Proeftuin 't Zand Rapportage haalbaarheidsstudie

Haalbaarheidsonderzoek aardgasvrije wijk `t Zand Gemeente ´s-Hertogenbosch Rapportage (definitief)

Colofon Datum:

19-01-2023

Contactpersoon: E-mail: Telefoon nummer:

Sander Markus sander.markus@qirion.nl +31 6 11 08 82 96

Onderwerp: Projectnummer: Gecontroleerd door: Klant: Auteur(s):

Haalbaarheidsonderzoek aardgasvrije wijk `t Zand Gemeente ´s-Hertogenbosch ECP-0078 Sander Markus Gemeente ’s-Hertogenbosch Dick Hofman, Thijn van de Ven, Tarek Alkanbar, Rob Bremer, Nico Büskens

Qirion B.V. KvK-nummer: 09119276 Bezoekadres: Dijkgraaf 4, 6921 RL Duiven Telefoon: (088) 191 00 00 Postadres: Locatiecode 2NA8120, Postbus 50, 6920 AB Duiven www.qirion.nl info@qirion.nl

Qirion Wij zijn expert in het ontwikkelen, realiseren en onderhouden van veranderende energienetten.

2

Inhoudsopgave 1. Samenvatting ................................................................................................................................................ 5 2. Inleiding, scope en aanpak ....................................................................................................................13 2.1 Inleiding ................................................................................................................................................13 2.2 Scope ....................................................................................................................................................13 2.2.1 Scope van de haalbaarheidsstudie .......................................................................................13 2.2.2 Geografische scope ...............................................................................................................14

3. Techniek ........................................................................................................................................................15 3.1 Het energieconcept ..............................................................................................................................15 3.1.1 Beoogde energieconcept in de uitvraag ...............................................................................15 3.1.2 Optimalisatie van het oorspronkelijke energieconcept........................................................16 3.1.3 Uitgewerkte energieconcept ................................................................................................16 3.2 Warmte- en koude vraag .....................................................................................................................18 3.2.1 Resultaten woningschouwen ................................................................................................18 3.2.2 Warmte- en koudevraag .......................................................................................................21 3.3 Warmte- en koude opwek....................................................................................................................23 3.3.1 TEO Techniekruimte..............................................................................................................23 3.3.2

Uitkoppeling TEO uit de Stadsdommel .................................................................................23 3.4 Distributie- en opslagsysteem ..............................................................................................................25 3.4.1 Centrale techniekruimte .......................................................................................................25 3.4.2 WKO-bronnen .......................................................................................................................28 3.4.3 Warmtepomp in de woningen ..............................................................................................29 3.4.4 Locatiebepaling installaties ...................................................................................................31 3.4.5 Tracé van het wijknet ............................................................................................................33 3.4.5.1 Wijknet tracé ..................................................................................................................34 3.4.5.2 Tracé bronputten warmte ..............................................................................................35 3.4.6 Tracé bronputten koude .......................................................................................................36 3.5 Reductie van CO2-uitstoot

....................................................................................................................37

4. Financiën .......................................................................................................................................................38 4.1 Volloopschema .....................................................................................................................................38 4.2 Totale investeringskosten ....................................................................................................................39 4.3 Integrale business case.........................................................................................................................39 4.3.1 Operationele inkomsten en uitgaven ...................................................................................40 4.3.2 Resultaten .............................................................................................................................41 4.3.3 Financiering BAK ...................................................................................................................42 4.4 Gevoeligheidsanalyse ...........................................................................................................................43 4.5 Subsidiemogelijkheden ........................................................................................................................45 3

5. Regie en organisatie .................................................................................................................................46 5.1 Inleiding ................................................................................................................................................46 5.2 Fysieke onderdelen van een collectief warmtenetwerk ......................................................................46 5.3 Organisatorische rollen in een Warmteketen in een wijknet ..............................................................47 5.4 De rollen van de Gemeente in warmteprojecten ................................................................................47 5.5 Publieke, private partijen en warmteschappen ...................................................................................48 5.5.1 Publieke Partijen ...................................................................................................................48 5.5.2 Private Partijen .....................................................................................................................49 5.5.3 Energiegemeenschap / Warmteschap ..................................................................................49 5.6 Voorgesteld organisatiemodel .............................................................................................................50

6. Juridica ...........................................................................................................................................................51 6.1 Stand van zaken ontwikkeling nieuwe Warmtewet, de Wcw ..............................................................51 6.2 Consequenties van keuze publieke netten /“Brief van Jetten” ...........................................................51 6.3 Wat houdt het voorstel van de nieuwe Warmtewet in? .....................................................................51 ....................................................................................................................................................................52 6.4 Verschil tussen Warmtewet 1.0 en 2.0 (Wcw) .....................................................................................52

7. Conclusies en aanbevelingen ...............................................................................................................53 7.1 Conclusies .............................................................................................................................................53 7.1.1 Techniek ................................................................................................................................53 7.1.2 Financiën ...............................................................................................................................53 7.1.3 Organisatie en juridica ..........................................................................................................54 7.2 Aanbevelingen ......................................................................................................................................55 7.2.1 Technisch ..............................................................................................................................55 7.2.2 Financieel ..............................................................................................................................55 7.2.3 Organisatorisch .....................................................................................................................55

8. Bijlagen ..........................................................................................................................................................56

4

1. Samenvatting Inleiding De gemeente ‘s-Hertogenbosch heeft een rijkssubsidie (PAW / Proeftuinen Aardgasvrije Wijken) ontvangen om in te zetten voor het verduurzamen en aardgasvrij-ready maken van de buurt ’t Zand Noord West. In dit haalbaarheidsonderzoek worden lessen getrokken over technieken, financiering, organisatie en participatie. Het onderzoek is uitgevoerd door Qirion in opdracht van en in nauwe samenwerking met de volgende partners: Burgerinitiatief ’t Ecozand, Gemeente ‘s- Hertogenbosch, netbeheerder Enexis, ontwikkelbedrijf Enpuls Warmte Infra, Stichting Farent, het Waterschap Aa en Maas en de woningcorporaties Zayaz, BrabantWonen en Charlotte van Beuningen. Deze partijen hebben in 2020 een gezamenlijke intentieverklaring ondertekend, waarin zij aangegeven om alle gebouwen in het Zand Noord West versneld aardgasvrij-ready te willen maken. Het onderzoek is opgebouwd uit de onderdelen techniek, financiën, organisatie en juridica. In de praktijk worden deze onderwerpen veelal gelijktijdig opgepakt, wat in de regel positief werkt op het draagvlak bij de stakeholders. In deze rapportage worden de onderwerpen in bovengenoemde volgorde behandeld, omdat het in de basis een technische warmtevoorziening betreft, die betrouwbaar en betaalbaar dient te zijn.

Is dat niet het geval, dan is de kans op realisatie van het project klein, maar wordt bij realisatie een bron van ellende voor de aangeslotenen en de betrokken stakeholders. Ook als het concept betrouwbaar en betaalbaar is, dienen nog de nodige hobbels te worden genomen in demarcatie, organisatie en financiële verdeling, maar is er wel een gerede kans op succes. Momenteel is de warmtewereld erg in beweging. Na enkele decennia waarin enkele (grote) energiebedrijven in enkele grote steden hun warmtenetten gestaag uitbreidden, is er nu zicht op een nieuwe warmtewet, de Wcw. Deze verlegt het zwaartepunt van privaat naar publiek eigenaarschap. Dat biedt gemeenten, netbeheerders, waterschappen en andere publieke partijen meer mogelijkheden om vorm te geven aan een warmtevoorziening, die niet stoelt op een bedrijfsmonopolie en waarin ook ruimte kan zijn voor buurtinitiatieven zoals in ’t Zand. Buurtcollectieven worden steeds meer erkend als een derde rechtspersoon, “de energiegemeenschap”, als nietprivaat en niet-publiek. Door sterke betrokkenheid met bewoners mag worden verwacht dat deze organisaties positief gaan bijdragen aan de participatie van bewoners bij het aardgasvrij maken van hun buurten. Zeker de komende jaren zal het nog mogelijk blijven om als gemeente concessies toe te kennen aan commerciële energiebedrijven om een warmtenet aan te leggen en te exploiteren.

