEGs in Zeeland,
Geothermie Geothermie is warmte uit de diepere aardlagen, vanaf 500 m (ondiep) en vanaf 2 km (diep). Warmte van 2 km diepte levert middentemperatuur warmte, hoewel dit verschilt per locatie. Op grotere dieptes kunnen hogere temperaturen worden gewonnen, maar de technologie om in Nederland in die aardlagen te boren staat nog in de kinderschoenen. De geologie van Zeeland is relatief ongunstig voor geothermie waardoor de potentie van deze bron gering is. In Schouwen-Duiveland en Tholen is mogelijk potentie
12
13
CE Delft (2020), Systeemstudie Energie-infrastructuur Zeeland.
Greenvis (2021), Regionale Structuur Warmte Zeeland 1.1
41
voor ondiepe geothermie, met een economische potentie van ca. 2,5 PJ13. Voor diepe geothermie is op basis van thans beschikbare geologisch onderzoek geen potentie in Zeeland. Omgevingswarmte Omgevingswarmte is een verzamelterm voor warmtebronnen die in de directe leefomgeving worden gevonden. Hieronder vallen aquathermie, zonthermie en laagwaardige restwarmte. De meeste omgevingswarmtebronnen zijn laagwaardig en dus niet direct nuttig te gebruiken. Om de temperatuur van deze bronnen op te waarderen is de inzet van een collectieve warmtepomp nodig, en als de temperatuur seizoensafhankelijk is, zoals bij aquathermie, is de inzet van WKO nodig. De potentie van omgevingswarmte voor Zeeland is geschat op 11 PJ13. Samenvattend kunnen we stellen dat de totale duurzame bronpotentie voor Zeeland, exclusief toekomstige elektrolyzers, ca. 23,2 PJ bedraagt (Tabel 3). Op deze potentie is een bepaalde onzekerheidsbrandbreedte van toepassing, afhankelijk van de bron. Dit is een samenvattend overzicht van de belangrijkste bronnen. Voor een gedetailleerde beschouwing van warmtebronnen in Zeeland verwijzen wij naar de Regionale Structuur Warmte 1.113. Tabel 3: Technische potentie duurzame warmtebronnen Zeeland, exclusief eventuele toekomstige elektrolyzers in het Sloegebied
Restwarmte (excl.
Technische
Onzekerheids-
Ruimtelijke
potentie PJ/jaar
bandbreedte
concentratie
9,7
+/- 20% Vlissingen, Borsele,
elektrolyzers)
Terneuzen Geothermie (ondiep)
2,5
+/- 50% Tholen en SchouwenDuiveland
Omgevingswarmte (aquathermie, zonthermie en laagwaardige restwarmte)
14
11
+/- 20 à 50%, Overal verspreid afhankelijk van de bron
Totaal
23,2
De huidige warmtevraag van de gebouwde omgeving van Zeeland bedraagt ca. 11,3 PJ, waarvan 9 PJ in basislast14. Dat staat niet gelijk aan de warmte die we in de toekomst nodig zullen hebben. Enerzijds zullen we de warmtevraag gaan beperken en anderzijds zullen niet alle buurten een warmtenet krijgen. De toekomstige warmtevraag voor warmtenetten is dus aanzienlijk minder. Deze kwantitatieve analyse is nader uitgewerkt in hoofdstuk 2. De conclusie is in ieder geval dat er in potentie voldoende warmtebronnen zijn voor Zeeland, met als kanttekening dat die bronnen niet allemaal gelijkmatig verspreid zijn over de provincie. Inzet en merit-order van warmtebronnen Welke warmtebronnen wanneer worden ingezet is afhankelijk van verschillende factoren. Warmtebronnen verschillen bijvoorbeeld qua temperatuurniveaus, initiële investeringskosten van de bron, de prijs van geproduceerde warmte, de volwassenheid van de techniek (marktgereedheid), het aantal aansluitingen dat minimaal nodig is om een nieuwe bron te ontwikkelen, ruimtegebruik en de duurzaamheid van de bron. Bij de duurzaamheid speelt niet alleen de duurzaamheid van de hoofdbron, maar ook de inzet van piekvoorzieningen en elektrische hulpenergie, bijvoorbeeld voor warmtepompen en transportpompen.
Ook kunnen op hetzelfde warmtenet meerdere warmtebronnen tegelijk invoeden, en bronnen kunnen in de loop der tijd vervangen worden door andere bronnen, bijvoorbeeld vanwege verduurzaming. Al deze factoren zijn voor een warmteontwikkelaar van belang bij het ontwikkelen en inzetten van een of meerdere warmtebronnen voor een bepaalde locatie. In de situatie van een regionaal warmtenet waarop meerdere warmtebronnen invoeden, is het van belang om te bepalen welke bronnen als eerste basislast leveren. Dat komt omdat de warmtevraag sterk seizoensafhankelijk is en er niet op ieder moment evenveel bronvermogen nodig is. Potentie voor regionale warmtenetten is er in de Kanaalzone en in het Sloegebied. Bronnen die invoeden op een warmtenet heten gezamenlijk de bronnenmix. Binnen deze bronnenmix is er sprake van een inzetvolgorde, een zogenaamde merit-order. Die merit-order is te bepalen aan de hand van technische en economische factoren. Daarbij is het met name van belang wat de verhouding is tussen variabele kosten en
Klimaatmonitor (2019), Totaal bekend warmteverbruik gebouwde omgeving.
42
kapitaalskosten. Geothermie en restwarmte staan doorgaans bovenaan in de merit-order vanwege de hoge voorinvesteringen bij deze bronnen. Hierna volgen regelbare bronnen, zoals collectieve warmtepompen in combinatie met aquathermie. Gassen worden als laatste ingezet in de pieklast of als back-up waarbij duurzaam gas voorrang krijgt op aardgas.
aangenomen dat de CO2-uitstootfactor van elektriciteit met circa driekwart daalt, in lijn met de Klimaat- en Energieverkenning 202015. De emissiefactoren van alle andere bronnen blijven gelijk16. 0 HR KETEL GASNET
1.5 Duurzaamheid van de warmteopties In deze paragraaf bekijken we de duurzaamheid van de warmteopties aan de hand van twee verschillende aspecten: de efficiëntie van de warmteopties in de vorm van CO2-uitstoot nu en in de toekomst, en de kans om op lange termijn bronnen te verduurzamen.
ALL-ELECTRIC
Hernieuwbare energie is schaars, daarom is het belangrijk deze zo efficiënt mogelijk in te zetten. Hoe efficiënter de warmteopties is, hoe minder energie er nodig is en dus hoe minder duurzame bronnen er nodig zijn. De efficiëntie van een warmteoptie heeft zowel invloed op de CO2uitstoot op de korte termijn als op de langere termijn. De volgende onderdelen uit de energieketen hebben invloed op de efficiëntie van de oplossing:
In Figuur 3 is de CO2-uitstoot van een Hr-ketel vergeleken met de CO2uitstoot van andere warmteopties, uitgesplitst in de belangrijkste technieken en bronnen. De CO2-uitstoot van deze technieken is uitgedrukt in de hoeveelheid CO2 die jaarlijks wordt uitgestoten om een typische Zeeuwse woning te voorzien van ruimteverwarming en warm tapwater. De vergelijking is gemaakt voor 2020 en 2030. Tussen 2020 en 2030 is
15
PBL (2020), Klimaat- en Energieverkenning 2020
WARMTENET
830
WARMTEPOMP-LUCHT
430
WARMTEPOMP-WATER
280
INFRAROOD MET E-BOILER
1.870 1.870 1.550 1.280 1.340 1.700
1.140
GEOTHERMIE
770 1.000 940 620 550 600 450
AQUATHERMIE
730
STEG
BRO NNET
De energievraag van de gebouwen. Hoe lager de vraag, hoe efficiënter de warmteoptie. Het temperatuurniveau waarmee het gebouw comfortabel verwarmd kan worden. Hoe lager de temperatuur, hoe efficiënter de warmteoptie functioneert. De efficiëntie van transport, als gevolg van transportverliezen en de inzet van hulpenergie, bijvoorbeeld voor transportpompen. De efficiëntie van de opwek, als gevolg van omzettingsverliezen van de ene energiedrager in de ander.
