Bijlage 3- RSW
Tekst van het document
Regionale Structuur Warmte voor RES Noordoost Brabant Versie 1.0
Om
De WarmteTransitieMakers. – Atoomweg 50, 3542 AB Utrecht – info@dwtm.nl KVK 71166645 - BTW NL85606227B01 - NL60TRIO0338946349
Versie
1.0
Datum
6-1-2021
Projectnummer
DWTM19020
Opdrachtgever
RES-Regio Noordoost Brabant
Auteurs
Thijs de Booij Wilma van de Poll Andries Lof
Regionale Structuur Warmte voor RES Noordoost Brabant Versie 1.0
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 2
Inhoud Inleiding .................................................................................................................................... 4 1.
Huidige warmtevraag en ontwikkeling ..................................................................... 5 1.1.
Huidige warmtevraag ............................................................................................................................. 5
1.2.
Huidig aandeel duurzame warmte ................................................................................................... 5
1.3.
Besparingsmogelijkheden warmte ................................................................................................... 6
1.4. Prognose voor de veranderende elektriciteitsvraag als gevolg van keuzes in warmteoplossingen ................................................................................................................................................ 9 2
Opgave ....................................................................................................................... 11
3
Overzicht beschikbare warmtebronnen .................................................................. 14 3.1
4
Totale regionale potentie warmte .................................................................................................. 22 Afwegingskader warmtebronnen ............................................................................ 26
4.1
Doel van regionaal afwegingskader bronnen ........................................................................... 26
4.2
Leidende principes ............................................................................................................................... 26
5
4.2.1
Reduceer de warmtevraag ............................................................................................ 26
4.2.2
Een juiste match vanuit techniek................................................................................ 27
4.2.3
Laagste maatschappelijke kosten .............................................................................. 30
4.2.4
Gemeente heeft regierol voor collectieve systemen .......................................... 30
4.2.5
Beperk impact op elektriciteitsvraag ........................................................................ 31
4.2.6
Schaarste en duurzaamheid van bronnen .............................................................. 31
Infrastructuur ............................................................................................................ 33 5.2
Ontwikkeling warmteinfrastructuur ............................................................................................... 34
5.3
Gevolgen voor gas- en elektriciteitsnet ....................................................................................... 34
6
Procesvoorstel naar een RES 2.0 .............................................................................. 36 6.1
Stakeholders en afstemming met andere RES-regio’s .......................................................... 36 6.1.1
Proces regionale samenwerking en Transitievisies Warmte ........................... 36
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 3
Inleiding De warmtetransitie is een van de complexere uitdagingen van de energietransitie. Het vraagt veel aanpassingen in de fysieke ruimte: infrastructuur, installaties en isolatie van gebouwen. Om deze reden zijn er veel stakeholders betrokken en is de impact op bewoners en bedrijven groter dan de andere transitievraagstukken. De warmtetransitie kent veel onzekerheden waarvoor in de nabije toekomst technische, economische, sociale en beleidsvraagstukken om oplossing vragen. De warmtetransitie heeft hiermee een groot gehalte ‘learning by doing’: Uiterlijk 2050 moeten er in Nederland 8 miljoen huizen en 1 miljoen andere gebouwen goed geïsoleerd zijn en van duurzame warmte en schone elektriciteit zijn voorzien. In het Klimaatakkoord is opgenomen, dat in 2030 1,5 mln woningen aardgasvrij zijn. Het lokale aspect van de warmtetransitie is hoog; warmte is (vergeleken met elektriciteit) over korte afstanden transportabel. Afwegingen over koppeling van de vraag aan het aanbod duurzame warmte worden in de Transitievisies Warmte van de gemeenten gemaakt. Lokale keuzes kunnen echter wel regionale implicaties hebben. Hoe de regio Noordoost Brabant hiermee om wil gaan, wordt in deze Regionale Structuur Warmte (RSW) beschreven. De RSW richt zich op de gebouwde omgeving, dat wil zeggen de woningen en utiliteit. Buiten scope is de warmte benodigd voor bedrijfsprocessen.
De Regionale Structuur Warmte brengt de uitdaging voor de transitie naar duurzame warmte in kaart en legt afspraken vast voor regionale samenwerking rondom deze opgave. Deze RSW is onderdeel van de RES van de regio NOB en maakt gebruik van dezelfde aannames en gebruikscijfers als het rapport Energieverbruik en opwekpotentie regio Noordoost Brabant (Pondera en de Warmte Transitiemakers, 2019). Aangezien de ontwikkelingen op gebied van warmte snel gaan is in 2020 voor de RSW een actualisatie gedaan van beschikbare warmtebronnen.
Figuur 1.1: De regio NOB op 1 januari 2021
Concreet beantwoordt de RSW de volgende vragen: ● Wat is de huidige warmtevraag en wat is realistisch gezien te besparen? (Hoofdstuk 1) ●
Welke bronnen zijn in de regio beschikbaar? (Hoofdstuk 2)
●
Hoe kunnen wij de bronnen het beste koppelen aan de warmtevraag? (Hoofdstuk 3)
●
Wat is de benodigde infrastructuur voor de distributie van warmte en wat betekent de warmtetransitie voor het huidige gas- en elektriciteitsnetwerk? (Hoofdstuk 4)
●
Welke regionale afspraken zijn er nodig en wat is de samenhang tussen de RSW en de gemeentelijke Transitievisies Warmte? (Hoofdstuk 5)
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 4
1. Huidige warmtevraag en ontwikkeling 1.1.
Huidige warmtevraag
De huidige warmtevraag wordt vooral ingevuld door aardgas. De warmtevraag is te splitsen in een vraag naar ruimteverwarming (op gemiddeld 21 graden) en tapwater (op zo’n 60 graden). Ruimteverwarming vult gemiddeld 83% van de warmtevraag in en tapwater 17%1. Voor het berekenen van de huidige warmtevraag in Noordoost Brabant wordt uitgegaan van de cijfers zoals die door CBS en de Klimaatmonitor beschikbaar zijn, waarbij alleen gekeken wordt naar de gebouwde omgeving. Op moment van samenstellen van het achtergronddocument voor de RES2 waren de cijfers beschikbaar tot het jaar 2017. Dit jaar is daarom het basisjaar voor dit rapport.
Tabel 1.1: Overzicht huidige warmtevraag in Regio Noord Oost Brabant3(basisjaar 2017) Gemeente
Warmtevraag gebouwde
Totale warmtevraag (TJ)
omgeving (TJ) Bernheze
760
967
Boekel
260
640
Boxmeer
813
1611
Boxtel
764
1117
Cuijk
614
1947
Grave
346
367
Haaren
365
526
Landerd
430
545
Meierijstad
2.128
5176
Mill en Sint Hubert
296
483
Oss
2.294
3903
’s-Hertogenbosch
4.083
4864
Sint Anthonis
314
451
Sint-Michielsgestel
748
854
Uden
1.185
1904
Vught
841
889
Totaal
16.241
26.244
1.2.
Huidig aandeel duurzame warmte
In de huidige situatie wordt het grootste deel van de warmte geleverd door aardgas. Uit de Klimaatmonitor is te herleiden hoeveel warmte er geleverd wordt door WKO’s (0,1 PJ). De locatie van deze WKO’s is weergegeven in Figuur 4.7. Er komt 1,1 PJ warmte vrij uit biomassa en biogas van biomassacentrales, vergisters en industrie. Tabel 1.2 geeft hiervan een uitsplitsing per gemeente. Een groot deel van de huidige duurzame opwekking wordt gebruikt in de industrie. Over de toepassing en beschikbaarheid van deze warmte uit biomassa en de bron van de biomassa is geen openbare data beschikbaar. Dit is wel relevant voor gemeenten bij het opstellen van hun Transitie Visie Warmte (TVW). Bijvoorbeeld, Heineken in ’s-Hertogenbosch werkt biogas uit de RWZI op tot groen gas waarmee zij de brouwketels stoken. De RWZI is daarmee als bron al benut door de industrie. Een ander voorbeeld is de
1
Bron: Milieucentraal, 2019
2
Energieverbruik en opwekpotentie regio Noordoost Brabant, Pondera en de Warmte Transitiemakers, 2019
3
De gemeente Haaren is in 2021 opgeheven. Bij de herindeling zijn kernen toegevoegd aan de gemeenten Vught en Sint Michielsgestel. Omdat de gemeente Haaren in het basisjaar nog bestond is de gemeente meegenomen bij het bepalen van de opgave voor de regio.