Maar mede in het licht van de verandering in wetgeving kiezen veel gemeenten, als regisseur van de energietransitie, nu al voor een aanpak om samen met de burgers, publieke partijen en andere stakeholders te komen tot buurtgerichte oplossingen. Proeftuin ’t Zand is daar een mooi voorbeeld van. Uit ’t Zand vallen ook de nodige lessen te trekken die elders in de stad kunnen worden toegepast. Bij de besluitvorming over de realisatie van een eerste warmtevoorziening in de stad dienen er idealiter ook een aantal vragen te worden beantwoord op het niveau van de gemeente als geheel. Denk daarbij aan keuzes voor individuele oplossingen per buurt versus stad brede oplossingen, met mogelijke consequenties als verschillen tussen buurten in kosten voor aansluiting op een warmtenet. Ook kan een heldere visie van de gemeente op waar welke warmtevoorziening het meest geëigend is, bewoners helpen bij het kiezen voor aansluiting op een collectieve voorziening. Zodat in plaats van het versterken van een tweedeling tussen bewoners, die individuele oplossingen kunnen betalen, de kansen voor de overige bewoners op een betaalbare collectieve voorziening juist 5

verkleinen. Keuzes op deze punten en de daarmee samenhangende keuzes over hoe de gemeente daar vorm aan wil en kan geven middels een warmtebedrijf, vereisen een politieke besluitvorming. Als adviesbureau kunnen wij aangeven welke keuzes relevant zijn en wat de consequenties van deze keuzes zijn. Maar deze vallen buiten de scope van dit project. Conclusies Techniek Het technisch warmteconcept dat in de PAW is beschreven, bestaat uit een bron (TEO) op basis van warmte uit oppervlaktewater én een tweede warmtebron (PVT-panelen) op basis van zonenergie, een WKO-bodemopslagsysteem als seizoensbuffer, een ZLT-warmtenetwerk om het lauwe water naar de huizen te transporteren en per woning een warmtepomp om de gewenste temperatuur te bereiken. TEO staat voor Thermische Energie uit Oppervlaktewater, PVT voor zonnepanelen die warmte én elektriciteit kunnen produceren, WKO voor Warmte-Koude-Opslag en ZLT voor Zeer Laag Temperatuur (netwerk). Het ruimtebeslag van het hele energieconcept bestaat uit een TEO-installatie in de Stadsdommel, PVT-panelen op de daken, een WKO-installatie in de wijk, de nodige ondergrondse infrastructuur (ongeïsoleerde buizen), een bijbehorend technisch gebouw én in alle woningen een individuele warmtepomp. Omdat met de TEO-installatie én de PVT-panelen vooral in de zomer warmte wordt opgewekt, concurreren deze systemen met elkaar.

Met de PVT-panelen kan onvoldoende warmte worden opgewekt voor de hele buurt. Daarom is om technische (minder complex) en financiële (goedkoper) redenen ervoor gekozen om het uit te werken energieconcept te beperken tot alleen TEO als warmtebron, omdat hiermee voldoende warmte kan worden opgewekt voor de hele buurt. Om de leerdoelen met betrekking tot de participatie en buurteigenaarschap van deze energiebron overeind te kunnen houden is geadviseerd om wél PV-panelen te plaatsen, waarmee alleen elektriciteit wordt opgewekt. Na uitvoering van een onderzoek van een zestal referentiewoningen in de buurt ’t Zand, is een inschatting gemaakt van de totale warmtebehoefte (warmtevraag). Deze warmtevraag wordt sterk bepaald door de mate van isolatie van de woningen. Regelgeving, praktische en kostentechnische redenen beperken de mogelijkheden tot isolatie van de panden en daarmee dus ook de potentiële warmtevraagreductie van de woningen. Zo worden aan specifiek monumentale gebouwen extra restricties tot aanpassing gesteld en dienen bijvoorbeeld tijdens het aanbrengen van een vloerverwarming in een woning, ook de bewoners tijdelijk elders te worden gehuisd.

De beperkte huidige isolatiegraad van de woningen en de beperkte beoogde en mogelijke isolatiemaatregelen hebben als consequentie dat in de woningen alle radiatoren vervangen moeten worden door laag temperatuurradiatoren en dat er relatief zware en dure warmtepompen nodig zijn. Bij de geschouwde woningen is er ruimte voor het plaatsen van een warmtepomp, die grofweg het formaat van een standaard koelkast heeft. Op deze manier kunnen deze woningen met een beperkte temperatuur van 40-50 oC comfortabel worden verwarmd. Deze aanpassingen zijn echter erg kostbaar. Conclusie is dat voor deze buurt dit zeer laag temperatuur-energieconcept niet het meest geëigend is. Deze warmtevoorziening is relatief complex en duur, beslaat relatief veel ruimte, met name in de (kleine) woningen en vereist een hogere isolatiegraad dan beoogd door de woningbouwcorporaties. Ook is een technisch energieconcept dat niet of minder goed aansluit bij de energiebehoefte van een buurt, per definitie te duur (want duurder dan een alternatief) en zal daarmee op minder draagvlak mogen rekenen. 6

Financieel Een warmtevoorziening dient te zijn afgestemd op de warmtebehoefte van de afnemers in de panden/woningen. Woningen vormen een integraal onderdeel van het totale warmtesysteem (van productie tot en met afname). En de warmtebehoefte in een buurt wordt weer sterk bepaald door de mate van isolatie van en de soorten afgiftesystemen in de woningen. Daarom zijn de isolatiekosten en afgiftesystemen als onderdeel opgenomen in de totale integrale businesscase. Uiteraard dienen er bij de financiering van aanpassingen in isolatie en afgiftesystemen, ook de hiervoor bedoelde subsidies voor verduurzaming door woningcorporaties en particuliere woningeigenaren te worden meegenomen ter dekking van deze kosten. Als de inpandige investeringskosten van de woningbouwcorporaties niet worden meegenomen in de businesscase, dan ontstaat er ook een ongelijkheid tussen huur- en koopwoningen. De particuliere woningeigenaren worden dan geconfronteerd met een additionele kostenpost, waar zij op basis van de businesscase, geen rekening mee hebben kunnen houden. Zoals in de inleiding reeds aangegeven zijn de PVT-panelen in het energieconcept vervangen door PV-panelen, die geen warmte, maar alleen duurzame elektriciteit produceren. Plaatsing en exploitatie van PV-panelen op woningen is inmiddels op zichzelf nét rendabel en heeft daardoor geen relevante impact op de businesscase.

Daarom is dit onderdeel niet opgenomen in de integrale businesscase. In deze businesscase wordt gebruik gemaakt van zo actueel mogelijke kengetallen, met overigens een ruime marge als gevolg van onder meer de huidige onzekerheid in de grondstofprijzen. De integrale businesscase bestaat uit de initiële investeringskosten, de herinvesteringskosten (na circa 15 jaar) en de jaarlijkse kosten die nodig zijn om de totale warmtevoorziening rendabel te kunnen exploiteren. Deze kosten dienen op een termijn van dertig jaar te worden terugverdiend, voor een rendabele businesscase. Alle gemaakte investeringskosten en operationele kosten dienen, op eventuele subsidies na, uiteindelijk door de klanten van de warmtevoorziening te worden betaald. De opbrengsten bestaan in deze businesscase alleen uit de vaste kosten, die de netbeheerder voor het gebruik van het netwerk bij de afnemer in rekening mag brengen. Er zij geen variabele inkomsten omdat er voor het aanbieden van lauw water wettelijk geen kosten in rekening gebracht mogen worden. In een aanpassing op de aanvraag heeft ‘t Ecozand voorgesteld om de meter ná de warmtepomp te plaatsen, zodat het warme water wél in rekening kan worden gebracht. Qirion heeft dit voorstel niet overgenomen, omdat dit zou betekenen dat deze “extra inkomsten”, dan alsnog extra door de klanten dienen te worden betaald, bovenop de overige kosten.