HYBRIDE-VENTILATIE HYBRIDE-BUITENLUCHT
1.5.1 De efficiëntie van de techniek
500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500
RESTWARMTE
WARMTEPOMP-BRONNET
280
3.090
1.730 1.140
UITSTOOT 2020 UITSTOOT 2030
Figuur 3: CO2-uitstoot per techniek in kg, uitgesplitst naar techniek, in 2020 en 2030, voor een transitiegerede rijwoning 1950-1980
Uit de grafiek kan worden afgeleid dat met uitzondering van infraroodpanelen alle aardgasvrije technieken met de technieken van vandaag al leiden tot minder CO2-uitstoot ten opzichte van de huidige gasketel, dus ook met de huidige, nog niet verduurzaamde elektriciteitsmix. Als we naar 2030 kijken, wanneer CO2-uitstoot van elektriciteit flink daalt conform het Klimaatakkoord, zien we dat het gat tussen duurzame technieken en de Hr-ketel nog een stuk groter wordt. In 2030 zullen alternatieven dan tussen de 25% en 75% minder CO2-uitstoot
16
CE Delft (2016), Ketenemissies warmtelevering. URL: https://ce.nl/publicaties/ketenemissies-warmtelevering/
43
hebben dan een Hr-ketel. Dit gat zal na 2030 nog groter worden, omdat de CO2-uitstoot van elektriciteit naar verwachting nog verder zal dalen.
gasvraag, hoe groter de kans dat we die kunnen verduurzamen met duurzaam gas in 2050.
1.5.2 De mogelijkheid om de energiebron te verduurzamen Een tweede aspect bij de duurzaamheid van warmteopties is dat deze op termijn kan worden gevoed met duurzame energiebronnen, waardoor gedurende de warmtetransitie de CO2-uitstoot verder kan dalen en de afhankelijkheid van fossiele bronstoffen afneemt. We maken daarbij onderscheid tussen warmte, elektriciteit en gas. Verduurzaming warmte De resterende CO2-uitstoot van warmte bestaat in 2030 nog voor het belangrijkste deel uit de piekvoorzieningen die dan nog aardgas gebruiken. Daarnaast is er nog een klein deel elektrische hulpenergie en is restwarmte van zichzelf niet duurzaam, tenzij de industrie waar zij vandaan komt volledig verduurzaamt. Om naar duurzame warmte in 2050 te gaan moet dus vooral de piekvraag worden verduurzaamd. Dit doen we ten eerste door de piekvraag zoveel mogelijk te beperken door alle woningen transitiegereed te maken en door de inzet van innovatieve vormen van warmteopslag. Daarnaast verduurzamen we de piekvraag door de inzet van bijvoorbeeld duurzaam gas en elektrodeboilers die overschotten duurzame elektriciteit gebruiken. Verduurzaming elektriciteit De resterende CO2-uitstoot van elektriciteit is volledig terug te voeren op de nationale en internationale bronnenmix van het elektriciteitsnet.
De afspraken in het Klimaatakkoord gaan over maatregelen die leiden tot 70% CO2-reductie in 2030, maar bevatten nog geen concrete afspraken voor de reductie tot bijna nul in 2050, wat nodig is voor een CO2-neutrale elektriciteitsvoorziening. Verduurzaming gas De resterende CO2-uitstoot als gevolg van de inzet van gas in 2030 is terug te voeren op het feit dat we ervan uitgaan dat er in 2030 nog beperkt duurzaam gas is, zeker voor de gebouwde omgeving, en we dus nog aardgas inzetten. Wel reduceren we de gasvraag sterk, waardoor de CO2impact van gas sterk afneemt tot 2030 en daarna. Juist omdat de komst van duurzaam gas voor de gebouwde omgeving zo onzeker is, zowel in hoeveelheid als in tijd, kiezen we er in de transitievisie warmte voor om de gasvraag zoveel mogelijk te beperken. Daarmee maken we de kans op een lock-in op aardgas zo klein mogelijk. Hoe kleiner de resterende
44
twee gaan uit van aannames en open data over warmte en gas om deze vervolgens te “verdelen” over buurten op basis van de laagste kosten. Het WTM veronderstelt dat warmte onbeperkt is en dat de warmtevraag van warmtenetten buiten het model wordt getoetst aan het bronperspectief. Voor duurzaam gas neemt het WTM aan dat duurzaam gas beperkt is, maar kent daar geen waarde aan toe. In plaats daarvan kent het model gasnet toe als warmteoptie op basis van buurtkenmerken, zoals ouderdom.
2 Modelanalyses De modelanalyses geven weer welke techniek in welke buurt de laagste maatschappelijke kosten heeft en hoe deze warmteopties zich vertalen tot een mix van warmteopties en energieverbruik in 2050. Eerst is de methodologie beschreven. Daarna zijn de resultaten van de modelstudie en de doorrekening van de warmteoptiemix en energiemix 2050 beschreven. Tot slot zijn alle gehanteerde kengetallen en uitgangspunten aan dit hoofdstuk toegevoegd.
2.1 Methodologie De basis van de modelstudie is een vergelijking van drie verschillende rekenmodelstudies:
Tabel 4: Belangrijkste overeenkomsten en verschillen tussen de gehanteerde modelstudies Kenmerk
WTM
Openingsbod
Startanalyse 2020
Algemene
Ruimtelijk rekenmodel dat warmteopties per CBS-buurt vergelijkt op basis van een nettocontante waardeberekening.
Vergelijkende analyse van drie onderliggende modellen: Vesta MAIS, Cegoia en ETM. Openingsbod is uitgerekend in drie energietoekomsten die verschillen in de beschikbaarheid van gas en warmte.
Techno-economisch en ruimtelijk rekenmodel voor de berekening van kosten en CO2-impact van warmteopties in de gebouwde omgeving.
Kostendefinitie Maatschappelijke kosten a.d.h.v. een rentabiliteitsberekening van warmteopties per CBS-buurt
Maatschappelijke kosten a.d.h.v. een rentabiliteitsberekening van warmteopties per CBS-buurt
Maatschappelijke kosten a.d.h.v. een rentabiliteitsberekening van warmteopties per CBS-buurt
Twee niveaus: 70graden ready; Transitiegereed
Modellen bepalen per scenario een optimaal isolatieniveau per buurt.