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 5
biomassacentrale in Cuijk die zijn warmte afzet aan andere industrie. Van de overige bronnen voor duurzame warmte is geen openbare data beschikbaar.
Tabel 1.2 Huidige duurzame warmte opwek per gemeente4 Reeds gerealiseerde duurzame opwek (TJ) Gemeente
Biogas / massa warmte
WKO bodemenergie
(geen houtkachels woningen)
utiliteitsbouw
Bernheze
24
2
Boekel
12
4
Boxmeer
0
6
Boxtel
10
15
689
0
Grave
0
2
Haaren
0
0
Landerd
0
0
Meierijstad
138
15
Mill en Sint Hubert
0
0
Oss
28
4
’s-Hertogenbosch
11
43
Sint Anthonis
0
0
Sint-Michielsgestel
4
3
Uden
217
2
Vught
0
1
Totaal
1133
97
Cuijk
1.3.
Besparingsmogelijkheden warmte
1.1.1 Landelijke inschatting Het maken van een inschatting van de toekomstige energievraag is altijd gebaseerd op aannames en uitgangspunten, en op de huidige beschikbare kennis, data en techniek en zijn dus per definitie omgeven met onzekerheden. In deze rapportage zijn aannames zoveel mogelijk onderbouwd en inzichtelijk gemaakt. De landelijke Klimaat en Energieverkenning (NEV geheten tot 2019 en daarna KEV) geeft jaarlijks een geactualiseerd beeld van de nationale broeikasgasuitstoot en het energiesysteem en een prognose voor de toekomst op basis van doorrekening van het beleid. Om een inschatting te kunnen maken van de realistische energiebesparing in de bestaande bouw, is in eerste instantie aangesloten bij de verwachtingen uit de Nationale Energieverkenning (NEV, 2017)5. De KEV van 2020 geeft een prognose van 1 % energiebesparing per jaar tussen 2021-2030 en 1,5 % energiebesparing tussen 2013-2020. De KEV geeft geen besparingspercentage tot 2050, ook geeft de KEV geen precieze inschatting voor besparing op warmte.
1.1.2 Regio specifieke besparingsmogelijkheden Validatie van landelijke verkenning 4
Bron: Klimaatmonitor, 2018. Dit is inclusief opwek voor proceswarmte in de industrie.
5
ECN, Nationale Energieverkenning 2017, https://publicaties.ecn.nl/PdfFetch.aspx?nr=ECN-O--17-018
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 6
De KEV geeft een energiebesparingspercentage, maar geeft niet gedetailleerd aan hoe de verhoudingen tussen besparing op warmte en elektriciteit zijn, in theorie kan het besparingspercentage voor warmte of elektriciteit dus afwijken. Ook is de KEV niet regio specifiek, terwijl er landelijk grote verschillen zijn tussen bijvoorbeeld stedelijke en plattelandsregio’s. Er is daarom een validatie van het besparingspercentage voor warmte uitgevoerd. Er is nader onderzocht welke realistische besparingspotentie er in de Regio NOB bestaat. Met realistische besparingspotentie bedoelen we: maatregelen die in de bestaande bouw in de gebouwde omgeving technisch en economisch redelijkerwijs uitvoerbaar zijn in de periode tot 2030.
Verschillende uitgangssituatie Hoeveel er in de praktijk daadwerkelijk op de warmtevraag bespaard kan worden, verschilt per woning. Immers een monumentaal pand heeft andere mogelijkheden om te isoleren en warmte terug te winnen dan een woning gebouwd in de jaren zeventig.
Tabel 1.3 Bouwjaar en isolatie eisen woningbouw6
Besparing per type woning Om te toetsen of de besparing op de warmtevraag realistisch is, is een nauwkeurigere inschatting gemaakt van de daadwerkelijk te behalen besparing. Hiervoor is het model benut wat adviesbureau Greenvis hanteert voor het berekenen van de warmtevraag voor een bepaalde selectie van panden. Het model maakt een gedetailleerde schatting van de warmtevraag op CBS-buurtniveau. Het model is tot stand gekomen door analyse van grote hoeveelheden data van werkelijk gasverbruik op CBSbuurtniveau en energie labels in die buurten. Het model koppelt een gemiddelde warmtevraag per m2 aan woningen op basis van gebouwtype en label. Het model geeft een inschatting van de werkelijke warmtevraag voor panden (niet te verwarren met theoretische verbruiken afkomstig uit de labelsystematiek (NEN 7120)). Dit wordt gebruikt voor het berekenen van de huidige warmtevraag én het voorspelde verbruik na het nemen van besparingsmaatregelen. Tabel 1.4 geeft het warmteverbruik van de verschillende type woningen weer en een voorspelling van de label-stap. Dit is gedaan door te kijken welke labelstappen reëel gemaakt kunnen worden tot 2050, waarbij economisch rendabele isolatie het uitgangspunt is.
Tabel 1.4 Reëel te behalen labelstappen7 sprong 3 sprong 2,5 sprong 3,5 sprong 2,5 sprong 1 sprong 1 sprong 0 Label
G
F
E
D
C
B
A
D/C
C/B
B/A
B/A
B
A
A
0,44
0,44
0,44
0,41
0,32
0,27
0,22
voorspeld label (2050) Huidig verbruik warmte (GJ/m2)
6
DuBo loket
7
G- en F-Woningen van woningcorporaties vormen hierop een uitzondering: deze woningen gaan ook naar label A of B.
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 7
voorspeld verbruik warmte (GJ/m2)
0,36
0,29
0,24
0,24
0,27
0,22
0,22
18%
34%
45%
41%
17%
18%
0%
Besparing warmtevraag
Totale verwachte warmtevraag Uit de te verwachten besparing per woning is de totale warmtevraag in 2050 berekend. De warmtevraag voor 2030 is hierbij geschat als een lineaire interpolatie van het geschatte eindverbruik in 2050. Op basis van deze exercitie is de verwachte warmtevraag in 2050 12,2 PJ en in 2030 14,3 PJ. Er is gekozen voor een lineair scenario, omdat hiermee een gemiddelde ontwikkeling wordt aangehouden. Het voordeel hiervan is ook, dat dit scenario voorkomt dat de oplossing van het probleem wordt vooruitgeschoven. Dit betekent een totaal realistisch besparingspotentieel van 4,0 PJ in 2050 (ongeveer 11%). In het vervolg van dit rapport houden we deze besparing aan.
Tabel 1.5 Berekende besparingspotentieel warmte per gemeente in Regio NOB Gemeente
Huidig verbruik
Berekend verbruik na
Besparingspotentieel
2017 (TJ)
besparing 2050 (TJ)
warmte (TJ)
Bernheze
760
573
187
Boekel
260
196
64
Boxmeer
813
612
201
Boxtel
764
576
188
Cuijk
614
463
151
Grave
346
261
85
Haaren
365
275
90
Landerd
430
324
106
Meierijstad
2128
1603
525
Mill en Sint Hubert
296
223
73
Oss
2294
1728
566
’s-Hertogenbosch
4083
3076
1007
Sint Anthonis
314
237
77
Sint-Michielsgestel
748
563
185
Uden
1185
893
292
Vught
841
634
207
Totaal Regio NOB
16,2
12,2
4,0
Gevoeligheden Er kan dus tot 2050 4,0 PJ worden bespaard op de warmtevraag in de bestaande bouw. Het besparingspotentieel is gebaseerd op de huidige kennis en huidige technieken. In de toekomst kan dat natuurlijk veranderen. Het is dan ook belangrijk om dit goed te monitoren en te herijken. Naast besparingsmaatregelen zijn er andere factoren die de uiteindelijke totale warmtevraag bepalen. Belangrijkste factoren zijn: ● Klimaatverandering In de berekeningen van de landelijke scenario’s8 wordt rekening gehouden met een temperatuurcorrectie door klimaatverandering volgens de klimaatmodellen van het KNMI. 8
Klimaat- en energieverkenning 2020, PBL
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 8
●
Uitbreiding van de woningvoorraad Meer woningen bouwen, vergroot de warmtevraag. Nieuwbouw wordt niet meer aangesloten op aardgas en zal daarom gebruik maken van duurzame bronnen. Het is relevant om de warmtevraag te corrigeren voor nieuwbouw. Dat zal vooral in de Transitievisies van de gemeenten inzichtelijk worden. Nieuwbouw zal worden gerealiseerd door WKO-systemen of individuele warmtepompen. De potentie van de toepassing van WKO-systemen is gelimiteerd door de geschikte hoeveelheid panden om op een dergelijk systeem aan te sluiten. Met de bouw van nieuwe woningen wordt deze potentie vergroot.