Het voorstel zou er toe leiden dat de businesscase voor de warmteleverancier zelf mogelijk positief wordt. Maar dit heeft dit geen enkel effect op de integrale businesscase, omdat de kosten voor klant precies evenveel stijgen als de extra inkomsten van de leverancier. In de integrale businesscase bestaan de totale investeringskosten (CAPEX) uit de onderdelen: - De woningen (warmtepompen, afgiftesystemen, isolatie en overige huisaanpassingen) - Het tracé (warmtenetwerk en bronleidingen) - De technische installaties (TEO-installatie, WKO-installaties en Technische ruimte). Het totaal aan investeringen bedraagt circa € 18,8 miljoen euro 7

Het totaal aan herinvesteringen (na 15 jaar) bedraagt circa € 1,7 miljoen euro De operationele kosten (OPEX) per woning per jaar bestaan uit de onderdelen: - Elektriciteit - Beheer en onderhoud - Leverancier Het totaal aan jaarlijkse operationele kosten per woning bedraagt circa € 1.600 euro Het totaal aan vaste inkomsten per woning per jaar bedraagt circa € 1.200 euro De vaste inkomsten zijn de kosten die de klant betaalt voor gebruik van het warmtevoorziening (netwerk). Het verschil tussen de operationele kosten en inkomsten is negatief, circa € - 400 euro per woning per jaar. Het exploitatieverlies is daarmee over een looptijd van 30 jaar in totaal circa € 1,8 miljoen. Dit betekent niet alleen dat de warmtevoorziening niet rendabel is te exploiteren, maar ook dat de gemaakte investeringen niet kunnen worden terugverdiend. De BAK (bijdrage aansluitkosten) is de sluitsom van de businesscase en bestaat uit de (her)investeringskosten (18,8 en 1,7 miljoen euro) en de (negatieve) exploitatiekosten voor de periode van 30 jaar (1,8 miljoen euro). Dit totale bedrag van 22,3 miljoen euro dient te worden verdeeld over het aantal aangeslotenen. De BAK komt daarmee neer op circa € 60.000 euro per aansluiting, waarvoor dekking dient te worden gevonden. Als alle subsidies van deze BAK worden afgetrokken vormt het restant de onrendabele top.

Omdat er verschillen zijn in subsidies voor particulier en wooncorporatiebezit, zijn er ook verschillen in de onrendabele top per woning. Dit alles betekent dat, uitgaande van het beoogde warmteconcept en de beoogde mate van isolatie van de woningen, de onrendabele top per woning tussen € 27.000 en € 44.000 euro bedraagt. Geconcludeerd kan worden dat de onrendabele top zodanig hoog is, dat de business case niet sluitend te krijgen is. Dit is ook het geval als de businesscase wordt geoptimaliseerd op basis van: warmtetarieven, bouwkosten, rendementseisen en/of volloopscenario’s. Deze conclusie is een gevolg van het feit dat het energieconcept niet aansluit bij de combinatie van de warmtebehoefte, de technische staat en het (beoogde) isolatieniveau van de woningen. Organisatie en juridica In de PAW-aanvraag / de intentieverklaring wordt uitgegaan van de volgende rollen van de diverse stakeholders bij het aardgasvrij-ready maken van de buurt ’t Zand Noord West. Burgerinitiatief ’t Ecozand is een groep vrijwillige bewoners, dat streeft om alle betrokken gebouwen aardgasvrij op basis van een collectieve warmtevoorziening, een coöperatief warmtebedrijf op te richten om de rollen van producent en leverancier in te kunnen vullen, met zeggenschap van bewoners over de energievoorziening.

De gemeente ’s-Hertogenbosch heeft de regierol bij de wijkgerichte aanpak, is verantwoordelijk voor de PAWaanvraag, het stakeholdermanagement en de projectplanning. Woningbouwcorporaties Zayaz, BrabantWonen en Charlotte van Beuningen willen hun woningen geschikt maken voor aansluiting op een laag temperatuur warmtenet door isolatie, lage temperatuur verwarming en inductie koken. Netwerkbeheerder Enexis wil aanpassingen van het gas- en elektriciteitsnet synchroon laten lopen met de ontwikkeling van de collectieve warmtevoorziening. 8

Enpuls Warmte Infra, onderdeel van de Enexis Groep, is beoogd ontwikkelaar van nieuwe warmte-infrastructuur en beoogd beheerder van het warmtenet. Farent ondersteunt (met name kwetsbare) bewoners in deze buurt bouwt aan een sociale gemeenschap. Waterschap Aa en Maas wil de mogelijkheden van TEO voor de warmtevoorziening van ’t Zand onderzoeken en ondersteunen bij een vergunningaanvraag. In de PAW-aanvraag wordt aangegeven dat de bewoners de belangrijkste stakeholders zijn, die in staat worden geacht om op de lange termijn een stevig, duurzaam en gedragen project te kunnen voorbereiden, uitvoeren en borgen. ‘t Ecozand heeft de trekkersrol op zich genomen, wordt in communicatie door de gemeente ondersteunt, wordt toekomstig gebruiker van de duurzame warmte en elektriciteit en wil ook medezeggenschap krijgen over het warmtenet. ’t Ecozand wil zeggenschap geven aan de bewoners, door te verenigen in een energiecoöperatie en vanuit die entiteit afspraken kunnen maken met de betrokken stakeholders om een langdurige betrouwbare en betaalbare levering en productie van warmte te kunnen blijven garanderen. Op dit moment is ‘t Ecozand waarschijnlijk niet in staat om zelf de gewenste rollen van producent en leverancier van warmte in te kunnen vullen.

De organisatie is momenteel te klein en te weinig stabiel om langdurig professionele diensten te kunnen verlenen aan hun klanten, die tegelijk ook buurtbewoners zijn. Maar mocht dat ook op termijn niet het geval zijn, dan wil dat nog niet zeggen dat de warmtevoorziening in ’t Zand geen coöperatief karakter zou kunnen hebben. Dat kan als ‘t Ecozand professionele partijen aantrekt die de rollen van producent en/of leverancier op zich kunnen nemen en daarbij de mogelijkheid bieden om bewoners te laten participeren in de onderneming. Of door zich te beperken tot de communicatie met en het betrekken van de bewoners bij de ontwikkeling van een warmtevoorziening in hun buurt om zo ruimte te bieden aan andere partijen om een “warmtecoöperatie” op te zetten. Een constructieve samenwerking met onder andere EnergieSamen kan ‘t Ecozand helpen bij de te maken keuzes. In alle gevallen kan het belang van communicatie, ten behoeve van een goede participatie van de bewoners in de wijk, niet snel worden overschat en ligt hier een mooie kans voor een samenwerking tussen ‘t Ecozand, de gemeente, Enpuls Warmte Infra en de wooncorporaties. Van alle partijen die de intentieverklaring hebben ondertekend heeft Enpuls Warmte Infra de meeste kennis en ervaring met het ontwikkelen van collectieve warmtevoorzieningen. Maar voor dit doel heeft Enexis Enpuls Warmte Infra dan ook opgericht.