Twee niveaus: Schillabel D; Schillabel B
Warmteopties
Gasnet; All-electric; Warmtenet (70°C); Warmtenet (40°C); Lokale bronnetten
Gasnet; All-electric; Warmtenet (70°C)
Warmte-
Modelmatig onbeperkt verondersteld.
omschrijving
1. Warmtetransitiemodel (WTM) van Over Morgen 2. Openingsbod van Enduris17 3. Startanalyse 2020 van Planbureau voor de Leefomgeving (PBL) 18 Deze modelstudies maken ieder gebruik van eigen aannames, kengetallen en rekenregels. Daarom zijn ze zowel vergeleken op methodologie als op resultaten per CBS-buurt. Het doel van deze vergelijking is om robuustheid aan te brengen in de uitkomsten, en om verschillen tussen modellen te verklaren. Uit de vergelijking van de modellen blijken de volgende, belangrijke overeenkomsten en verschillen (Tabel 4):
17
Alle drie de modelstudies optimaliseren op maatschappelijke kosten. Daarmee zijn ze in beginsel vergelijkbaar omdat ze een uitspraak doen over hetzelfde, namelijk welke warmteoptie de laagste kosten heeft in een buurt. De modellen hanteren alle drie een verschillende typologie van warmteopties. Om de resultaten vergelijkbaar te maken zijn deze typologieën samengevoegd tot één typologie, bestaande uit warmtenet, gasnet hybride en all-electric. Het WTM verschilt van de andere twee als het gaat om de aannames over warmtebronnen en duurzaam gas. De laatste
Enduris (2020), Openingsbod Warmtetransitie. URL: https://www.enduris.nl/overenduris/nieuws-en-publicaties/nieuws/bericht:enduris-presenteert-openingsbodwarmetransitie-aan-gemeenten.htm
Warmtevraagniveaus
bronnen
Groengas; Waterstofgas All-electric; Warmtenet met MT/HT-bron; Warmtenet met LTbron Verondersteld beperkt Verondersteld beperkt en als input aan de en als input aan het modellen meegegeven model meegegeven op op basis van openbare basis van openbare data. data.
18
PBL (2020), Startanalyse voor gemeentes. URL: https://www.pbl.nl/publicaties/startanalyse-aardgasvrije-buurten-2020
45
Duurzaam gas
Uitrekening van twee scenario’s met relatief veel en relatief weinig beschikbaar duurzaam gas, gealloceerd op basis van buurtkenmerken zoals ouderdom.
Verondersteld beperkt en als input aan het model meegegeven op basis van openbare data. Gasnet als techniek wordt toegewezen op basis van maatschappelijke kosten.
Verondersteld beperkt en als input aan het model meegegeven op basis van openbare data. Gasnet als techniek wordt toegewezen op basis van maatschappelijke kosten.
2.2 Resultaat modelanalyses Het resultaat van de vergelijkende modelanalyse is de analysekaart, weergegeven in Fout! Verwijzingsbron niet gevonden.. Uit deze kaart blijkt welke warmteoptie in welke buurt de laagste maatschappelijke kosten heeft, op basis van de mate van overeenstemming tussen de modelstudies. 2.2.1 Resultaat modelanalyses Buitengebieden en kleine kernen In de buitengebieden en kleine kernen zien we grofweg drie uitkomsten: all-electric, gasnet hybride of een onzekere uitkomst. In de praktijk zijn deze buurten niet sterk verschillend van elkaar, maar zijn het kleine verschillen zoals een andere verdeling in bouwjaarcategorieën, een hoger of lager gemiddeld bouwjaar, of de mate waarin er naast woningen ook bedrijfsgebouwen voorkomen verklaringen voor een andere uitkomst. Stedelijk gebied In stedelijk gebied zien we warmtenetten terugkomen. Dit zijn over het algemeen de buurten met de hoogste bebouwingsdichtheid. We zien alleen warmtenetten in Vlissingen, Middelburg, Goes en Terneuzen. Naast warmtenetten zijn ook de andere warmteopties in stedelijk gebied vertegenwoordigd. Nieuwbouwwijken, zoals Goese Meer (Goes), Othene (Terneuzen) en Mortiere (Middelburg) komen relatief vaak op all-electric uit.
Buurten met lagere dichtheden en oudere bouwjaren vertonen hetzelfde patroon als het landelijk gebied en de kleine kernen: een mix van gasnet hybride, all-electric en onzekere uitkomsten. Bedrijventerreinen Buurten met grote bedrijventerreinen en industrieterreinen komen relatief vaak uit op all-electric. Dit zien we bijvoorbeeld bij De Poel (Goes), Sloegebied (Vlissingen/Borsele), Kanaalzone (Terneuzen en Arnestein (Middelburg). Het gaat hier uitsluitend om het verduurzamen van
Figuur 4: Analysekaart, geeft per buurt de optimale warmteoptie weer op basis van de laagste maatschappelijke kosten aan de hand van de vergelijkende modelanalyse
ruimteverwarming en tapwaterverwarming, dus niet om verduurzaming van (industriële) bedrijfsactiviteiten. 2.2.2 Vertaling van modelanalyses naar Transitiekaart De modelanalyses geven een indicatie van de optimale warmteoptie per buurt op basis van de laagste maatschappelijke kosten. Zij kiezen één
46
warmteoptie voor een hele buurt. Buurten zijn echter divers, met verschillende typen bebouwing. Dit is met name het geval in buitengebieden en kleine kernen. Daarnaast zijn buurten vrij grofmazig. Een kleine kern is al vaak één buurt en die grofmazigheid verschilt ook nog eens per gemeente. Tot slot houden rekenmodellen niet of beperkt rekening met lokale omstandigheden, zoals gebiedsontwikkelingen, het gegeven dat grote delen van het Zeeuwse buitengebied nooit op het gasnet zijn aangesloten of dat veel woningen in Zeeland gebruikt worden als recreatiewoningen en daarmee vaak ook een afwijkende warmtevraag hebben. Om recht te doen aan die lokale omstandigheden zijn de Zeeuwse transitiepaden geformuleerd. Dit zijn verschillende paden die een buurt kan afleggen richting een aardgasvrije verwarming. In die transitiepaden sorteren we voor op één of meerdere warmteopties, passend bij de kenmerken van die buurt en met de modelanalyses als basis, maar houden we ook rekening met lokale omstandigheden. De transitiepaden zijn weergegeven op de Transitiekaart, die onderdeel is van elke transitievisie warmte. De transitiepaden en de Transitiekaart zijn per gemeente nader uitgewerkt en beschreven in het hoofddocument van de transitievisie warmte.
2.3 Doorrekening warmteoptiemix en energiemix 2050 De warmteoptiemix laat zien hoeveel woningequivalenten er per techniek zijn te verwachten in 2050 bij realisatie van deze transitievisie warmte. De warmteoptiemix komt voort uit de Transitiekaart. 2.3.1 Warmteoptiemix In een transitiepad komen meerdere warmteopties voor. Dat komt omdat buurten een diverse bebouwing hebben, gebouweigenaren keuzevrijheid hebben en omdat er in de loop van de tijd sloop, nieuwbouw en transformatie plaatsgevonden hebben. Uit Tabel 5Tabel 5 blijkt dat we aannemen dat enkele transitiepaden leiden tot één dominante warmteoptie in een buurt. In andere transitiepaden zien we een verdeling over
19
CBS (2019), Prognose Woningbouwveronderstellingen. URL: CBS (2019), https://www.cbs.nl/nl-nl/longread/statistische-trends/2019/prognose-2019-2050-
meerdere warmteopties. In alle buurten zien we dat all-electric en kleinschalig collectief zullen voorkomen.