●
Gezinsgrootte Veranderende gezinsgrootte zal de warmtevraag per woning beïnvloeden. De afgelopen jaren is de gezinsgrootte gedaald, wat tot een daling van de warmtevraag heeft geleid.
Landelijke Standaarden & Streefwaarden en Startanalyse PBL De Rijksoverheid vindt dat alle woningen en gebouwen goed geïsoleerd moeten zijn, onafhankelijk van de duurzame warmtebron die gekozen wordt. Daarom is in het Klimaatakkoord afgesproken dat alle woningen voor 2050 minimaal verbeterd moeten worden naar een minimumstandaard. Deze ‘spijtvrije’ isolatiestandaard wijkt mogelijk af van wat in dit rapport gedefinieerd is als rendabele isolatie. Naast het minimumniveau vastgelegd in de Standaarden, ontwikkelt het Rijk ook een streefwaarde per woningtype. De Standaarden en Streefwaarden worden in 2021 verwacht. Het Planbureau voor de Leefomgeving heeft in de doorrekening van de Startanalyses voor de gemeenten gebruik gemaakt van de systematiek die in ontwikkeling is voor de Standaarden en Streefwaarden. In de Startanalyse wordt voor elke wijk in Nederland een berekening uitgevoerd van de kostenefficiency van alternatieven voor aardgas. Hier wordt ook een inschatting gemaakt van het Energielabel wat bereikt kan worden. Deze labeltoedeling heeft tot doel om in te kunnen schatten op welk temperatuurniveau een huis verwarmd kan worden na isolatie/; lage temperatuur of hoge temperatuur. Daarvoor heeft PBL twee grenzen gehanteerd: label B en label D. Zij hebben deze berekening voor een gehele wijk uitgevoerd (dus een gemiddelde per wijk).
Dit is een wezenlijk andere berekening dan de methode die in dit rapport is toegepast waarbij voor elke woning uit de BAG een inschatting is gemaakt van de reëel te behalen besparing op basis van werkelijk gasverbruik.
1.4. Prognose voor de veranderende elektriciteitsvraag als gevolg van keuzes in warmteoplossingen Voor de toekomstige warmtevoorziening zal gebruik worden gemaakt van verschillende bronnen. Voor de benutting van deze bronnen is in de meeste gevallen elektriciteit nodig. Dit levert op RES niveau een extra elektriciteitsvraag op, die afhankelijk is van de keuzes voor warmtebronnen (zie tabel 3.3). Hoe groot de extra elektriciteitsvraag zal zijn, is op dit moment niet bekend: in de Transitievisies Warmte kijken gemeenten meer in detail welke bron waar ingezet kan worden en uiteindelijk zal in de Wijkuitvoeringsplannen de definitieve keuze voor een warmtebron gemaakt worden. Om nu toch al een inschatting te kunnen maken van de totale extra elektriciteitsvraag, zijn enkele scenario’s uitgewerkt, waarin tussen 25% en 40% van de warmtevraag geëlektrificeerd wordt. Enexis hanteert een gemiddelde toename van de elektriciteitsvraag als gevolg van elektrificatie van de warmtevraag van 33 % Deze scenario’s sluiten aan bij landelijke prognoses voor het elektrificeren van warmte 9 en houden ook rekening met de mogelijkheden die collectieve oplossingen bieden in deze regio (zie ook 4.2). Het scenario van 40% elektrificeren gaat uit van een bronnenstrategie waarbij 70% van de warmtevraag wordt geleverd door warmtepompen.
In onderstaande tabel is weergegeven, welke technieken voor welke elektriciteitsvraag zorgen. Hieruit blijkt dat de keuze voor een warmtebron grote invloed heeft op de totaal benodigde hoeveelheid elektriciteit. 9
CE Delft, een klimaatneutrale warmtevoorziening voor de gebouwde omgeving – update 2016
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 9
Tabel 1.6 Percentage elektriciteit per warmtebron10 Techniek
% Elektrisch
Thermische energie uit oppervlaktewater
36
Lage Temperatuur aardwarmte
27
Diepe geothermie
14
Biomassa
17
Lage Temperatuur restwarmte uit industrie
41
Hoge Temperatuur restwarmte uit industrie
7
Warmtepomp of WKO
47
Biogas
0
Afhankelijk van de bronnenstrategie voor warmte, leidt de verduurzaming van de warmtevraag in de regio tot circa 2,25 - 4,8 PJ extra elektriciteitsvraag in 2050. De verwachting is, dat dit eerder aan de bovenkant van deze bandbreedte zit. De toegenomen elektriciteitsvraag door elektrificatie van warmte is daarom ingeschat op 4,0 PJ in 2050. Dit resulteert in een opwekkingsdoelstelling van 1,6 PJ elektrisch in 2030, wanneer we het realisatietempo als lineair beschouwen. De prognose van de elektriciteitsvraag is onderdeel van de totale warmtevraag, maar zal de totale vraag naar warmte in 2050 niet veranderen. De gemeenten zullen door hun keuze voor warmtebronnen uiteindelijk bepalen hoeveel elektriciteit als bron van duurzame warmte nodig is in de regio, immers sommige technieken vragen meer elektriciteit dan andere. Gemeenten kunnen er in hun TVW’s rekening mee houden dat de elektrificatie van de warmtevraag meegenomen is in de RES: De prognose voor de totale regionale elektriciteitsvraag vanuit warmte wordt in de RES opgeteld bij de totale elektriciteitsvraag van de regio. Zo kan er met deze prognose rekening worden gehouden in de keuzes voor grootschalige duurzame opwek van elektriciteit. Daarom zal de RES monitoren of de prognose voor de elektrificatie van de warmtevraag realistisch is.
10
Tabel gebaseerd op gegevens en expert judgement Greenvis
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 10
2 Opgave Het verschil tussen het huidig verbruik en de realistische besparing op verwarming is het toekomstig warmteverbruik van de bestaande bouw in 2050. Dit toekomstig verbruik zal volledig duurzaam worden opgewekt. Dit gebeurt, wanneer de warmtevoorziening van gebouwen van aardgas wordt overgezet op duurzame warmtebronnen. Het tempo waarin deze stap wordt gerealiseerd, is zeer moeilijk te voorspellen. Dat is namelijk afhankelijk van tal van factoren, bijvoorbeeld: leerervaring, voortgang van technieken en ontwikkeling van de markt, publieke opinie / acceptatie, financieringsarrangementen, subsidieregelingen etc. De warmtetransitie is volop in ontwikkeling en bevindt zich in een leercurve, waarin rekening houdende met grote onzekerheid een koers richting 2050 uitgezet moet worden. Deze koers zal per gemeente in de Transitievisie gemaakt worden. De warmtetransitie is een gemeentelijke opgave, waarin rekening gehouden moet worden met wat er lokaal mogelijk is, zowel aan beschikbaarheid van duurzame bronnen als aan gevoel voor urgentie onder inwoners. Het is de verwachting dat het tempo waarin gebouwen een duurzame warmtebron krijgen (de opgave voor duurzame opwekking) niet lineair gaat verlopen. Dit heeft meerdere redenen: ●
Duurzame opwekking van
warmte is
een nieuwe
opgave (anders
dan duurzame
elektriciteitsopwekking of besparing), op grote schaal verduurzamen is geen ervaring mee. ●
De warmtetransitie is de meest complexe opgave uit de energietransitie
●
Op het moment wordt geëxperimenteerd met het aardgasvrij maken van wijken in geheel Nederland (onder andere Programma Aardgasvrije Wijken). Na deze fase zal waarschijnlijk een opschaling mogelijk zijn, waardoor meer snelheid mogelijk is
●
Het marktaanbod van oplossingen en met name het opschalen daarvan is in ontwikkeling
●
Het volledige instrumentarium is nog niet gereed, denk onder andere aan bevoegdheden gemeenten, financiering, warmtewet 2.0
Om deze redenen is deze leercurve in de tijd geprojecteerd als een S-curve, met een vaststaand einddoel van 100 % verduurzaming in 2050.