Voor alle andere partijen geldt dat zij weliswaar geen tot weinig concrete ervaring hebben bij het ontwikkelen en exploiteren van een warmtenetwerk, maar adequaat ondersteund, hun besluitvormingstrajecten goed vorm kunnen geven. Dit is extra relevant voor de partijen die daarvoor in de beoogde warmtevoorziening zelf en/of de woningen dienen te investeren. Zo heeft Enpuls Warmte Infra aangegeven alleen te investeren in het warmtenetwerk zelf en dus niet in productie en/of levering. En willen de drie wooncorporaties zich beperken tot de rol van afnemer van het warmtebedrijf en tot de nodige inpandige investeringen. Marktmodellen Om te komen tot een warmtebedrijf of warmtecoöperatie, dat een betrouwbare, betaalbare en duurzame warmtevoorziening kan exploiteren, zijn en een aantal punten van belang. De hele warmteketen moet zijn “belegd”, dat wil zeggen er dienen respectievelijk een bronhouder, producent, transporteur, leverancier en een afnemer te zijn. De laatste betaalt in feite de hele keten. 9

Met name de onderdelen productie, transport en levering dienen professioneel te worden uitgevoerd, omdat zo de risico’s het beste kunnen worden gemanaged en (niet professionele) afnemers bij fouten kunnen reclameren. Deze activiteiten kunnen worden ingevuld door aparte organisaties of door één enkele organisatie. Per warmteketen-onderdeel kan een onderscheid gemaakt worden tussen eigenaarschap, assetmanagement en onderhoud. Ook dit kan binnen aparte organisaties worden belegd, maar ook worden gecombineerd. Zo kan één energiebedrijf voor de rollen van producent, transporteur en leverancier, zowel eigenaar, beheerder als uitvoerder zijn, maar kan dit in principe ook over negen aparte organisaties zijn verdeeld. Ook kan een afnemer (mede)eigenaar van de warmteproductie-installatie zijn of zelf ook de warmteproducent zijn. In alle gevallen is het cruciaal dat het contractueel goed is geregeld, zodat de afnemer uit eindelijk (letterlijk en figuurlijk) niet in de kou komt te zitten. Het moge duidelijk zijn dat het minder riskant is als afnemers mede-eigenaar zijn van een asset dan dat zijn ook verantwoordelijk zijn voor een foutloze operatie. Er zijn dan ook weinig buurtcollectieven die in de praktijk zelf een warmtebedrijf runnen.

Verreweg de meeste bewoners willen veelal liever niet persoonlijk financiële risico’s lopen als gevolg van storingen of plotseling oplopen energieprijzen etc. Publiek, Privaat en Energiegemeenschap Organisaties kunnen worden ingedeeld als publiek (met enkel overheden als eigenaar) en privaat (met private of particuliere eigenaars). Overigens zijn PPS-constructies mogelijk, waarbinnen publieke en private partijen met elkaar samenwerken. In de Europees wetgeving is nu ook sprake van een derde rechtspersoon, de energiegemeenschap, als vorm van een burgerinitiatief. Mogelijk wordt dit ook op termijn in de Wcw opgenomen. Publiek zijn: Gemeente ‘s-Hertogenbosch, provincie Noord-Brabant, Waterschap Aa en Maas, netbeheerder Enexis en ontwikkelbedrijf Enpuls Warmte Infra; Privaat zijn: wooncorporaties Zayaz, BrabantWonen en Charlotte van Beuningen, de energie- en warmtebedrijven en vooralsnog ook een burgerinitiatief als ’t Ecozand. De Wcw stelt dat een warmtebedrijf geïntegreerd dient te zijn én dat de meerderheid (51%) van het eigendom van de infrastructuur in publieke handen dient te zijn. De eerste eis beoogt, door de verantwoordelijkheid voor de operationele warmte-keten uiteindelijk bij één organisatie te leggen, de warmtelevering het beste kan worden gegarandeerd. De tweede eis beoogd dat de belangen van de afnemers ook publiek worden gewaarborgd.

Vooralsnog is het mogelijk voor een gemeente om een warmteconcessie uit te geven aan een privaat bedrijf, waarbij dat bedrijf volledig eigenaar is van alle assets en door de combinatie producent en leverancier dé factor een monopolist is. Ook is nu nog mogelijk om een warmtebedrijf op te zetten dat volledig in eigendom is van de bewoners of een buurtcoöperatie (de in de PAW-aanvraag opgenomen voorkeursvariant). Momenteel kunnen ook de onderstaande opties worden gehanteerd bij de opzet van een warmtebedrijf. Daarnaast lijken deze opties ook mogelijk, na invoering van de Wcw en het verstrijking van de overgangsregeling: • Een warmtenet van een volledig publiek warmtebedrijf, dat ook volledig eigenaar is van alle assets; • Een joint venture die volledig eigenaar is van alle assets, waarbij de publieke partij(en) in de joint venture een meerderheid in zeggenschap heeft/hebben; • Een warmteketen waarbij de warmtebron, de infrastructuur en de levering zijn opgeknipt en waarbij de infrastructuur in publieke handen is. 10

Een van de (vele) mogelijkheden voor een warmtecoöperatie (’t Ecozand) kan zijn dat deze bewoners mobiliseert om aandeelhouder te worden in een warmteproductiebedrijf en/of warmtenetwerk. Het is nu echter nog niet duidelijk wat de animo is in de wijk voor participatie in de ontwikkeling van een collectieve warmtevoorziening in ’t Zand en op welke manier de bewoners hierin zouden willen participeren. Een andere interessante mogelijkheid is dat de provincie Noord-Brabant een warmteontwikkelingsbedrijf opzet om de gemeente te ondersteunen bij de ontwikkeling van warmtenetten. Conclusie: Het is momenteel niet mogelijk om, op basis van de samenstelling van de betrokken organisaties, die de intentieverklaring hebben ondertekend, een complete warmteketen te vormen. In feite ontbreken zowel de productie als de levering. Levering in de vorm van de administratie van warmtegebruik en facturatie is relatief eenvoudig in te vullen. De risico’s met betrekking tot garantie van warmteproductie is dat niet. Daarmee is het nu niet mogelijk om een warmtebedrijf in ’t Zand op te zetten. Deze lacunes zijn alleen op te vullen door een of meerdere andere partijen toe te laten. Denk daarbij aan warmtebedrijven, die productie en/of levering als service (eventueel onder een white label) aanbieden.

Om tot een goede selectie te kunnen komen wordt geadviseerd om een leverancierselectie uit te voeren en daarna samen met de andere investerende en faciliterende partijen de mogelijkheden voor het opzetten van een warmtebedrijf voor ’t Zand te onderzoeken, op basis van een voor ’t Zand geschikt warmte- en energieconcept. Tenslotte kan worden gesteld dat het (in potentie grote) aantal mogelijke samenwerkingsvormen en juridische constructies in dit stadium nog niet goed in beeld is te brengen. Het is van belang dat daarvoor alle voor ontwikkeling, realisatie en exploitatie van het warmtevoorziening in ’t Zand noodzakelijke organisaties hun uitgangspunten en randvoorwaarden formuleren en op elkaar afstemmen.

11

Aanbevelingen Techniek Op basis van de warmtebehoefte van deze buurt wordt geadviseerd om een energieconcept te ontwerpen dat beter aansluit bij de warmtebehoefte en huidige staat van isolatie van de woningen. Voorgesteld wordt om een energieconcept te ontwerpen op basis van een warmtenetwerk (aanvoertemperatuur van 70 oC) en een afleverset per woning. Deze keuze beperkt de complexiteit van het energiesysteem en de benodigde techniek in de woningen. Dit maakt het systeem robuuster, zowel realisatie, als beheer en onderhoud eenvoudiger en daarmee goedkoper. Bovendien is, zeker in kleine (huur)woningen, een afleverset aanzienlijk beter inpasbaar dan een warmtepomp. Als bij verdere uitwerking blijkt dat het ruimtebeslag van de WKO-installaties en/of de technische ruimte in de buurt een te groot probleem vormt, dient het energieconcept ook hierop te worden aangepast. Financiën Aanbevolen wordt om in plaats van dit zeer lage temperatuurconcept een warmtesysteem te ontwikkelen op basis van een hoger temperatuurniveau. Omdat deze temperatuur direct bruikbaar is voor zowel verwarming als tapwater creëert dat directe waarde voor de eindgebruiker, waardoor er inkomsten gegenereerd worden, naast de vaste inkomsten voor het bedrijven van de warmtevoorziening.