Transitiepad
All-electric
Kleinschalig collectief
Warmtenet
%
%
%
Gasnet hybride %
Hybride warmtepompen en lokale gasvrije opties
10
10
0
80
Warmtenet
10
10
80
0
Besparen en warmteoptie later herijken
45
10
45
0
Elektrische warmtepompen
90
10
0
0
Bedrijventerreinen
50
50
0
0
Tabel 5: Warmteopties per transitiepad, in percentages. De rijen tellen op tot 100%.
Als we deze percentages toepassen op het aantal toekomstige woningequivalenten in de provincie ontstaat de warmteoptiemix. We maken onderscheid in nieuwbouw en bestaande bouw. Voor de nieuwbouw baseren we ons op gegevens van het CBS19. De warmteoptiemix is weergegeven in Tabel 6. We zien dat gasnet hybride met ca. 48% het grootste aandeel woningequivalenten beslaat, gevolgd door all-electric met een kwart. Kleinschalig collectief en het warmtenet complementeren de mix met respectievelijk 13% à 14% van de woningequivalenten. Daarmee zal de mix voor ca. een kwart bestaan uit collectieve opties, en driekwart uit individuele opties. Tabel 6: Warmteoptiemix Zeeland 2050 in woningequivalenten Warmteopties
Bestaande bouw
Nieuwbouw
Totaal
All-electric
69.000
5.000
74.000
Kleinschalig collectief
40.000
1.000
41.000
Gasnet hybride
144.000
0
144.000
woningbouwveronderstellingen?onepage=true#c-5--Woningbouwveronderstellingen-opprovinciaal-niveau.
47
het gevolg van de komst van warmtenetten en kleinschalig collectieve oplossingen.
14% 13% 48%
Warmtenet
41.000
0
41.000
25%
Met deze warmteoptiemix kunnen we een berekening maken van de toekomstige energiemix van Zeeland voor de gebouwde omgeving en een vergelijking met de huidige energiemix. De energiemix bevat al het energieverbruik dat direct valt toe te rekenen aan de gebouwde omgeving, bestaande uit ruimteverwarming, tapwaterverwarming, apparaten en licht, koken en koeling. 2.3.2 Energiemix We zien in Figuur 5: Energiemix gebouwde omgeving Zeeland uitgesplitst naar energiedrager, huidig (cijfers 2019) en 2050, in PJ/jaar dat het huidige energieverbruik van de gebouwde omgeving in Zeeland ca. 16 PJ per jaar bedraagt. Ruim twee derde hiervan is aardgas, aangevuld door elektriciteit en een nagenoeg verwaarloosbaar aandeel warmte (afgerond 0,0 PJ). Deze verhoudingen weerspiegelen het feit dat vrijwel de gehele gebouwde omgeving in Zeeland nog wordt verwarmd met aardgas. De elektriciteit wordt nu vooral ingezet voor apparaten en licht. In 2050 zien we het effect van de transitievisies warmte. We zien dat de totale vraag afneemt met ca. 39% tot 9,7 PJ. Deze grote reductie is het gevolg van het feit dat we in Zeeland stevig inzetten op warmtevraagbeperking door alle woningen transitiegereed te maken. Ook de mix verandert: we zien dat het gasverbruik wordt teruggebracht tot 2,5 PJ, een reductie in gasverbruik van bijna 80%.
Dit is het gevolg van onze inzet op gasvrije warmteopties, waarbij alleen nog in de piekvoorziening van warmtenetten en hybride warmtepompen een gasvraag resteert. We zien in 2050 een toename van zowel elektriciteit als warmte. De toename van elektriciteit is het gevolg van elektrificatie in de gebouwde omgeving: (hybride) warmtepompen, elektrisch koken en actieve koeling. De toename van 0,9 PJ is bescheiden en is daarmee in lijn met de RES om elektrificatie van de gebouwde omgeving zoveel mogelijk te beperken. De grootste toename is van warmte. De warmteopwek neemt toe van nagenoeg nul tot 1,9 PJ. Dit is
Toets duurzaam gas Van belang is om de toekomstige vraag naar gas en warmte te toetsen aan de beschikbare duurzame bronnen. In hoofdstuk 1 zijn van deze energiedragers de potenties in kaart gebracht. Voor duurzaam gas zagen we dat Zeeland in alle scenario’s voor 2050 kon rekenen op 3 PJ groen gas en 3,2 PJ waterstofproductie, oplopend tot maximaal 25 PJ waterstofproductie. Met 2,5 PJ gasverbruik in de gebouwde omgeving is er dus op termijn voldoende potentie van duurzaam gas om de resterende Zeeuwse gasvraag duurzaam in te vullen. Bij die constatering merken we gelijk op dat naast de gebouwde omgeving ook andere sectoren, met name industrie en mobiliteit, nog een gasvraag zullen hebben in 2050, en die sectoren krijgen voorrang op duurzaam gas conform de Zeeuwse RES 1.1. Of de resterende gasvraag in de gebouwde omgeving daadwerkelijk duurzaam ingevuld kan worden, hangt daarmee sterk samen met de voortgang van de verduurzaming van andere sectoren:
De mate waarin de Zeeuwse industrie gas kan besparen en kan elektrificeren. De mate waarin groen gas- en waterstofproductie in Zeeland op gang komt. De mate waarin de internationale en landelijke gasvoorziening verduurzaamt, zodat import van duurzaam gas uit andere regio’s mogelijk wordt.
Toets duurzame warmtebronnen We hebben gezien dat warmtebronnen in Zeeland een potentie hebben van ca. 23,2 PJ. Dit potentieel is ruimschoots voldoende om de warmtevraag van 1,9 PJ in 2050 duurzaam in te vullen. De grootste uitdaging hierbij is de nabijheid van warmtebronnen en de gebouwde omgeving in stedelijk gebied waar voldoende dichtheid en schaal is voor warmtenetten.