Figuur 2.1: Projectie van opgave in de tijd
Verloop S-Curve Het verloop van de S-Curve is niet het resultaat van een modelmatige berekening van de werkelijkheid, het is een inschatting waarbij de volgende uitgangspunten en ijkpunten zijn gehanteerd.
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 11
●
Blijf dichtbij de doelstelling in het klimaatakkoord voor 2030 (ca 1,5 miljoen woningen aardgasvrij, ca 21% van de woningen). Uitgaande van de geprognosticeerde warmtevraag in 2030, 14,3 PJ, komt de prognose van 3 PJ overeen met 21%.
●
In de aanloop naar 2030 zet zich een versnelling in, die zich doorzet tot ca 2040, de gedachte hierachter is dat de leerervaringen in de startwijken optimaal benut worden en de markt grotere capaciteit heeft opgebouwd.
●
In de periode van 2040-2050 die daarna weer enigszins afzwakt. De gedachte hierachter is dat de type wijken waarin veel onzekerheden spelen, uitvoering
In 2021 zal blijken of de prognose van 3 PJ duurzame opwekking in 2030 realistisch is. Gemeenten geven dan in hun TVW’s hun planning aan voor het daadwerkelijk van het aardgas halen van wijken voor 2030. De prognose voor 2030 zal bijgesteld worden aan de hand van de ambities in de TVW’s. Of de prognose voor 2030 daadwerkelijk gerealiseerd kan worden, hangt ook af van de bevoegdheden, en instrumenten die de gemeenten van het Rijk gaan krijgen tbv de uitvoering van de TVW’s. Samenvattend de opgaves voor besparing, duurzame opwek en de verwachte resulterende elektriciteitsvraag als gevolg van elektrificatie. Hierbij opgemerkt, dat de prognose voor de opwekking van elektriciteit onderdeel is van de opwekking van duurzame warmte. Dat betekent voor 2050, dat verwacht wordt dat de volledige warmtevraag (12,2 PJ) duurzaam wordt opgewekt, waarvoor de benodigde 4,0 PJ elektriciteit opgenomen is in de elektriciteitsopgave van de RES. Hoeveel elektrische opwek daadwerkelijk benodigd is, volgt uit de bronnenstrategie die de gemeenten gaan opstellen. (zie H1)
Tabel 2.1: Opgave in 2030 en 2050 Besparing (lineair) 2030
11% (1,9 PJ)
Opwekking duurzame warmte (S-curve) 3,0 PJ
2050
24% (4,0 PJ)
12,2 PJ
Prognose Elektriciteitsopwekking (lineair) 1,6 PJ 4,0 PJ
Relatie met Klimaatakkoord Het Klimaatakkoord stelt als doel 3,4 Mton CO2 te reduceren in de gebouwde omgeving, door woningen en utiliteit te verduurzamen. Het akkoord stelt, dat het verduurzamen van 1,5 miljoen woningen en een reductie van 1Mton bij utiliteit, optelt tot deze 3,4 Mton CO 2-reductie. Het is niet duidelijk of in deze reductie ook de autonome ontwikkeling van energiebesparing bedoeld wordt. Wij gaan ervan uit dat hier alleen de opgave duurzame opwekking onder valt, dus vervanging van aardgas als warmtebron. Wanneer we de bovenstaande opgaves voor besparing en duurzame opwekking van de regio NOB relateren aan het Klimaatakkoord, is de opgave voor duurzame warmteopwekking ambitieus, hiermee wordt 5.3% van de beoogde CO2-reductie behaald:
Tabel 2.2: CO2 reductie door duurzame opwekking
2030
Opwekking
Reductie CO2 door duurzame opwekking
Landelijke opgave CO2 reductie gebouwde omgeving
% van landelijke opgave
3,0 PJ
0,18 Mton
3,4 Mton
5,3%
Warmte verbruik NOB t.o.v. NL (2016) 3,9%
Wat betekent duurzame opwekking van 3 PJ warmte, wanneer we dit uitdrukken in het verduurzamen van woningen en m2 kantoorruimten? Tabel 2.3 geeft een vertaling van de opgave weer. Elk getal geeft
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 12
hier een vertaling van de 3 PJ, realisatie is dus geen optelling maar een combinatie van deze maatregelen.
Tabel 2.3: Opgave uitgedrukt in aantallen woningen en oppervlaktes utiliteit. PJ
Woningen (huidige situatie)11
Woningen (geïsoleerd)
m2 utiliteit (huidige situatie)
m2 utiliteit (geïsoleerd)
6,1 Miljoen
9,1 Miljoen
12
3,0
11
60.000
81.000
Hier is uitgegaan van het verbruik van de gemiddelde woning in Noordoost Brabant, verbruik 50 GJ per woning.
12
Hier is uitgegaan van het verbruik van de gemiddelde woning na isolatiestappen in Noordoost Brabant, niveau 2050, verbruik 37 GJ per woning.
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 13
3 Overzicht beschikbare warmtebronnen Er zijn diverse soorten duurzame warmtebronnen: aarde, lucht, water... Duurzame warmtebronnen worden ontsloten door middel van een techniek (bv warmtepomp). Om een eerste inschatting van het potentieel voor duurzame warmtebronnen te maken zijn twee elementen meegenomen: 1) Individueel of collectief
2)
Een duurzame warmtebron kan zich lenen voor individueel gebruik in een enkel gebouw (bijvoorbeeld lucht in een luchtwarmtepomp) of voor collectief gebruik in een warmtenet (bijvoorbeeld restwarmte). Of een warmtenet ingezet kan worden, hangt niet alleen van de aanwezigheid van de bron af, maar ook van de afstand tot de bron en van hoe dicht de te verwarmen gebouwen op elkaar staan en hoe groot de totale warmtevraag dus is: de warmtedichtheid. Temperatuurniveau Of een warmtebron bruikbaar is voor toepassing op een bepaalde plek, hangt ook af van het temperatuurniveau van de warmtebron en de benodigde afgiftetemperatuur in de gebouwen. Deze gevraagde temperatuur hangt samen met de karakteristieken van de panden en in hoeverre die te isoleren zijn. We onderscheiden Hoge temperatuur (> 70 C), Middentemperatuur (50 - 70 C) en lage temperatuur (< 50 C).
In onderstaande beschrijving van de bronnen worden deze elementen toegelicht en worden kaarten van de toekomstige warmtevraag geprojecteerd over de beschikbare bronnen om inzicht te geven in het potentieel. Voor de regio NOB is een berekening gemaakt waar de warmtedichtheid in 2050 groot genoeg is, om collectieve oplossingen rendabel in te kunnen zetten (zie H5). In de kaarten zijn de clusters van de bovengrondse vraag die op lage temperatuur kan worden voorzien groen gekleurd. De MT / HT clusters zijn oranje gekleurd.
Geothermie Geothermie is duurzame warmte uit de ondergrond voor de verwarming van gebouwen, kassen en industrie. Geothermie wordt vanaf 500 m diepte gewonnen: de temperatuur loopt op met de diepte. Er wordt onderscheid gemaakt tussen drie typen: ondiepe geothermie (tussen de 500 – 1500 meter), diepe geothermie (1500-4000 meter in de bodem) en ultradiepe geothermie (4000-6000m). Diepe geothermie kan Middentemperatuur (MT) tot hoge temperatuur (HT)-warmte leveren, wat in een warmtenet ingevoed kan worden. De ondiepe geothermie levert lage temperatuur aardwarmte (LTA) die in een Lage temperatuur (LT)-warmtenet gebruikt kan worden. De aanwezigheid van geothermie in de ondergrond is vastgelegd in het ThermoGIS-register van TNO. Energiebeheer Nederland heeft speciaal voor de RESsen een regionale studie van alle beschikbare data gemaakt: WARM (Waarde van Aardwarmte en Regionale Mogelijkheden). De resultaten van de ondergrond uit het WARM- onderzoek zijn als basis genomen voor dit rapport.13 Het regiorapport Noordoost Brabant laat zien waar de ondergrond tot 4000 meter geschikt is voor de winning van aardwarmte. Dit heet de ´slaagkans´. Deze slaagkans is berekend voor verschillende aardlagen in de bodem. De slaagkans wordt bepaald door drie factoren, namelijk de dikte en permeabiliteit (doorlatendheid) van de laag en de temperatuur in de laag.