Het totaal aan inkomsten wordt hierdoor verhoogd, terwijl de totale systeemkosten voor zowel realisatie, als exploitatie worden verlaagd. Hierdoor wordt de businesscase waarschijnlijk zodanig verbeterd, dat daarna een optimalisatie op basis van bouwkosten, subsidies, rendementseisen van de betrokken partijen en volloopscenario’s een goede vervolgstap kan zijn. Een inschatting op basis van ervaring geeft dat een goed energieconcept mogelijk zonder subsidie is te realiseren. Organisatie en juridica Als het merendeel van de aandelen in het warmtebedrijf in publieke handen is, heeft dat twee voordelen: • Ten eerste is deze constructie al “voorbereid” op de beoogde nieuwe warmtewet, waarin dit een vereiste is. • Ten tweede geeft dit de gemeente ook meer mogelijkheden om deze entiteit op termijn op te kunnen laten gaan in een groot warmtebedrijf ’s-Hertogenbosch. Aanbevolen wordt dat de gemeente hierbij de regierol op zich neemt. Ook in het geval van een integraal warmtebedrijf dat geheel of deels in handen is van de overheid, is het van groot belang dat het in de praktijk managen, beheren en onderhouden van de diverse onderdelen van het warmtenetwerk wordt uitgevoerd door partijen die alle ‘hun’ specifieke risico’s goed kunnen managen en gerezen problemen effectief kunnen (laten) oplossen.

Dit is niet alleen van belang in het kader van de betrouwbaarheid van het net, maar ook voor het beheersen van de kosten van beheer en onderhoud en daarmee de betaalbaarheid van de warmtevoorziening. De buurtcorporatie ‘t Ecozand zou zich initieel kunnen beperken tot het vertegenwoordigen van de bewoners in de wijk, maar het verdient aanbeveling om ’t Ecozand de ruimte te geven om op termijn de rol van producent en/of leverancier over te nemen.

12

2. Inleiding, scope en aanpak 2.1 Inleiding Voor u ligt de rapportage van de haalbaarheidsonderzoek aardgasvrije wijk ’t Zand. Doel van het project is het toetsen of het aardgasvrij maken van 456 objecten in de wijk ’t Zand in ‘s-Hertogenbosch1 door middel van een zeer laag temperatuur netwerk mogelijk is. De gemeente ‘s-Hertogenbosch heeft een rijksbijdrage (PAW subsidie) ontvangen om een versnelling in te zetten bij het verduurzamen en aardgasvrij/ready maken van de buurt ‘t Zand. In een eerdere fase heeft de gemeente ’s-Hertogenbosch met haar partners een scan gedaan naar een collectieve warmte- en koudevoorzieningen. Deze scan was grof van opzet en bevat grote aannames. Inmiddels is de rijksbijdrage toegekend, waarmee er de beschikking is over de financiële middelen om de stap naar uitvoering te zetten. De stap naar uitvoering vraagt om een verdieping van de eerdere scan, oftewel een haalbaarheidsonderzoek.

2.2 Scope 2.2.1 Scope van de haalbaarheidsstudie

De scope van de haalbaarheidsstudie is op te delen in vier hoofsporen. - Techniek - Financiën - Regie en organisatie - Juridica Het onderdeel techniek bestaat uit het in kaart brengen van de warmte en koude vraag a.d.h.b. het uitvoeren van een zestal schouwen, het in kaart brengen van de mogelijke warmte en koude opwek en het opstellen van een schetsontwerp van het warmte en koude systeem en het opstellen van het schetsontwerp voor het wijknet en opslagsysteem. Het onderdeel financiën bestaat uit het opstellen van de investeringskosten van het energiesysteem, het opstellen van de integrale business case en het uitvoeren van een gevoeligheidsanalyse op de business case. In het onderdeel regie en organisatie dient een advies gegeven te worden op de kansrijke marktmodellen voor het studiegebied en haar stakeholders. In het laatste onderdeel, juridica, wordt een overzicht gegeven van de juridische aandachtspunten en onmogelijkheden die betrekken hebben op de huidige en toekomstige wet- en regelgeving omtrent het energieconcept.

1

o.b.v. aansluitlijst BuCa Den Bosch EcoZand PAW v1.7MU calcsheet 13

2.2.2 Geografische scope

De wijk ’t Zand is gelegen in de gemeente ’s-Hertogenbosch nabij het centraal station en de Stadsdommel. Het onderzoeksgebied is in de figuur hieronder opgenomen. De noordzijde van het plangebied wordt begrensd door de Boschdijkstraat, de westzijde door de Boschveldweg, de oostzijde door de rivier de Stadsdommel en de zuidzijde door Cuperinusstraat, Oisterwijkstraat, Emmaplein en Halvemaanstraat. Het onderzoeksgebied is hoofdzakelijk in gebruik als woongebied.

Figuur 1: Geografische scope onderzoeksgebied

14

3. Techniek 3.1 Het energieconcept In dit hoofdstuk wordt het energieconcept beschreven. Het uitgewerkte concept is gedurende de haalbaarheidsstudie geoptimaliseerd ten opzichte van het oorspronkelijke energieconcept uit de PAW2000023 (24-04-2020) aanvraag. Tijdens het project is namelijk gebleken dat de opwek van warmte eenvoudiger en goedkoper gerealiseerd kan worden zonder het verdere energieconcept aan te tasten. In paragraaf 3.1.1. wordt hier verder op ingegaan. In paragraaf 3.1.2 is het uitgewerkte energieconcept beschreven. 3.1.1 Beoogde energieconcept in de uitvraag

Het beoogde energieconcept in de uitvraag bestaat uit de volgende onderdelen - Isoleren van de woningen om geschikt te maken voor lage temperatuurverwarming. - Warmte en koude opwek uit twee bronnen: o Zonthermiepanelen (PvT panelen) o Aquathermie uit de Stadsdommel (thermische energie uit oppervlaktewater of ook wel TEO). - Distributie van de warmte middels een zeer-laagtemperatuurnet. - Opslag van warmte en koude in de grond middels een WKO bodemopslagsysteem. - Op woningniveau wordt de warmte met een warmtepomp opgewaardeerd naar circa 40-50 graden voor ruimteverwarming. Deze warmtepomp kan ook warm tapwater leveren op 60 graden Celsius. - Koude levering in de zomer met 15-20 graden. Het ontwerp gaat uit van een maximum aantal ruimtelijk in te passen PVT-panelen waarmee circa 60% van de warmtevraag wordt ingevuld. Het overige wordt door het TEO systeem geleverd. In onderstaande figuur is het concept zoals aangedragen schematisch weergegeven.