48
2050
PJ/JAAR
5,4
HUIDIG
PJ/JAAR
4,5
-
2,0
2,5
1,9
11,4
4,0
Elektriciteitsverbruik
6,0
8,0
10,0
Gasverbruik
0,0
12,0
14,0
16,0
18,0
Warmteopwek
Figuur 5: Energiemix gebouwde omgeving Zeeland uitgesplitst naar energiedrager, huidig (cijfers 2019) en 2050, in PJ/jaar primaire energie
49
3 Kengetallenoverzicht
Transportenergie warmtenet
3.1.1 Energetische parameters Omrekenfactoren
Eenheid
Waarde
Omrekenfactor GJ naar kWh
GJ/kWh
0,0036
Bovenwaarde energie-inhoud aardgas
GJ/m3
0,03517
Omrekenfactor GJ warmtevraag naar gasgebruik
m3/GJ
32,7
Omrekenfactor kWh warmtevraag naar gasgebruik
m3/kWh
0,12
Verhouding basislast pieklast
0,80
Energie naar kWh
kWh/kWh
1,00
Energie naar m3
kWh/m3
9,77
Energie naar GJ
kWh/GJ
277,78
Verbruiken
Eenheid
Waarde
kWh/GJ
6,0
Diepe geothermie COP
ƞ
20,0
Hybride buitenlucht ruimteverwarming COP
ƞ
4,0
Hybride buitenlucht warmtapwater COP
ƞ
3,2
Hybride ventilatie ruimteverwarming COP
ƞ
4,0
Hybride ventilatie warmtapwater COP
ƞ
1,0
Lucht water warmtepomp ruimteverwarming COP
ƞ
3,0
Lucht water warmtepomp warmtapwater COP
ƞ
1,5
Water water warmtepomp ruimteverwarming COP
ƞ
5,0
Water water warmtepomp warmtapwater COP
ƞ
2,0
Infrarood COP
ƞ
1,7
E boiler warmtapwater COP
ƞ
0,8
HR-ketel
ƞ
1,0
Pompenergie restwarmte/afvalverbranding
ƞ
45,0
Pompenergie geothermie
ƞ
20,0
Gasverbruik koken
m3/jaar
40
COP Aquathermie
ƞ
3,0
Elektriciteitsverbruik koken
kwh/jaar
200
Compressie koelmachines COP gemiddeld
ƞ
3,6
WEQ niet woonfunctie
m2 bvo
130
Rendement gasketel
ƞ
0,87
Warmtevraag warmtapwater woningen
kWh/m2 go/jaar
20
Rendement warmtenet
ƞ
0,75
Warmtevraag warmtapwater nietWonen
kWh/m2 bvo/jaar
2,69
CO2-emmissiefactoren
Eenheid
3.1.2 Financiële parameters Warmtetransitiemodel Grootheid
Waarde
Gas 2020 CO2
kg/m3
1,884
Eelektriciteitsmix 2020 CO2
kg/kWh
0,475
Warmtenet STEG CO2
kg/GJ hoofdbron
14,6
E-derving AVI/STEG
kg/GJ
2,50
Warmtenet restwarmte CO2
kg/GJ hoofdbron
Warmtenet diepe geothermie CO2
Eenheid
BTW
Excl.
Gemiddelde 5 grootste € 25,23 leveranciers. indexatie CPI Gemiddelde 5 grootste € 363,13 leveranciers. indexatie CPI Gemiddelde 5 grootste € 26,63 leveranciers. indexatie CPI Gemiddelde 5 grootste € 121,20 leveranciers. indexatie CPI ACM. indexatie KEV 2019 t/m € 0,2485 2030. daarna CPI Belastingdienst. indexatie € 0,3331 klimaatakkoord en CPI Belastingdienst. indexatie € 0,0775 klimaatakkoord en CPI
Incl.
€ 0,7975
Incl.
Gemiddelde van 3 grootste € 185,95 netbeheerder. indexatie CPI
Euro / GJ Incl.
Vastrecht warmte
Euro / jr.
Incl.
4,50
Meetkosten warmte
Euro / jr.
Incl.
kg/GJ hoofdbron
0,00
Huur afleverset warmte
kg/m3
1,884
Eelektriciteitsmix 2030 CO2
kg/kWh
0,119
Euro / jr. Euro / Nm3 Euro / Nm3 Euro / Nm3 Euro / Nm3
Incl.
Gas 2030 CO2
Euro / jr.
Eenheid
Kale aardgasprijs Energiebelasting aardgas ODE aardgas
Waarde
Transportverlies warmtenet
%
20%
Transportverlies bronnet
%
3%
Bron/ Toelichting
Tarieven Variabel tarief warmte
Efficiency
Waarde
Totale gasprijs Vastrecht netbeheerder gas
Excl. Excl.
50
Vastrecht leverancier gas Kale elektriciteitsprijs Energiebelasting elektriciteit ODE elektriciteit Totale elektriciteitsprijs Vastrecht netbeheerder elektriciteit Vastrecht leverancier elektriciteit Heffingskorting energiebelasting Financiële uitgangspunten Onderhoudskosten gasketel Onderhoudskosten hybride warmtepomp Onderhoudskosten warmtepomp Vervangingskosten gasketel Vervangingskosten warmtepomp Vervangingskosten hybride warmtepomp Uitganspunten financiering
Euro / jr. Euro / kWh Euro / kWh Euro / kWh Euro / Nm3
Incl. Excl. Excl. Excl. Incl.
€ 62,82 ACM. indexatie CPI Gemiddelde van 3 grootste leveranciers. indexatie KEV 2019 € 0,0633 t/m 2030. daarna CPI Belastingdienst. indexatie € 0,0977 klimaatakkoord en CPI Belastingdienst. indexatie € 0,0273 klimaatakkoord en CPI € 0,2278
Euro / jr.
Incl.
Gemiddelde van 3 grootste € 212,79 netbeheerder. indexatie CPI Gemiddelde van 3 grootste energieleveranciers . indexatie € 42,00 CPI
Euro / jr.
Incl.
€ 558,56 Belastingdienst. geen indexatie
Euro / jr.
Incl.
Euro
Incl.
Euro
Incl.
Gewogen gemiddelde corporatie € 100 en consument. indexatie CPI Lucht-water-warmtepomp. € 200 indexatie CPI Warmtepomp inclusief gasketel. € 200 indexatie CPI
Euro
Incl.
Euro
Incl.
€ 1.600 Na 18 jaar. indexatie CPI
Euro
Incl.
Euro
Incl.
€ 5.000 Na 15 jaar. indexatie CPI Warmtepomp inclusief gasketel. € 5.000 na 15 jaar. indexatie CPI
Discontovoet
%
n.v.t.
3% Centraal Planbureau
CPI
%
n.v.t.
2%
Jaren
n.v.t.
30
Looptijd lening WACC warmtebedrijf Volloopsnelheid warmtenet Aansluitdichtheid warmtenet
%
n.v.t.