Als al deze drie factoren voor een laag positief zijn, wordt de kans op geothermie hoog geacht. Dat is hieronder weergegeven met de kleur donkergroen. Als alle drie factoren negatief zijn (of er is geen data beschikbaar) dan is de kans op geothermie zeer klein en is de kleur rood. Voor een groot deel van Nederland, waaronder de regio NOB is de beschikbare data onvolledig. In onderstaande figuur wordt dit weergegeven in zwart. Over de lagen met potentieel zijn de clusters geprojecteerd met een voldoende hoge warmtevraagdichtheid. Voor diepe geothermie is MT / HT warmte beschikbaar, wat inzetbaar is in de
13
https://www.ebn.nl/energietransitie/new-energy/aardwarmte/warm/
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 14
huizen die minder goed geïsoleerd kunnen worden (bouwjaar van voor 1960, oranje). Voor lage temperatuur aardwarmte (LTA) komen huizen met bouwjaar na 1960 in aanmerking (groen).
Figuur 3.1: Potentieel voor Lage Temperatuur Aardwarmte en diepe geothermie in clusters geschikt voor collectieve levering van warmte
In 2019 is het ministerie van Economische Zaken en Klimaat een nationaal onderzoek gestart, om de beschikbare data te verrijken en vast te stellen waar de ondergrond in Nederland mogelijk geschikt is voor aardwarmtewinning. Deze Seismische Campagne Aardwarmte Nederland (SCAN) is gestart in 2019 en de eerste resultaten voor de regio NOB zullen op zijn vroegst in 2022 beschikbaar komen en worden opgenomen in het warmtebronnenregister van de provincie Noord-Brabant. De data uit deze studies kunnen gebruikt worden om bijvoorbeeld kaarten te maken met lagen die potentieel geschikt zijn voor geothermie en bijbehorende diepte/temperatuur en dikte. Aanvullend onderzoek zal moeten uitwijzen of de warmte ook daadwerkelijk economisch winbaar is. Als uit onderzoek blijkt dat in de omgeving van deze clusters geothermie aangeboord kan worden, is transport van deze warmte tot 5 km vanaf de bron mogelijk.
Restwarmte (LT en HT) Met restwarmte kan een warmtenet gevoed worden. Bronnen voor HT restwarmte zijn industriële restwarmte. Voor LT restwarmte zijn de volgende bronnen meegenomen: condenswarmte (warmte uit koeling van bijvoorbeeld supermarkten), datacenters, warmtelozingen door bedrijven en industriële restwarmte. Ook RWZI’s zijn in dit kaartje en de potentieelberekening meegenomen. De provincie Noord-Brabant14 heeft onderzoeken en enquêtes uitgevoerd, om bij bedrijven het potentieel in kaart te brengen. Deze gegevens zijn gecombineerd met landelijks data in het Warmtebronnenregister van de provincie. Deze data geeft een eerste indicatie maar behoeft verfijning in de Transitievisies Warmte van de gemeenten, om aanbod en vraag goed te kunnen koppelen en wat er voor nodig is om afspraken te maken over levering. Onderstaande figuur geeft de ingeschatte potentie en de locatie weer van restwarmte op HT en LT. Voor LT zijn alleen puntbronnen opgenomen met een vermogen boven 3 MW/ 14
https://noord-brabant.maps.arcgis.com/apps/MapSeries/index.html?appid=10292284d5024bea9e3e9e594d110eb3
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 15
100 Tj / jaar. Ter indicatie; dat is voldoende voor levering aan 2000 a 3000 woningen. In het overzicht van het potentieel in H3.1. zijn de kleinere bronnen wel meegeteld. De locatie van deze bronnen is te vinden in het Warmtebronnenregister van de provincie Noord-Brabant.
Figuur 3.2: Restwarmtebronnen HT en LT
Aquathermie De bron van aquathermie is water: thermische energie uit oppervlaktewater (TEO), afvalwater (TEA) of drinkwater (TED). De grootste bron van aquathermie is energie uit oppervlaktewater (TEO). Oppervlaktewater heeft een zeer lage temperatuur en kan ingezet worden in clusters woningen in voldoende dichtheid in een LT warmtenet. Hiertoe wordt een warmtepomp ingezet om de temperatuur te verhogen tot de gewenste waarde. Benutting van warmte uit oppervlaktewater en drinkwater gaat in principe altijd gepaard met een buffer of een bodemenergiesysteem (WKO: warmte-koude opslag). In de zomermaanden wordt de warmte aan het water onttrokken via een warmtewisselaar en opgeslagen met een temperatuur van circa 18 °C in de ondergrond (bij WKO) of in de buffer. In de wintermaanden wordt de warmte benut. IF-Technology heeft ten behoeve van het provinciaal warmtebronnenregister onderzoek gedaan naar de beschikbaarheid van thermische energie uit oppervlaktewater. Onderstaande figuur geeft de theoretische potentie weer van TEO. Ook is het mogelijke afzetgebied geprojecteerd: alle gebouwclusters met voldoende warmtevraagdichtheid én geschiktheid voor lage temperatuur in de toekomst (wijken na 1960). Daarnaast is op landelijk niveau door STOWA (i.s.m. Deltares en Syntraal) een aquathermieviewer gepubliceerd.
De viewer brengt de potenties van warmte uit oppervlaktewater (TEO) en afvalwater (TEA) op regionaal en lokaal niveau gedetailleerd in beeld en maakt het mogelijk een bepaald gebied te selecteren en geeft de beschikbare potentie in cijfers weer. Er wordt een TED-viewer verwacht die toegevoegd zal worden als extra laag aan deze aquathermieviewer. Voor specifieke informatie over de maatschappelijke potentie – die lager ligt dan de technische potentie – van een bepaalde bron kan contact opgenomen worden met de betreffende waterbeheerder.
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 16
In de regio NOB zijn nu 4 gerealiseerde TEO projecten en 1 TEA project.15 Er loopt een aantal verkenningen naar concrete toepassingsmogelijkheden van aquathermie. Een mooi voorbeeld is de wijk ’t Zand van de gemeente ’s-Hertogenbosch, welke is aangewezen als proeftuin in het kader van het landelijke Programma Aardgasvrije Wijken.
Figuur 3.3: Potentieel voor TEO
Warmte uit (gezuiverd) afvalwater (TEA) wordt onttrokken bij de hoofdriolering, het rioolgemaal of bij de rioolwaterzuiveringsinstallatie (rwzi). De warmte uit rwzi’s is al meegenomen in berekeningen van restwarmte van de industrie (figuur 2.2.) In vergelijking met oppervlaktewater kan vanuit het afvalwater gedurende een langere periode van het jaar, soms het gehele jaar, warmte afgenomen worden. Vanwege de mogelijke belemmering op de biologische zuivering van het afvalwater wordt waar mogelijk de voorkeur gegeven aan de benutting van het gezuiverde afvalwater (effluent genaamd)water boven rioolwater en wordt bij onttrekking van warmte uit riolering (afvalwater) een combinatie met een WKO of buffer aangeraden. Opslag verhoogt het potentieel, de bedrijfszekerheid en mogelijk het rendement van het systeem. Warmte uit drinkwater (TED) wordt onttrokken bij de productie-installaties of uit het distributienet voor ruw- en gezuiverd drinkwater. Daar is het debiet voldoende groot, aangezien het bij TED gaat om zeer geringe temperatuur verschillen. De potentie hiervan is regionaal klein, maar kan lokaal het onderzoeken waard zijn. Daarnaast is het technisch mogelijk om delen van het distributienet in te zetten als distributieleiding voor warmte.