Figuur 2: Een schematische weergave van het energieconcept. Op hoofdlijnen bestaat uit: Isoleren van de gebouwen om geschikt te maken voor laag temperatuur. Warmte en koude opwekken middels zonthermiepanelen en aquathermieinstallatie in de dommel. Distributie in de straten middels een zeerlaagtemperatuurnet. Opslag van warmte en koude in de grond middels doubletten. Op woningniveau wordt de warmte opgewaardeerd naar circa 40-50 graden voor ruimteverwarming. Voor koude wordt gedacht aan 15-20 graden. 15

3.1.2 Optimalisatie van het oorspronkelijke energieconcept

Bij de PAW-aanvraag is uitgegaan van een mix van aquathermie en zonthermie, waarbij gestart wordt met zonthermie en kleine clusters van gebouwen gefaseerd worden aangesloten met plaatselijk monobronnen als vorm van opslag. Tot circa 40-60% in verband met beschikbaar dakoppervlak, om vervolgens de rest van de warmtevraag in te vullen met aquathermie. Voor aanvang van deze studie is gebleken dat de bodem niet geschikt is voor het type opslag dat modulair is uit te bouwen (mono-bronnen). Het energieconcept is daarmee aangewezen op een WKO bodemopslagsysteem, met een hogere voorinvestering en een ander volloopschema. Qirion is gevraagd een optimum te vinden tussen beide bronnen. Daaruit blijkt het zonthermie-systeem niet bij te dragen aan een betaalbaar energieconcept. Het voordeel dat zonthermie voorheen toevoegde aan het plan, was de mogelijkheid om het modulair uit te bouwen, en de warmtevraag voor de eerste woningen enkel in te vullen met zonthermie. Qirion adviseert om enkel met aquathermie de warmtevraag in te vullen. De projectpartners hebben dat advies overgenomen. Twee argumenten zijn daarbij doorslaggevend geweest. 1. Het PvT systeem wekt alleen in de zomer bruikbare (maar onvoldoende) hoeveelheden warmte op, op een, voor het gekozen systeem, veel te hoge temperatuur (tot wel 80 ˚C) voor het net.

Deze warmte wordt niet direct aan woningen geleverd en moet dus eerst worden afgekoeld voordat het ingevoed kan worden op het warmtenet en (via ditzelfde warmtenet) naar de woningen getransporteerd kan worden om daar weer te worden opgehoogd door de warmtepompen. 2. De WKO’s (bodemopslagsystemen) vragen om hoge infrakosten. Daarmee is het zaak om in korte tijd zoveel mogelijk woningen aan te sluiten, om te komen tot een rendabele businesscase. Aquathermie kan daarbij 100% van de warmtevraag invullen, in tegenstelling tot zonthermie; waarbij 100% aquathermie een lagere CAPEX en OPEX vraagt dan een combinatie tussen Aquathermie en Zonthermie. 3.1.3 Uitgewerkte energieconcept

Het uitgewerkte energieconcept is in lijn met het voorgestelde energieconcept minus de PvT-panelen. Er wordt water met een temperatuur van ca. 15˚C, via een warmtenet, naar de woningen gebracht. In de woningen wordt dit vervolgens als koude (’s zomers) geleverd of verhoogt een warmtepomp de temperatuur vervolgens naar 40 tot 50 ˚C om de woningen mee te verwarmen. De te leveren warmte wordt in de zomer gewonnen uit de Stadsdommel en opgeslagen in WKO’s. Vanuit de WKO’s wordt in de winter vervolgens de opgeslagen warmte aan de woningen geleverd. In onderstaande figuur is een overzicht weergegeven van het energieconcept. Zie ook Bijlage A voor het gehele principeschema, wat de technische basis is voor dit rapport. In dit principeschema zijn meerdere situaties uitgewerkt en staan alle technische gegevens van het ontwerp.

Figuur 3 op volgende pagina: Principeschema

16

3.2 Warmte- en koude vraag In dit hoofdstuk wordt de warmte- en koudevraag beschreven. Om hiertoe te komen is eerst gekeken naar het huidige gasverbruik van de woningen zoals aangeleverd in de aansluitlijst2. Vervolgens zijn er een zestal referentiewoningen geschouwd om een goed beeld te krijgen van de mogelijk te nemen isolatiemaatregelen en welke reductie aan warmtevraag dit oplevert. De referentiewoningen zijn geselecteerd op basis van een representatieve steekproef in het onderzoeksgebied. Uiteindelijk zijn de uitkomsten hiervan vertaald naar het benodigde piekvermogen van het energiesysteem, een jaarprofiel en een jaarduurkromme van de warmtevraag. 3.2.1 Resultaten woningschouwen

Om een goed beeld te krijgen van de woningen in de wijk en de mogelijke isolatiemaatregelen en inpassingsmogelijkheden van de warmtepomp is een zestal referentiewoningen geschouwd. In samenspraak met de stuurgroep zijn de volgende woningen geselecteerd: -

van Heurnstraat 58 Havensingel 37 Sint Maartenstraat 15 Sint Maartenstraat 17 van Heurnstraat 1 Oisterwijkstraat 5

De eerste vijf referentiewoningen vallen in de onderstaande vijf clusters. Omdat de woningen per cluster grotendeels hetzelfde zijn wordt hiermee 60% van de wijk afgedekt waardoor er een reëel beeld ontstaat over wat wel en niet mogelijk is. Tijdens de selectie kwam naar voren dat cluster 1 en 4 hetzelfde type woningen zijn daarom is besloten om Oisterwijkstraat 5 toe te voegen. De reden hierachter is dat dit een (zeer) slecht geïsoleerde woning is. Mocht het lukken om deze woning met het voorgestelde energieconcept van het aardgas af te krijgen dan is de kans groot dat dat bij de andere woningen ook mogelijk is.

Figuur 4 Woningselectie te schouwen woningen

2

O.b.v. BuCa Den Bosch EcoZand PAW v1.7MU calcsheet

De schouwen hebben de volgende resultaten opgeleverd (de uitgebreide schouwrapportage is te vinden in bijlage D): Huidige situatie: Het overgrote deel van de geschouwde referentiewoningen heeft geen muur- of spouwisolatie. In twee referentiewoningen is dubbelglas aanwezig, in twee referentiewoningen is enkelglas aanwezig en één woning had reeds enkele ramen met HR glas (niet volledig). Voorgestelde isolatiemaatregelen - Reeds geïsoleerde muur op huidige niveau behouden Rc=1,73 - Spouwmuurisolatie naar niveau Rc=2 - Enkelsteensmuren naar niveau Rc=3 (d.m.v. plaatsing binnenwanden) - Daken en vloeren naar niveau Rc=3,5 - Al het glas vervangen met HR++ glas Vervolgens zijn de woningen in de wijk op basis van bouwjaren en karakteristieken in 3 categorieën ingedeeld: - Categorie 1: alle woningen die tussen 1985 en 1991 zijn gebouwd met als voorbeeld van Heurnstraat 58. - Categorie 2: alle woningen die in 1976 zijn gebouwd met als voorbeeld Havensingel 37. - Categorie 3: Alle woningen die tussen 1880 en 1930 zijn gebouwd (een viertal woningen). Deze categorieën zijn opgesteld om a.d.h.v. de uitgevoerde schouwen een inschatting van de totale warmtevraagreductie te kunnen doen voor de hele wijk. Onderstaande tabel geeft een samenvatting van de resultaten.

Tabel 1: Per geschouwde woning is weergegeven welke warmtevraagreductie doormiddel van isolatie technisch mogelijk is.

Categorie

Voorbeeld adres(sen)

Bouwjaar

Warmtevraagreductie na isolatie

1 2 3

van Heurnstraat 58 Havensingel 37 Sint Maartenstraat 15 Sint Maartenstraat 17 van Heurnstraat 1 Oisterwijkstraat 5

1985 - 1991 1976 1880-1930

15 % 15 % 25 %

Gewogen gemiddeld 19 % Door de voorgestelde isolatiemaatregelen wordt een gewogen gemiddelde besparing van 19% van de totale warmtevraag behaald.