Jaren
n.v.t
%
n.v.t
8,5% Eigenaren sluiten binnen 5 jaar 5 aan. 80% van de vastgoedeigenaren/ 80% panden sluit aan in gebied
3.1.3 Financiële kengetallen Warmtetransitiemodel Tabel A: Investeringen isoleren, ventileren, e-koken en afgiftesysteem incl. BTW Woningtype Norm 70-graden ready Transitiegereed m2 GO Meergezinswoningen ≥ 2005
€ van € 1.000
€ tot € 2.000
€ van € 1.000
€ tot € 2.000
€ 1.000
€ 2.000
€ 1.000
€ 2.000
€ 1.000
€ 2.000
€ 1.000
€ 2.000
€ 1.000
€ 2.000
€ 1.000
€ 2.000
€ 2.500
€ 3.500
€ 1.000
€ 7.000
€ 3.000
€ 4.000
€ 1.000
€ 7.000
€ 4.000
€ 5.000
€ 1.000
€ 9.500
€ 4.500
€ 5.500
€ 1.000
€ 11.500
€ 3.500
€ 13.500
€ 7.500
€ 14.500
€ 4.000
€ 20.500
€ 12.500
€ 28.000
€ 5.000
€ 25.000
€ 18.000
€ 35.000
€ 6.000
€ 32.500
€ 22.500
€ 47.500
€ 7.500
€ 14.500
€ 10.500
€ 17.500
90
Rijwoning ≥ 2005 Twee-onder-een-kapwoning ≥ 2005
130
Vrijstaande woning ≥ 2005 Meergezinswoningen ≥ 1990 - 2005
220
Rijwoning ≥ 1990 - 2005 Twee-onder-een-kapwoning ≥ 1990 - 2005 Vrijstaande woning ≥ 1990 2005 Meergezinswoningen ≥ 1975 - 1990
125
Rijwoning ≥ 1975 - 1990 Twee-onder-een-kapwoning ≥ 1975 - 1990 Vrijstaande woning ≥ 1975 1990 Meergezinswoningen ≥ 1950 - 1975
115
Rijwoning ≥ 1950 - 1975 Twee-onder-een-kapwoning ≥ 1950 - 1975 Vrijstaande woning ≥ 1950 1975 Meergezinswoningen ≥ 1920 - 1950
110
Rijwoning ≥ 1920 - 1950 Twee-onder-een-kapwoning ≥ 1920 - 1950 Vrijstaande woning ≥ 1920 1950 Meergezinswoningen < 1920
115
Rijwoning < 1920 Twee-onder-een-kapwoning < 1920
135
Vrijstaande woning < 1920
220
160
90
150 195 70
140 190 75 € 9.000
€ 22.500
€ 16.500
€ 28.500
€ 13.000
€ 27.500
€ 22.500
€ 33.500
€ 19.000
€ 39.500
€ 30.500
€ 48.000
€ 8.000
€ 26.000
€ 11.500
€ 31.500
€ 10.000
€ 37.500
€ 19.500
€ 46.000
€ 15.000
€ 43.000
€ 22.500
€ 55.000
€ 17.000
€ 57.500
€ 27.500
€ 74.500
€ 11.000
€ 26.000
€ 20.500
€ 31.500
€ 14.500
€ 37.500
€ 27.500
€ 46.000
€ 16.500
€ 43.000
€ 32.500
€ 55.000
€ 18.000
€ 56.000
€ 38.500
€ 72.500
130 175 80
135 180 85
155
51
Tabel B: Warmtevraag ruimteverwarming Woningtype Norm 70-graden ready Transitiegereed kWh/m2 kWh/m2 kWh/m2 kWh/m2 kWh/m2 van tot van tot Meergezinswoningen ≥ 2005 40 40 40 40 40 Rijwoning ≥ 2005 Twee-onder-een-kapwoning ≥ 2005
45
45
45
45
45
55
55
55
55
55
Vrijstaande woning ≥ 2005 Meergezinswoningen ≥ 1990 - 2005
60
60
60
60
60
50
50
50
40
40
Rijwoning ≥ 1990 - 2005 Twee-onder-een-kapwoning ≥ 1990 - 2005 Vrijstaande woning ≥ 1990 2005 Meergezinswoningen ≥ 1975 - 1990
60
60
60
50
50
70
70
70
60
60
75
75
75
65
65
70
70
50
50
50
Rijwoning ≥ 1975 - 1990 Twee-onder-een-kapwoning ≥ 1975 - 1990 Vrijstaande woning ≥ 1975 1990 Meergezinswoningen ≥ 1950 - 1975
80
80
55
55
55
95
95
65
65
65
95
95
70
70
70
95
55
55
50
50
Rijwoning ≥ 1950 - 1975 Twee-onder-een-kapwoning ≥ 1950 - 1975 Vrijstaande woning ≥ 1950 1975 Meergezinswoningen ≥ 1920 - 1950
100
65
65
55
55
110
70
70
65
65
100
75
75
70
70
95
55
65
50
50
Rijwoning ≥ 1920 - 1950 Twee-onder-een-kapwoning ≥ 1920 - 1950 Vrijstaande woning ≥ 1920 1950 Meergezinswoningen < 1920
110
65
75
55
55
120
70
85
65
65
110
75
90
70
70
95
65
65
55
50
Rijwoning < 1920 Twee-onder-een-kapwoning < 1920
100
75
75
55
55
110
85
85
65
65
Vrijstaande woning < 1920
100
90
90
70
70
Tabel C: Investeringen aardgasvrij (excl. gebouwgebonden maatregelen) incl. BTW Woningtype Meergezinswoningen ≥ 2005
Warmtenet
All-electric
€ van
€ tot
€ van
€ tot
Gasnet hybride € tot € van
5.500
10.500
17.000
24.000
5.000
8.000
Rijwoning ≥ 2005 Twee-onder-eenkapwoning ≥ 2005
13.000
18.000
18.000
25.000
5.000
8.000
18.000
23.000
24.000
31.000
6.000
6.000
Vrijstaande woning ≥ 2005 Meergezinswoningen ≥ 1990 - 2005
18.000
23.000
25.000
32.000
6.000
6.000
5.500
10.500
17.000
24.000
5.000
12.500
Rijwoning ≥ 1990 - 2005 Twee-onder-eenkapwoning ≥ 1990 - 2005 Vrijstaande woning ≥ 1990 - 2005 Meergezinswoningen ≥ 1975 - 1990
13.000
18.000
18.000
25.000
5.000
14.500
18.000
23.000
24.000
31.000
6.000
17.000
18.000
23.000
25.000
32.000
6.000
17.000
5.500
10.500
17.000
24.000
5.000
12.500
Rijwoning ≥ 1975 - 1990 Twee-onder-eenkapwoning ≥ 1975 - 1990 Vrijstaande woning ≥ 1975 - 1990 Meergezinswoningen ≥ 1950 - 1975
13.000
18.000
18.000
25.000
5.000
14.500
18.000
23.000
24.000
31.000
6.000
17.000
18.000
23.000
25.000
32.000
6.000
17.000
5.500
10.500
17.000
24.000
5.000
12.500
Rijwoning ≥ 1950 - 1975 Twee-onder-eenkapwoning ≥ 1950 - 1975 Vrijstaande woning ≥ 1950 - 1975 Meergezinswoningen ≥ 1920 - 1950
13.000
18.000
18.000
25.000
5.000
14.500
18.000
23.000
24.000
31.000
6.000
17.000
18.000
23.000
25.000
32.000
6.000
17.000
7.500
12.500
17.000
24.000
5.000
12.500
Rijwoning ≥ 1920 - 1950 Twee-onder-eenkapwoning ≥ 1920 - 1950 Vrijstaande woning ≥ 1920 - 1950 Meergezinswoningen < 1920
15.000
20.000
18.000
25.000
5.000
14.500
20.000
25.000
24.000
31.000
6.000
17.000
20.000
25.000
25.000
32.000
6.000
17.000
7.500
12.500
17.000
24.000
5.000
12.500
Rijwoning < 1920 Twee-onder-eenkapwoning < 1920
15.000
20.000
18.000
25.000
5.000
14.500
20.000
25.000
24.000
31.000
6.000
17.000
Vrijstaande woning < 1920
20.000
25.000
25.000
32.000
6.000
17.000
52
Tabel D: Onrendabele top Woningtype Meergezinswoningen ≥ 2005
Warmtenet
All-electric
€ van
€ tot
€ van
€ tot
Gasnet hybride € tot € van
8.000
14.000
14.500
22.500
9.000
12.000
Rijwoning ≥ 2005 Twee-onder-eenkapwoning ≥ 2005
15.000
21.000
13.500
21.500
7.500
10.000
20.000
26.000
16.000
24.000
6.500
5.000
Vrijstaande woning ≥ 2005 Meergezinswoningen ≥ 1990 - 2005
19.500
25.500
12.000
20.000
4.000
1.500
9.000
15.000
13.500
26.000
8.500
18.500
Rijwoning ≥ 1990 - 2005 Twee-onder-eenkapwoning ≥ 1990 - 2005 Vrijstaande woning ≥ 1990 - 2005 Meergezinswoningen ≥ 1975 - 1990