Bij het inzetten van drinkwater als energiebron komen zeer veel aspecten kijken, zoals de leveringszekerheid en het voorkómen van leveringsonderbrekingen. Dat betekent dat een initiatief voor TED afhankelijk kan zijn van een natuurlijk moment voor aanpassingen in het leidingtracé.
Bodemenergie (t.b.v. WKO-systemen) Bodemenergie is de toepassing van warmte en koude die in de ondergrond zijn opgeslagen op een diepte van minder dan 500 meter. Een warmtepomp kan de warmte uit de bodem opwaarderen tot een voor gebouwen bruikbaar niveau. Voor individuele gebouwen kan dat met een zogenoemde bodemlus; voor grote gebouwen of clusters van gebouwen kan dit met een warmtekoudeopslag (WKO)-systeem. 15
www.aquathermie.nl
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 17
De warmte die in de winter gebruikt wordt, moet in de zomer weer worden aangevuld. Dit kan bijvoorbeeld door gebouwen in de zomer te koelen, of door aquathermie te gebruiken. De potentie voor WKO is ingeschat met behulp van het warmtebronnenregister van de provincie. In onderstaande figuur is deze potentie weergegeven; hoe blauwer de kleur, hoe meer potentieel er in de ondergrond aanwezig is. Er is een aantal boringsvrije zones ingesteld voor bescherming van het drinkwater, hier kan het potentieel voor WKO niet benut worden. De provincie bereidt op dit moment Omgevingsbeleid voor om het grondwater ook buiten de drinkwaterwinningsgebieden te beschermen. De verwachting is, dat dit beleid effectief zal worden in 2021. Het mogelijke afzetgebied voor WKO zijn die gebouwclusters met voldoende warmtevraagdichtheid en gebouwen die in voldoende mate te isoleren zijn. Deze zijn weergegeven in rood en groen. Na uitsluiting van boringsvrije zones is de potentie op een paar gebieden na overal voldoende om de bovenliggende gebouwclusters te voeden.
Figuur 3.4: Potentieel voor bodemenergie d.m.v. WKO en huidige WKO-systemen
Zonthermie collectief Met zonnecollectoren op daken of velden kan warmte worden opgewekt om collectieve systemen te voeden. Warmtebuffering op grote schaal voor seizoensopslag is hierbij een essentiële component, aangezien de warmtebehoefte in de winter het grootst is. Ecovat of PIT-storage zijn voorbeelden van dergelijke buffersystemen. In onderstaande kaart is uitgegaan van alle beschikbare, niet bebouwde oppervlak op een afstand tussen bron en vraag van maximaal 200 meter. In figuur 3.7 die de totale potentie weergeeft, is gerekend met een bruikbaar oppervlak van 4% van de landbouwgronden16.
16
Hierbij is aangesloten op de potentie voor zon op grond van het Nationaal Programma RES
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 18
Figuur 3.5: Potentieel voor zonthermie collectief
Biomassa Uit biomassa kan energie gemaakt worden door verbranding van droge biomassa en vergisting van natte biomassa. Droge biomassa Droge biomassa wordt verbrand waarbij elektriciteit en warmte ontstaat. Dit kan grootschalig collectief door verbranding van houtachtige biomassa in biomassacentrales. Het is ook een optie om vaste biomassa voor een individueel huishouden te kiezen als vervanging voor aardgas (pelletkachel). Diverse biomassastromen zijn beschikbaar voor verbranding: reststromen uit de houtindustrie, snoeihout uit beheer en onderhoud, afval van huishoudens en snoeihout uit de tuinbouw. Natte biomassa Biogas afkomstig van natte biomassa uit vergisters kan via een WKK worden omgezet in warmte en elektriciteit. In de toekomst kan het opgewerkt worden tot aardgaskwaliteit, waarna het eventueel ingevoed kan worden in het aardgasnetwerk. Biomassastromen die geschikt zijn voor vergisting zijn reststromen uit de akkerbouw (stro en loof), (berm)gras dat vrijkomt uit beheer en onderhoud, huishoudelijk afval (gft), mest uit de landbouw en rioolslib uit RWZI’s. Royal Haskoning DHV heeft een studie voor het provinciaal warmtebronnenregister gedaan naar de beschikbaarheid van deze stromen en het potentieel van vergisting en verbranding van biomassa.
Zij komen tot de conclusie dat verbranding van droge biomassa waarschijnlijk geen mogelijkheden biedt aangezien er een tekort aan (regionaal) hout is. Het beschikbare potentieel voor vergisting zit volgens hen in de regio NOB vooral in mest, GFT (wat tot nu toe gecomposteerd wordt) en in het benutten van (berm)gras. In onderstaand figuur is de regionaal beschikbare biomassa per gemeente weergegeven. Voor groen gas is de locatie van de bron van de biomassa minder relevant aangezien het o.a. door een aardgasleiding getransporteerd kan worden.
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 19
Figuur 3.6: Biomassa en biogas potentie
Individuele oplossingen Als er geen grootschalig collectieve oplossingen beschikbaar zijn, is een individuele oplossing aan de orde. Al beschreven zijn de pelletkachel met droge biomassa als bron en de individuele bodemlus met aardwarmte als bron. Een aantal van de overige oplossingen maakt gebruik van warmte uit bronnen die overal beschikbaar zijn (bijvoorbeeld lucht en zon) en die dus ook overal toegepast kunnen worden, mits de woningen in voldoende mate geïsoleerd zijn. Luchtwarmte Een elektrische warmtepomp waardeert de warmte van een bron (buitenlucht of bodem) op naar een bruikbare temperatuur voor verwarming en warm tapwater. De warmtepomp is momenteel de meest efficiënte individuele all electric oplossing. De hybride warmtepomp combineert een luchtwarmtepomp met een cv-ketel op (duurzaam) gas. Als de luchttemperatuur niet te laag is, wekt de warmtepomp efficiënt de benodigde warmte op uit elektriciteit. Als het koud is of er is warm tapwater nodig, dan springt de gasketel bij. Deze warmtepomp kan dienen als tussenoplossing richting aardgasvrij of als eindoplossing als een duurzaam gas wordt gebruikt, zoals groengas. Infraroodpanelen Infraroodpanelen (IR-panelen) zijn een vorm van directe elektrische verwarming.
Bij gebruik als hoofdverwarming is het elektriciteitsverbruik ongeveer tweemaal zo hoog als bij een elektrische warmtepomp.17 Zonthermie individueel Het verwarmen met zonnewarmte kan ook individueel. Hierbij wordt warmte gewonnen uit zonnecollectoren of PVT-panelen (combinatie zonnepaneel en -collector). Individuele PVT systemen kennen geen seizoensopslag. Zonnewarmte kan gebruikt worden als voorziening van ruimteverwarming en warm tapwater, in combinatie met een warmtepomp.18
Waterstof Waterstof is een energiedrager, geen energiebron. Waterstofgas kan aardgas vervangen met beperkte aanpassingen aan het gasnet en apparatuur. Bij de eindgebruiker zal alle gasapparatuur aangepast moeten worden en binnen een buurt moet in één keer omgeschakeld worden. Anno 2019 wordt 17
https://www.expertisecentrumwarmte.nl/kennis/factsheets/
18
HoCOSto
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 20
waterstof vooral gemaakt uit aardgas, in de toekomst zal dit meer en meer gebeuren door elektrolyse met hernieuwbare stroom. Bij dit proces treedt ongeveer 30% energieverlies op. Duurzame waterstof is momenteel schaars, omdat duurzame elektriciteitsoverschotten ook schaars zijn en dat zal voorlopig nog zo blijven. Grootschalige toepassing in de gebouwde omgeving wordt naar verwachting pas na 2030 mogelijk19. De huidige, gangbare functie van waterstof is als grondstof voor de industrie, op zeer kleine schaal wordt het gebruikt als transportbrandstof. Waterstof zou in de toekomst gebruikt kunnen worden voor de verwarming van woningen, maar dan hoofdzakelijk in oude bebouwing die zeer moeilijk of duur is om op andere wijze te verwarmen. De verwachting is dat waterstof voornamelijk industrieel toegepast gaat worden, omdat daar hoge temperaturen nodig zijn en een hoge energiedichtheid. Het opwekken van deze hoge temperaturen gebeurt momenteel op gas, maar daar zal in de toekomst een alternatief voor gevonden moeten worden, bijvoorbeeld bio- of waterstofgas.