3

De afkorting Rc staat voor Resistance Construction, oftewel de thermische weerstand van een constructiedeel. Met de Rc-waarde wordt de isolatiewaarde van constructies als een spouwmuur, een combinatievloer of dubbel glas aangeduid. Hoe hoger de Rc waarde hoe beter. Zie ook bijlage D. 19

Na overleg met Zayaz is gebleken dat niet alle isolatiemaatregelen haalbaar zijn. Zo is het plaatsen van voorzetwanden met PIR niet in lijn met de circulariteitsfilosofie van Zayaz en brengt het plaatsen van voorzetwanden praktische problemen mee als het afnemen van de leefruimte van de bewoners (past mijn kast straks nog wel in de kamer?) en moeten mensen tijdelijk uit huis geplaatst worden bij het grondig isoleren van een woning. Daarom is er besloten deze maatregelen niet door te voeren wat leidt tot een gewogen gemiddelde warmtevraagreductie van 12% in de wijk. Vervangen afgiftesysteem Om de woningen alsnog LT-ready te maken dienen alle radiatoren (het afgiftesysteem) in de woningen vervangen te worden voor LT radiatoren. Op deze manier kan er genoeg warmte worden afgeven om te voldoen aan de warmtevraag in de woningen. Het installeren van vloerverwarming geniet de voorkeur, echter is dit praktisch niet mogelijk. Daarbij dienen de bewoners de woning te verlaten om vloerverwarming te realiseren. Inpandige aanpassingen Naast het vervangen van het afgiftesysteem dienen er meerdere inpandige aanpassingen gedaan te worden. -

De woning moet worden aangesloten op het warmtenet met een aansluitleiding vanaf de straat naar locatie warmtepomp - De gasketel wordt verwijderd, in plaats hiervan wordt een afleverset met warmtepomp gemonteerd - Het verwarmingssysteem moet worden aangesloten op de afleverset - De radiatoren worden ingeregeld om de warmteafgifte te maximaliseren - De kookplaat en pannen worden vervangen voor een elektrische variant Bij de schouwen is gekeken naar al deze aanpassingen en deze zijn technisch haalbaar. Resultaten samengevat De kosten van deze aanpassingen zijn samengevat in onderstaande tabel. Voor het uitvoeren van de aanpassingen is een kosteninschatting gemaakt welke als input dient voor de business case. Een uitgebreid verslag van de resultaten van de woningschouwen is te vinden in bijlage D. De rapportages van de woningschouwen zelf zijn te vinden in bijlages D1 t/m D6. Tabel 2: Kostenoverzicht van de woningaanpassingen, per kolom de kosten per aanpassing.

Categorie

1

Voorbeeld adres(sen)

van Heurnstraat 58

Bouwjaar

1985 -

Kosten

Kosten

Kosten

Kosten

Totaal

isolatie

vervanging

inpandige

warmtepomp en

kosten (€)

(€)

afgiftesysteem

aanpassingen

boilervat (€)

(€)

(€)

5.000

7.000

4.800

9.500

26.300

1991 2

Havensingel 37

1976

4.500

9.500

4.900

11.500

30.400

3

Sint Maartenstraat 15 & 17

1880-

3.000 -

5.000 – 10.500

5.000 – 5.200

7.500 – 15.000

20.500 –

van Heurnstraat 1

1930

9.000

39.700

Oisterwijkstraat 5

20

3.2.2 Warmte- en koudevraag

De huidige warmtevraag van de wijk is bepaald aan de hand van gasverbruik4. Hieruit volgt een gezamenlijk gemiddeld jaarlijs aardgasgebruik van de 456 geselecteerde woningen van 438.793 m3/jaar. Dit is echter niet de totale warmtevraag omdat het aardgas ook gebruikt wordt om bijvoorbeeld op te koken. Om de totale warmtevraag van de wijk te berekenen zijn de volgende inputwaarden gehanteerd: Energie inhoud aardgas: 35,17 MJ/m3 - Rendement HR-ketel: 85% - Gemiddeld kookgasgebruik: 37 m3/jaar - Gemiddeld tapwatergebruik: 200 m3 / jaar Dit geeft de volgende resultaten: Totale energievraag ruimteverwarming voor isoleren: 9084 GJ / jaar Totale energievraag ruimteverwarming na isoleren: 8405 GJ / jaar Totale tapwatervraag: 3080 GJ/jaar Totale warmtevraag na isoleren: 11.485 GJ / jaar Naast de totale warmtevraag moet ook het piekvermogen van het systeem bepaald worden. Dit is nodig om de grootte van de WKO en de TEO uitkoppeling te bepalen. De berekening achter het bepalen van dit vermogen is te vinden in bijlage E. In de berekening zijn meerdere scenario’s berekend om te kijken wat de impact hiervan is op het gehele systeem: - Uitkoeling van het LT-warmtenetwerk, deze kan hoger of lager uitvallen en heeft direct invloed op hoeveel warmte er uit het net gehaald kan worden.

- Vermogen per woning, welk vermogen moet de warmtepomp in de woningen hebben, sterk afhankelijk van de isolatiegraad. - Gelijktijdigheid, hoeveel warmte wordt er gelijktijdig uit het net gevraagd. Niet iedereen doucht bijvoorbeeld op hetzelfde moment. - Participatiegraad, hoeveel woningen in de wijk nemen een aansluiting op het wijknet.

4

Uit aansluitlijst BuCa Den Bosch EcoZand PAW v1.7MU calcsheet 21

Realistisch is dat sommige variabelen zullen meevallen en andere zullen tegenvallen. Om een zo robuust en betrouwbaar mogelijk systeem te krijgen is er gekozen voor drie doubletten, deze hebben een groter vermogen dan het basisscenario, zo kunnen eventuele tegenvallers worden opgevangen. Het basis scenario geeft een gelijktijdig piekvermogen van 2481 kW, welke resulteert in een benodigde WKO debiet van 356m3/uur. Elk doublet heeft een capaciteit van 150m3/uur, daarom is er gekozen voor drie WKO doubletten met een totale capaciteit van 450m3/uur. De capaciteit van deze drie doubletten is toereikend om in nagenoeg alle scenario’s voldoende warmte te kunnen leveren. Het scenario waar een slechtere uitkoeling dan 4 graden behaald wordt, wordt veroorzaakt door slecht inregelen van de techniek in de woningen en kan worden gemitigeerd door een extra controle bij oplevering. vermogen per woning (kW) verdamper vermogen (kW) # woningen

optimistisch 10 8 456

basis 10 8 456

pessimistisch optimistisch 10 8 8 6,4 456 456

basis 10 8 456

pessimistisch optimistisch 12 10 9,6 8 456 456

basis 10 8 456

pessimistisch optimistisch 10 10 8 8 456 456

basis 10 8 456

pessimistisch 10 8 456

opgeteld verdampervermogen (kW) gelijktijdigheid gelijktijdig vermogen (kW)

3.648 80% 2.918

3.648 80% 2.918

3.648 80% 2.918

2.918 80% 2.335

3.648 80% 2.918

4.378 80% 3.502

3.648 60% 2.189

3.648 80% 2.918

3.648 100% 3.648

3.648 80% 2.918

3.648 80% 2.918

3.648 80% 2.918

participatiegraad gelijktijdig vermogen bron

85% 2.481

85% 2.481

85% 2.481

85% 1.985

85% 2.481

85% 2.977

85% 1.860

85% 2.481

85% 3.101

70% 2.043

85% 2.481

100% 2.918

uitkoeling delta T bronnet

8

6

4

6

6

6

6

6

6

6

6

6

benodigd debiet uit WKO (winter) [m3/uur]

267

356

534

285

356

427

267

356

445

293

356

419

conclusie: minimaal [m3/uur] basis [m3/uur] maximaal [m3/uur]

267 356 534

Figuur 5 Berekening piekvermogen (m3/uur) benodigd voor warmtelevering aan de woningen, voor verschillende scenario’s.