17.000
23.000
11.500
24.500
6.500
19.000
22.500
28.500
13.500
27.000
5.500
20.000
23.000
29.000
10.500
25.500
3.000
16.000
10.000
22.500
18.500
32.000
10.500
23.500
Rijwoning ≥ 1975 - 1990 Twee-onder-eenkapwoning ≥ 1975 - 1990 Vrijstaande woning ≥ 1975 - 1990 Meergezinswoningen ≥ 1950 - 1975
18.000
35.000
18.500
40.500
9.000
25.000
23.500
41.500
22.000
45.000
8.500
25.500
24.000
55.500
25.500
54.500
5.000
26.000
10.500
18.500
16.000
30.000
5.000
15.000
Rijwoning ≥ 1950 - 1975 Twee-onder-eenkapwoning ≥ 1950 - 1975 Vrijstaande woning ≥ 1950 - 1975 Meergezinswoningen ≥ 1920 - 1950
16.000
31.500
17.000
36.000
2.500
20.000
25.000
38.000
23.500
41.500
1.500
21.500
28.500
47.500
26.000
50.500
7.000
27.500
12.500
33.500
16.500
42.500
4.500
23.500
Rijwoning ≥ 1920 - 1950 Twee-onder-eenkapwoning ≥ 1920 - 1950 Vrijstaande woning ≥ 1920 - 1950 Meergezinswoningen < 1920
17.000
47.000
17.000
49.500
2.500
27.000
23.500
53.500
20.000
57.500
-1.000
28.500
30.500
71.500
23.500
76.000
-500
34.500
15.000
33.000
25.500
42.500
12.000
23.000
Rijwoning < 1920 Twee-onder-eenkapwoning < 1920
23.500
48.000
25.500
49.000
12.000
27.500
27.000
55.000
31.000
58.000
13.000
29.500
Vrijstaande woning < 1920
30.000
70.000
36.000
74.000
15.000
3.500
53
Bijlage G Toelichting CO2 besparing Zeeland heeft de doelstelling om 49% CO2 reductie te realiseren voor warmte in de gebouwde omgeving in 2030 ten opzichte van 1990. Op Provinciaal niveau maar ook binnen gemeenten ontstaat nu de vraag in hoeverre zij met de beoogde transitiepaden uit de Transitievisies Warmte aan de 2030 doelstelling kunnen voldoen. In deze bijlage worden achtereenvolgens behandeld: Huidige situatie en situatie 1990; De transitiepaden verduurzamen warmte woningen; Effecten transitiepaden op CO2 uitstoot; Conclusies en aanbevelingen. In deze bijlage is gerekend met de volgende CO2-emissies per energiebron/ energiedrager. Tabel: CO2 emissie per energiebron/ energiedrager Energiebron/
CO2
energiedrager
uitstoot
Eenheid
Bron
1,884
kg/ m3 CO2emissiefactoren.nl
Groengas door covergisting
1,039
kg/ m3 CO2emissiefactoren.nl
Elektriciteitsmix 2030
0,119
kg/ kWh PBL (2020), Klimaat- en Energieverkenning 2020
Situatie 2019 en situatie 1990 Omdat 1990 als referentiejaar genomen wordt, moet allereerst bepaald worden hoeveel gas de Zeeuwse woningvoorraad verbruikte in 1990 voor ruimteverwarming en warm tapwater. Dit doen we door:
Op basis van de meest recente CBS-data is bepaald dat in 2019 de gemiddelde Zeeuwse woning bijna 1260 m3 gas verbruikte voor ruimteverwarming en warm tapwater. Het totale gasgebruik in het referentiejaar 2019 was daarmee 235 miljoen m3 op basis van de woningvoorraad van 187 duizend Zeeuwse woningen in 2019. De totale CO2 uitstoot in 2019 was daarmee 444 ton per jaar. Een besparing van 22% ten opzichte van 1990. Ondanks de toename van het aantal woningen is de CO2-uitstoot gedaald. Dit is te verklaren door:
Aardgas
Het totale gasgebruik in het referentiejaar 1990 was daarmee 304 miljoen m3 op basis van gemiddeld 1840 m3 per woning en 150 duizend Zeeuwse woningen. De totale CO2 uitstoot in het referentiejaar 1990 was daarmee 572 ton per jaar.
Het gemiddelde gasgebruik per woning in 1990 van Nederland te bepalen op basis van CBS-data; Het gasgebruik te verminderen met het gas benodigd voor koken; Het gasgebruik voor ruimteverwarming in 1990 te corrigeren op basis van graaddagen; Het gecorrigeerde gasgebruik voor ruimteverwarming en warm tapwater per woning te vermenigvuldigen met het totaal aantal Zeeuwse woningen in 1990.
De ontwikkeling van gasketels met veel hogere rendementen; De doorontwikkeling van dubbelglas naar HR++ glas, in de bestaande bouw is nauwelijks nog enkel glas; Na-isolatie van spouwmuren en daken van de bestaande voorraad; Invoering bouwbesluit en energieprestatie-eis, waardoor woningen gebouwd in de jaren ’90 en deze eeuw steeds beter geïsoleerd zijn.
Transitiepaden verduurzamen warmte woningen Om tot en met 2030 de CO2 uitstoot van warmte van de woningvoorraad in Zeeland verder te verlagen zijn er drie transitiepaden voor het verduurzamen van warmte voor woningen:
Het verlagen van de warmtevraag van de woningen. Dit kan bijvoorbeeld door het isoleren van spouwmuren, vloeren en daken, het vervangen van enkel glas en oud dubbel glas door HR++ glas en het dichten van kieren. Het is van belang dat de woningeigenaren hiervoor voldoende tijd krijgen, zodat glasvervanging gecombineerd kan worden met een schilderbeurt en dakisolatie gecombineerd kan worden met een renovatie van de zolderverdieping of in combinatie met het vervangen van de dakbedekking van platte daken. Ook is het van belang dat de woningen voldoende geventileerd blijven als de isolatie en kierdichting van de schil wordt verbeterd;
54
Het verduurzamen van de warmte-opweksystemen. In Zeeland zijn individuele duurzame warmteopties het meest kansrijk. Tot en met 2030 zullen nog tussen de 55-60% van de gasketels vervangen gaan worden. Deze kunnen worden vervangen door een nieuwe gasketel, maar ook door duurzame alternatieven, zoals een hybride warmtepomp (40-55% besparing op gas20) of een all electric warmtepomp (100% gasbesparing); De productie van groen gas. Door de productie van groen gas zal de CO2-uitstoot van gas lager worden ten opzichte van de huidige situatie met aardgas. Randvoorwaarde is dan wel dat de CO2 besparing door het invoeden van groen gas op het gasnet wordt gealloceerd aan de gebouwde omgeving. De woningvoorraad van Zeeland vertegenwoordigd ongeveer 60% van de totale gebouwde omgeving. De maximale potentie van groen gas in Zeeland ligt tussen de 0,6 en 4,4 PJ.