19
https://www.expertisecentrumwarmte.nl/kennis/factsheets/
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 21
3.1 Totale regionale potentie warmte Onderstaande figuur geeft een samenvatting van de potentie van warmtebronnen in Noordoost Brabant. De figuur geeft de potentie weer als percentage van de totaal verwachte warmtevraag in 2050.
Figuur 3.7: Overzicht potentie warmtebronnen regio Noordoost Brabant
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 22
Uit deze figuur is op te maken, dat de theoretische potentie van alle bronnen bij elkaar opgeteld groter is dan de verwachte warmtevraag. In de praktijk is de inzet van de bronnen zeer lokaal: In sommige gebieden valt wellicht wat te kiezen wanneer meerdere warmtebronnen kunnen worden benut. In andere gebieden zullen echter weinig lokale bronnen beschikbaar zijn: voor 14% van het bebouwde gebied (vooral buitengebied) zijn vrijwel zeker individuele oplossingen nodig. De weergegeven theoretische potentie van de bronnen zal niet overal benut kunnen worden: per warmtebron zal nader onderzoek naar reëel potentieel en technisch / economisch potentieel (businesscase) uitsluitsel geven over het potentieel wat daadwerkelijk benut kan worden. Er zijn op dit moment geen voor de hand liggende (rest)warmtebronnen die zo groot zijn dat ze middels een regionaal netwerk meerdere gemeenten kunnen bedienen. De beschikbare bronnen zijn per gemeente weergegeven in bijlage 1.
Aanvullende opmerkingen ten aanzien van potentie Met potentie wordt het volgende bedoeld: voor TEO, restwarmte en WKO zijn de geschikte distributiegebieden gekoppeld aan de theoretische potentie van de bron. De weergegeven potentie is dus de theoretisch beschikbare energie die af te zetten is in een daarvoor geschikt afzetgebied. Voor geothermie is het potentieel in beeld gebracht alsof de bron beschikbaar zou zijn. De geschikte afzetgebieden bepalen dus de potentie, aangezien de omvang van de bron nog onbekend is. De slaagkansen voor geothermie in deze afzetgebieden zijn weergegeven in het staafdiagram. Voor biomassa en biogas is de theoretische maximale potentie weergegeven en een inschatting van het reële potentieel20. Deze potentie geeft een grove indicatie, maar zal per biomassastroom omgezet moeten worden in een reële potentie. De reële potentie hangt onder andere af van de oogstbaarheid, de zuiverheid, de mogelijkheden om biomassareststromen voor andere toepassingen te benutten.
3.2 Randvoorwaarden voor gebruik van warmtebronnen Voor alle bronnen geldt, dat bovenstaande potentie niet zonder meer en op korte termijn te realiseren is. Een strategie voor de benutting van de bronnen zal in elk geval rekening moeten houden met onderstaande randvoorwaarden: ●
Aquathermie Aquathermie is technisch een goed ontwikkelde warmtebron. Er is al twintig jaar praktijkervaring opgedaan. Om aquathermie op grote schaal in te kunnen zetten voor de verwarming en koeling van gebouwen is nog wel meer kennis nodig op het gebied van bijvoorbeeld governance en de gevolgen voor de ecologie van het water. Het Rijk is met diverse partijen, waaronder Waterschap Aa en Maas, een Green Deal aquathermie aangegaan. Doel hiervan is om het potentieel van aquathermie goed in kaart te brengen en ook onder de aandacht te brengen, zodat het meegenomen wordt in de TVW’s. Onderdeel is een onderszoeksagenda tbv opschaling21 Aandachtspunten bij het benutten van aquathermie: - Waterkwaliteit en ecologie Aquathermie brengt zowel kansen als risico’s met zich mee voor de ecologische kwaliteit en ecologie van het oppervlaktewater. Waterbeheerders werken momenteel, mede op basis van landelijk onderzoek, kaders uit waarbinnen aquathermie kan worden toegepast. Hierbij wordt rekening gehouden dat in de beginperiode ontwikkelruimte nodig is om zowel ervaring op te doen met de techniek als om inzichten te krijgen in de effecten op de ecologie. In ieder geval is vanuit dit oogpunt de combinatie van TEO met een WKO het uitgangspunt.
20
Verkenning potentieel bio-energie RES-en Brabant, Royal Haskoning DHV, 2019
21
Netwerk aquathermie: www.aquathermie.nl
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 23
- Regenereerbaarheid en verdeling De aanwezige warmte in het watersysteem en de rioleringen is regenereerbaar. Bij onttrekking van warmte wordt het oppervlaktewater en afvalwater weer opgewarmd door respectievelijk de zon en de aanwezige bodemwarmte. Hoe snel dit plaatsvindt is vooralsnog onduidelijk, waardoor op dit moment nog niet aangegeven kan worden op welke afstanden van elkaar een gelijke hoeveelheid warmte opnieuw onttrokken kan worden uit het systeem. Ook hiervoor zullen op termijn door de waterbeheerders kaders worden ontwikkeld, waarbij de invloed van potentiële cumulatieve effecten een afweging zijn. Voor nu betekent het vooral dat binnen en soms tussen gemeenten goede afstemming en afweging plaats moet vinden, om te zorgen dat aquathermie projecten elkaar niet bijten. - Riothermie Het afkoelen van ongezuiverd rioolwater kan een risico vormen voor de doelmatige werking van de rwzi. Negatieve effecten op het zuiveringsproces moeten voorkomen worden, omdat deze zich uiteindelijk doorvertalen in hogere maatschappelijke kosten e/o negatieve effecten op de ecologische kwaliteit van het oppervlaktewater. Om deze reden wordt, waar mogelijk, de voorkeur gegeven aan de benutting van effluentwater boven rioolwater.
Bij toepassing van riothermie wordt een combinatie met een WKO of buffer aangeraden, om een te sterke afkoeling van het afvalwater in de wintermaanden te voorkomen. - Waterbeschikbaarheid Aquathermie uit oppervlaktewater is afhankelijk van het aanbod aan water. Met de verandering van het klimaat kunnen hoog gelegen beken droogvallen in de zomermaanden. ●
Geothermie Het potentieel wat hier is weergegeven zal in de praktijk het maximaal haalbare zijn; namelijk als blijkt dat in elk geschikt afzetgebied ook bronnen aanwezig zijn. Zoals aangegeven; de aanwezigheid en benutbaarheid van bronnen in de regio is zeer onzeker. Het SCAN onderzoek gaat hier in de loop van 2022 meer duidelijkheid over geven. De verwachting is dat geothermie pas na 2030 ingezet kan worden. Bij de eventuele toepassing van diepe geothermie zal ook rekening gehouden moeten worden met andere gebruikers dan de gebouwde omgeving: diepe geothermie kan een interessante bron zijn voor de tuinbouw en voor de verduurzaming van de procesindustrie.
●
Restwarmte uit de industrie Gegevens over de beschikbaarheid en het huidig gebruik van restwarmte zijn niet openbaar te verkrijgen. Het berekende potentieel is een inschatting die verificatie behoeft bij individuele bedrijven, bijvoorbeeld bij het opstellen van de Transitievisie Warmte. Daarnaast is het de vraag of de eigenaar van de restwarmte bereid is om deze restwarmte te leveren. Ook iets om rekening mee te houden is het feit dat bedrijven zelf ook hun energievoorziening gaan verduurzamen en het de vraag is of de restwarmte in de toekomst ook beschikbaar blijft.
●
Bodemenergie Er is een aantal boringsvrije zones ingesteld voor bescherming van het drinkwater, hier kan het potentieel voor WKO niet benut worden. De provincie bereidt op dit moment Omgevingsbeleid voor om het grondwater ook buiten de drinkwaterwinningsgebieden te beschermen. De verwachting is, dat dit beleid effectief zal worden in 2021.