Vermogensvraag warmte Op basis van het jaarverbruik en het piekvermogen is vervolgens een jaarprofiel opgesteld. Hiervoor zijn NEDU warmtevraagprofielen gehanteerd. Dit profiel is gemodelleerd en indicatief voor hoe de warmtevraag er over een jaar uit kan zien.

Figuur 6 Warmtevraagprofiel over het jaar heen, met horizontaal de uren in het jaar en verticaal het gevraagde vermogen in de wijk in dat uur. 22

3.3 Warmte- en koude opwek De TEO warmte- en koude opwekinstallatie bestaat uit een tweetal onderdelen: - De TEO techniekruimte - De uitkoppeling van het TEO-systeem uit de Stadsdommel Beide onderdelen zullen in deze paragraaf verder worden toegelicht. Daarnaast is in het principeschema (bijlage A) aangegeven hoe en waar deze onderdelen zich in het totale energieconcept bevinden. 3.3.1 TEO Techniekruimte

In deze techniekruimte bevinden zich de installaties om restwarmte uit de Stadsdommel aan het wijknet te kunnen leveren. Via het wijknet wordt deze restwarmte naar de centrale techniekruimte gebracht om de WKO bronnen te kunnen opladen (regenereren). Door de regeneratiewarmte niet rechtstreeks op de WKO bronnen te voeden, maar via het wijknet in te voeden, ontstaat er meer flexibiliteit in de locatie van de techniekruimte. Het regeneratievermogen is bepaald op 1110 kW (zie TEO uitkoppeling). Het is mogelijk, vanwege een hydraulische scheiding, een dT van 6K te hanteren. Dat geeft een benodigde debiet van 160 m³/h. 3.3.2 Uitkoppeling TEO uit de Stadsdommel

Warmte uit de Stadsdommel wordt in de zomer gebruikt om de WKO bronnen te regenereren. De temperatuur van het water in de Stadsdommel schommelt jaarlijks tussen ca. minimaal 0 in de winter en maximaal 28 ˚C in de zomer. In de zomer is het water warm genoeg,( ≥16 ˚C ) om de WKO bronnen te regenereren. Het waterschap heeft aangegeven dat regenereren tussen half juni en half september, wat neer komt op ca. 2200 uur, kan met maximaal een dT = 4K. Er moet ca. 2270 MWh worden geregenereerd. Dat betekent een regeneratievermogen van 1030 kW. Door de TEO-installatie te overdimensioneren, is de installatie in staat om in een kortere periode de bronnen te laden met warmte. Een niet-overgedimensioneerde TEO-installatie heeft de gehele zomerperiode nodig om de bronnen te laden met warmte. In geval van storing in de zomer periode zou dat leiden tot een warmte-tekort. Waardoor eventueel uitval van 7 dagen in de zomer geen invloed heeft op de warmtebalans. Daarom is er gekozen om het systeem over te dimensioneren om uitval van 7 dagen te kunnen compenseren (mocht er toch een falen in de zomer optreden). Hierdoor is er 1110 kW regeneratie vermogen benodigd. Dat maakt regeneratiedebiet van 240 m³/h.

23

Figuur 7 Schematische weergave TEO Techniekruime en uitkoppeling van de TEO in de Stadsdommel. De afstand tussen in en uitlaat is nader te bepalen, hiervoor dient een warmte- en koude-pluimberekening gemaakt te worden.

Het ontwerp van de TEO techniekruimte geeft onderstaande lay-out. Zie ook bijlage F voor de lay-out tekeningen

Figuur 8 Lay-out TEO techniekruimte

De lay-out is gebaseerd op onderstaande gegevens -

-

TEO skid, incl. warmtewisselaar en filtering 1,5 x 4 x 3 m LS Verdeler 1,5 x 0.6 m uit AC4a aansluiting Regelkast 1,2 x 0.65 m Dubbele deur 2m breed Excl. TEO pomp in Stadsdommel 24

3.4 Distributie- en opslagsysteem Het distributie- en opslagsysteem bestaat uit drie onderdelen: - De centrale technische ruimte - De WKO bronnen - De warmtepompen in de woningen Het wijknet verbindt deze systemen en de warmte- en koude opwek met elkaar. Deze paragraaf gaat als eerste dieper in op de ontworpen onderdelen van het distributie- en opslagsysteem. Daarna wordt ingegaan op de locatiebepaling van de verschillende technische installaties van het energiesysteem. Als laatste worden de resultaten van het wijknet besproken. 3.4.1 Centrale techniekruimte

In de centrale techniekruimte bevinden zich de installaties om de warmte vanuit de WKO te voeden aan het wijknet. Tevens worden in deze ruimte de WKO-installatie en TEO-regeneratie met elkaar verbonden. Er worden twee warmtewisselaren geplaatst in de technische ruimte om de warmte uit te wisselen tussen het wijknet en de WKO bronnen. Deze warmtewisselaars zijn allebei gedimensioneerd op 100% van het WKO vermogen t.b.v. de redundantie. Tevens zijn er voor de redundantie drie distributiepompen op 50% van het te verpompen vermogen geïnstalleerd. Het buffervat dient als recirculatiesysteem voor een goede uitnutting van de warmte in het wijknet en als opslag van warmte om de inzet van duurzame warmte te vergroten. In de ruimte worden ook de installaties opgesteld die benodigd zijn om het wijknet goed te laten functioneren, zoals expansiesysteem, filters, suppletie, etc. Ook is er een centraal besturingssysteem nodig om alle subsystemen goed met elkaar te laten opereren.

Figuur 9 Schematische weergave centrale techniekruime

25

Het ontwerp van de centrale technische ruimte geeft onderstaande lay-out. Zie ook bijlage F voor de lay-out tekeningen.

Figuur 10: Lay-out van de centrale technische ruimte

De layout is gebaseerd op onderstaande gegevens -

Omvang 12,5 x 9,3 m = 116,3 m², inclusief buffers Ø4,5x5m buiten. Gebouw is 7,5 x 9,3 m = 69,8 m², 4m hoog. Grootte expansie uit expansiedimensionering tool. Distributiepompen: Distributiepomp met een capaciteit van 225 m³/h per stuk, hebben ieder een oppervlakte van 2 x 1m. Circulatiepomp met een capaciteit van 225 m³/h. heeft een footprint van 2 x 1m. LS Verdeler 1,5 x 0.6 m uit AC4a aansluiting. Regelkast 1,2 x 0.65m. Dubbele deur voor groot onderhoud, 2,5 m bij 3 m hoog. Buffer 160 m³ totaal, 1 uur basislast.

Uitkoppeling WKO 24 m2: - TSA 1 en 2 (LxBxH= 3 x 0,6 x 2,5 meter. Deze dienen rondom een service ruimte te hebben van 1x de breedte (0,6 meter). Ze kunnen dus niet strak tegen een muur geplaatst worden. Wanneer de TSA naast elkaar staan kan de serviceruimte tussen de TSA voor beide TSA gebruikt worden. Tevens zal de weerstand in het leidingwerk dan beter verdeeld zijn. Dus bij voorkeur naast elkaar plaatsen. - Regelkast is een dubbele regelkast (2,5 x 0,5 meter) met daarvoor 1 meter schrikruimte. Geen leidingwerk boven de regelkast plaatsen! - Expansievat zal circa 1 m doorsnede zijn met wat leidingwerk en afsluiters. Deze dient zo dicht als mogelijk nabij de TSA's geplaatst te worden. - Voor het onderhoud van de bronnen gaan we in deze fase uit van een onderhoudsfilter omdat dat de grootste afmetingen heeft (3x3 meter). - Het leidingwerk zal deels tegen het plafond aangebracht worden. Daarom als hoogte van de ruimte 3 m aanhouden. Tevens een dubbele deur als toegang van de TR.