Effecten transitiepaden op CO2 uitstoot De diverse transitiepaden hebben het volgende effect op de CO2 uitstoot21:
Het verlagen van de warmtevraag van de woningen. Het totale besparingspotentieel op ruimteverwarming van de bestaande voorraad in Zeeland is maximaal circa 25%. Om dit te halen, zullen alle spouwmuren geïsoleerd moeten zijn, alle ramen minimaal HR-beglazing moeten hebben en zullen alle vloeren en daken geïsoleerd moeten zijn. Het is niet realistisch om voor de gehele woningvoorraad al deze maatregelen in 2030 uitgevoerd te hebben. Als uitgangspunt is daarom genomen dat in 2030 60% van het besparingspotentieel is gerealiseerd. Als er alleen worden geïsoleerd geeft dit ongeveer 10% extra CO2 besparing ten opzichte van 1990. Het verduurzamen van de warmte-opweksysteem. Het verduurzamen van het warmte-opweksysteem heeft een relatief
20
Een hybride warmtepomp bespaard tussen de 50-70% gas voor ruimteverwarming. Warm tapwater wordt nog steeds volledig met de gasketel opgewekt. De totale gasbesparing is daarom lager. 21
Uitgangspunt is dat alle warmte voor nieuwbouw CO2 neutraal gerealiseerd wordt en dus niet bijdraagt aan meer CO2 uitstoot.
groot effect op de CO2 besparing. Als meer dan 50% van de woningeigenaren op het moment dat de gasketel wordt vervangen kiest voor een duurzaam alternatief, dan hebben in 2030 ongeveer 30% van de woningen een (hybride) warmtepomp. Dit geeft ongeveer 12% extra CO2 besparing ten opzichte van 1990. De productie van groen gas. Als er alleen ingezet wordt op het vergroenen van gas is het effect maar heel beperkt. Bij een groen gasproductie van 40 miljoen m3 (1,3 PJ) wordt ongeveer 4% extra CO2 bespaard ten opzichte van 1990 voor de woningvoorraad.
Als bovenstaande transitiepaden gecombineerd gerealiseerd worden, geeft dat een extra CO2 besparing van 23%22 ten opzichte van 1990. De totale besparing komt daarmee op 45%. Zelfs als alle bovenstaande maatregelen worden gerealiseerd, is dat onvoldoende om te voldoen aan de doelstelling van 49% besparing. Conclusies en aanbevelingen Om voldoende CO2 te besparen in de bestaande woningvoorraad van Zeeland zal ingezet moeten worden op alle transitiepaden. Zelfs als op alle transitiepaden grote resultaten geboekt worden, is het de vraag of dat voldoende zal zijn om de beoogde doelstelling van 49% te realiseren. Om toch zoveel als mogelijk CO2 te besparen zal ingezet moeten worden op:
Het isoleren van woningen. Zoveel mogelijk bouwdelen, die nog niet of onvoldoende zijn geïsoleerd, zullen aangepakt moeten worden. Het is van belang om zo veel als mogelijk natuurlijke momenten hiervoor te benutten. Zo kan oud dubbel glas en enkel glas, daar waar mogelijk, bij de eerste schilderbeurt, vervangen worden door HR++ glas, zullen platte daken geïsoleerd moeten worden als de dakbedekking wordt vernieuwd en kunnen schuine daken geïsoleerd worden als de zolderverdieping wordt verbouwd. Daarnaast kunnen gevelspouwen en begane grondvloeren, die nog niet geïsoleerd zijn, geïsoleerd worden. Zeeland heeft een
22
Als de maatregelen worden gecombineerd kan je niet zomaar de effecten van de transitiepaden optellen. Als een woning wordt geïsoleerd, neemt de warmtevraag af en dat heeft invloed op het besparingseffect van bijvoorbeeld een hybride warmtepomp. Het gecombineerd effect van maatregelen is daarom altijd lager dan de optelsom van de effecten van de transitiepaden.
55
naoorlogse woningvoorraad van voor 1990/1995 van meer dan 100 duizend woningen (55% van de voorraad) met besparingspotentieel van boven de 30%. Ook zijn er ongeveer 40 duizend woningen van voor de oorlog. Bij deze voorraad is het besparingspotentieel groot, maar is het vaak lastiger om maatregelen te nemen, bijvoorbeeld omdat de woning een beschermde status heeft en omdat er niet altijd een spouw in de woning aanwezig is. Door middel van een gerichte doelgroepenaanpak in combinatie met het bouwjaar van de woningen kunnen de woningeigenaren gericht benaderd worden, om zo de mogelijkheid te vergroten dat er stappen genomen worden als een natuurlijk moment zich voordoet; Het verduurzamen van de warmte-opweksysteem. Met dit transitiepad kan het grootste effect bereikt worden wat betreft CO2 besparing. In Zeeland zijn individuele duurzame warmteopties het meest kansrijk. Tot en met 2030 zullen nog tussen de 55-60% van de gasketels vervangen gaan worden. Deze zullen zoveel als mogelijk vervangen moeten worden door (hybride) warmtepompen. Vooral de voorraad van na de oorlog, bijna 80% van de voorraad is hierbij een interessante doelgroep.
Je kan daarbij nog onderscheid maken tussen de 45 duizend woningen van na 1990/1995, die in principe voldoende geïsoleerd zijn om over te stappen naar een (hybride) warmtepomp en de overige 100 duizend woningen waar een de doelgroepenaanpak voor een (hybride) warmtepomp gecombineerd kan worden met de isolatieaanpak. De productie van groen gas. De potentie van groen gas zal maximaal benut moeten worden. In de berekeningen is vooralsnog uitgegaan van 40 miljoen m3 groen gas (1,3 PJ) geproduceerd door covergisting. Andere vormen van groen gas hebben een lagere CO2 uitstoot, dus als minder gebruik wordt gemaakt van covergisting kan een extra besparing gerealiseerd worden. Sloop-nieuwbouw kan eveneens een reductie opleveren. Verder is de hoop gevestigd op de ontwikkeling van nieuwe technieken, zoals zonthermie en het toepassen van duurzame warmtebronnen, bijvoorbeeld in warmtenetten.
Om te kunnen monitoren of de uitvoering voldoende voortgang boekt, zijn in de subtafel TVW van 28/9/21 de volgende tussendoelen benoemd: •
1990-2019: 22% CO2-reductie gerealiseerd
•
2023: 5% extra CO2-reductie tov 1990
•
2025: 10% extra CO2-reductie tov 1990
•
2027: 16% extra CO2-reductie tov 1990
•
2029: 23% extra CO2-reductie tov 1990
•
2030: 27% extra CO2-reductie tov 1990
Bij het realiseren van deze tussendoelen zal in totaal tot 49% CO2reductie leiden in 2030 (tov van 1990). Een plan van aanpak dat hier naar toe werkt, is alleen mogelijk wanneer de rijksoverheid voldoende financiële middelen beschikbaar stelt voor uitvoering door de lokale overheden.
56
Colofon Deze achtergrondrapportage bij de transitievisie warmte is in opdracht van de Zeeuwse gemeentes opgesteld door adviesbureau Over Morgen.
Opdrachtgevers Provincie Zeeland, Gemeente Schouwen-Duiveland, Gemeente Veere, Gemeente Vlissingen, Gemeente Middelburg, Gemeente Borsele, Gemeente Goes, Gemeente Kapelle, Gemeente Reimerswaal, Gemeente Tholen, Gemeente Hulst, Gemeente Terneuzen, Gemeente Sluis Auteur Rob Geldhof Met medewerking van Enduris, gezamenlijke woningbouwcoöperaties, Provincie Zeeland, CE Delft en de participatiecoalitie. Contact rob.geldhof@overmorgen.nl silke.nieuwenhuis@overmorgen.nl
57