●
Droge biomassa Droge biomassa wordt gezien als een transitiebrandstof: op het moment wordt het veel ingezet in biomassa centrales of als bijstook. Er is veel discussie over
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 24
duurzaamheidsaspecten. In 2050 zal vaste biomassa naar verwachting aftrek vinden in andere sectoren en onderdeel zijn van de biobased economy22 ●
Natte biomassa In theorie heeft groen gas een groot potentieel in de regio NOB. De huidige productie is echter beperkt (9,6 PJ). De verwachting is dat landelijk in 2030 maximaal 2 bcm (biljoen m 3 = miljard m3 = 70 PJ/ jaar) groen gas beschikbaar is23. Dat is een verdubbeling van de huidige productie. De belangrijkste biomassastroom in de regio NOB is dierlijke mest. Het gebruik van dierlijke mest voor biogas kan niet los gezien worden van de transities in de landbouw: De Minister van EZK schetst in de Routekaart Groen Gas 24 dat het kabinet wenst dat de biomassa gebruikt voor groengas bijdraagt een de milieu- en klimaatdoelstellingen van het kabinet en dat er aandacht is voor ongewenste instandhoudingseffecten, waarbij de leveringszekerheid van groen gas afhankelijk wordt van dierlijke mest. De inzet van biogas in aardgasleidingen in de gebouwde omgeving is vanuit kostenoverwegingen op het moment zeer aantrekkelijk. Na 2030 wordt echter een groeiende vraag naar groen gas verwacht vanuit industrie en mobiliteit (zwaar verkeer), omdat er voor deze sectoren beperkte andere mogelijkheden zijn om te verduurzamen. Het Ministerie van EZK beschrijft groen gas als sluitstuk voor de warmtetransitie; daar waar andere bronnen niet kosteneffectief of niet inzetbaar zijn.
De Routekaart doet echter geen voorstel voor de allocatie van groen gas aan sectoren, gezien de moeilijkheid om op dit moment toekomstbestendige keuzes te maken.
22
Verkenning potentieel bio-energie RES-en Brabant, Royal Haskoning DHV, 2019
23
Contouren en instrumenten voor een Routekaart Groengas 2020-2050, CE Delft, 2018
24
Routekaart Groen Gas, Ministerie van EZK, maart 2020
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 25
4 Afwegingskader warmtebronnen 4.1 Doel van regionaal afwegingskader bronnen In het vorige hoofdstuk is inzichtelijk gemaakt hoeveel duurzame warmte er potentieel beschikbaar is in de regio. Hoe koppelen we deze warmtebronnen nu op de juiste manier aan de warmtevraag? En wie heeft recht op het gebruik van schaarse warmtebronnen? Deze vragen zijn zeer complex. Daarom is er in voorzien dat in elke RSW een afwegingskader wordt gemaakt. Met dit afwegingskader kan een samenhangende bronnenstrategie gemaakt worden, waarmee warmtebronnen optimaal worden ingezet. De volgende constateringen zijn belangrijk voor het afwegingskader voor Regio Noordoost Brabant: 1. 2.
3. 4. 5.
Er zijn op dit moment geen bronnen die bovengemeentelijke potentie hebben. Biomassa is een bron van energie die onafhankelijk van de locatie kan worden ingezet en waar meerdere gebruikers aanspraak op gaan doen, waardoor een afwegingskader voor gebruik nuttig is. Het koppelen van (rest)warmtebronnen aan de vraag zal primair lokaal plaatsvinden, in de TVW’s van de gemeenten. De gekozen technieken om de warmtevraag te verduurzamen hebben effect op de totaal op te wekken hoeveelheid duurzame elektriciteit in de regio. Geothermie kan in de toekomst een warmtebron zijn, die groot genoeg is om een regionale afweging te noodzaken. Het SCAN onderzoek naar geothermie zal meer zekerheid bieden over de potentie van geothermie. Ook sommige restwarmtebronnen kunnen mogelijk door meerdere gemeenten benut worden. Hier zal eerst nader onderzoek naar gedaan moeten worden.
Gegeven deze constateringen is de doelstelling van het afwegingskader voor Regio Noordoost Brabant geformuleerd:
1) Gezien de onbekendheid t.a.v. grotere regionale bronnen en de te ontwikkelen landelijke kaders voor biomassa en -gas zijn er geen afspraken gemaakt over regionale verdeling van bronnen. Dit kan mogelijk in de toekomst wel aan de orde zijn. 2) De energiebesparingsdoelstellingen en de keuzes voor duurzame warmtetechnieken in de Transitievisies Warmte hebben effect op de regionale elektriciteitsvraag. Daarom maakt de regio wel afspraken over de monitoring van deze extra elektriciteitsvraag en de energiebesparingsdoelstellingen. 3) Het afwegingskader is een hulpmiddel voor gemeenten bij het maken van hun TVW. Het geeft leidende principes om lokaal keuzes te maken tussen verschillende warmtebronnen.
4.2 Leidende principes 4.2.1 Reduceer de warmtevraag Reductie van de warmtevraag in woningen door isolatie en warmteterugwinning zorgt voor minder energieverbruik en een lagere mogelijke afgiftetemperatuur. Hierdoor is minder opwekking van duurzame energie nodig en de verlaging van de afgiftetemperatuur geeft ruimte om meerdere verschillende technieken toe te passen. In de berekeningen van de totale warmtevraag voor de RES is rekening gehouden met een realistische besparing op de warmtevraag van 24%.
Uitgangspunten: •
Leg een onderbouwde besparing op de warmtevraag vast in de TVW van minimaal 24%.
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 26
•
RES heeft monitoringsfunctie25 o Tellen de besparingsdoelstellingen in de afzonderlijke TVW’s op tot de regionale doelstelling? o Worden de besparingsdoelstellingen van de gemeenten behaald?
Huidige gemeentelijke doelstellingen De meeste gemeenten hebben energiebesparingsdoelstellingen geformuleerd in energievisies- of programma’s. Deze volgen soms landelijke richtlijnen of zijn ambitieuzer. Dit zijn echter geen besparingsdoelstellingen voor de warmtevraag, maar doelstellingen gericht op energieverbruik. Hiermee zijn ze lastiger te koppelen aan isolatiemaatregelen, omdat: ●
Besparing is vaak niet toegewezen aan gas dan wel elektra, maar algemeen geformuleerd. Hierdoor is het onduidelijk welke doelstelling er ten aanzien van reductie van de warmtevraag bestaat.
●
Besparing op aardgasverbruik kan gerealiseerd worden door wijken van het gas te halen, zonder de warmtevraag zelf te reduceren.
Doelstellingen van corporaties De besparingsdoelstelling van de corporaties is in lijn met de besparing zoals aangegeven in Tabel 1.1, zelfs ambitieuzer: ook de label F en G woningen zullen allemaal naar label A of B gebracht worden.
4.2.2 Een juiste match vanuit techniek Temperatuurniveau en distributie Om een match tussen gebieden en bronnen te maken is het nodig de warmtevraag te karakteriseren door de volgende vragen te beantwoorden: ●
Welke besparing is in dit gebied haalbaar? Welke afgifte temperatuur is straks in de woningen vereist?
●
Heeft het gebied voldoende warmtevraagdichtheid voor collectieve distributie? Als woningen dicht genoeg bij elkaar liggen is een collectieve oplossing mogelijk.
Onderstaande figuur geeft op regionaal niveau gebieden aan, waar het mogelijk is om collectieve oplossingen in te zetten. (Zie “infrastructuur” voor meer toelichting op deze kaart)
25
Hiervoor is de Provinciale Monitor van Noordoost Brabant een voor de hand liggend tool
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 27
Figuur 4.1: Mogelijke distributieclusters warmte en temperaturen
Warmteprofielen op lokaal niveau De figuur hieronder geeft een gedetailleerde analyse weer van warmteprofielen binnen een gemeente. Warmteprofielen geven voor clusters van gebouwen aan op welke temperatuur deze gebouwen in de toekomst, na toepassing van besparingsmogelijkheden, verwarmd kunnen worden. De rode gebouwen hebben hoge temperatuur nodig, de oranje gebouwen midden temperatuur en de groene gebouwen lage temperatuur.
Figuur 4.2: Warmteprofielen binnen een gemeente
DWTM19020 – Regionale Structuur Warmte RES Noordoost Brabant 28
Fasering van bronnen De Raad voor de Leefomgeving publiceerde in 2018 de onderstaande indeling van warmteoplossingen.