Bijlage 13 - Waterenergieplan Eindhoven

– Wat wil je monitoren? Worden alle TEO- en TEA-systemen gemonitord in de toekomst? – Waar ga je monitoren? – Wie gaat deze monitoring uitvoeren/Wie gaat er betalen voor deze monitoring? Met deze data en kennis kan dan over een tijd toegewerkt worden naar een Waterenergieplan 2.0, waarin er meer zicht is op met name de impact van aquathermie op ecologie. • Werk gezamenlijk de rollen van de gemeente en het waterschap uit met betrekking tot de realisatie van aquathermie-systemen en de vergunningsverlening ten behoeve van het opstellen WEP 2.0. • Start met het realiseren van een collectief energiesysteem bij het Stadhuisplein (dit traject loopt nu). – Dit kan als pilotproject worden gezien, waarbij de effecten op temperatuur en ecologie in de Dommel nauwgezet gemonitord worden de komende jaren. Dit gaat inzicht geven in de daadwerkelijke effecten van warmtewinning uit de Dommel. – Daarna kunnen de twee andere TEO-systemen voor de RWZI gerealiseerd worden. • Start met het winnen van warmte uit de RWZI ten behoeve van de Generalenbuurt. Het gevraagde debiet van de Generalenbuurt (2.700 m3/h) past ruimschoots in dit WEP berekende debiet van 6.000 m3/h. Ontwerp het systeem wel zo dat eventueel de overige potentie gewonnen kan worden uit de RWZI.

Rapport | 22337-1248587

41

–

De volledige potentie aan woningen zal gefaseerd worden aangelegd, wat de ruimte biedt om de effecten op temperatuur en ecologie te monitoren. Waar nodig kan dan worden bijgestuurd de komende jaren.

De volgende optimalisaties zijn mogelijk kansrijk. We adviseren deze verder te verkennen. • Contacten met de omliggende gemeenten Son en Breugel en Waalre zijn van groot belang om inzicht te krijgen in hun ideeën en plannen met betrekking tot aquathermie. Door samen te werken en informatie uit te wisselen, kunnen regionale strategieën beter op elkaar worden afgestemd en kunnen kansen voor duurzame energieoplossingen optimaal worden benut. Deze samenwerking kan bijdragen aan een effectieve implementatie van aquathermie binnen het watersysteem. – Er kan een kans ontstaan voor de realisatie van een extra TEO-systeem na de RWZI, mits dit binnen de gestelde ecologische kaders blijft. Dit wordt met name relevant wanneer de gemeente Son en Breugel geen plannen heeft voor aquathermie in hetzelfde gebied of besluit deze verder stroomafwaarts te ontwikkelen. Door een dergelijke afstemming wordt ruimte gecreëerd voor een duurzame en efficiënte benutting van het watersysteem, met behoud van de ecologische balans en de temperatuurgrens van gemiddeld 18°C in de maandag uni-juli. • In de Delft3D-analyse is het debiet van de Kleine Dommel momenteel op 0 gezet vanwege de aannames rondom het droge jaar 2022. Dit betekent dat in de analyse in dit Waterenergieplan er geen bijdrage wordt meegerekend van de Kleine Dommel aan de thermische dynamiek van de Dommel.

Echter, in natte jaren heeft de Kleine Dommel wel het debiet, wat bijdraagt aan het opwarmen van de Dommel na de koudelozing van het effluent van de RWZI. Deze extra warmtetoevoer kan ertoe leiden dat het temperatuurseffect van de koudelozing uit het effluent van de RWZI minder groot wordt. Dit effect biedt kansen voor de mogelijke implementatie van een extra TEO-systeem na de RWZI, doordat de ecologische en thermische impact beter in balans kan blijven. • Een mogelijke optimalisatie binnen de strategie voor aquathermie is om bewust te kiezen voor een lagere benutting van de volledige potentie van de RWZI. Door een deel van de warmtewinning uit de RWZI te beperken, kan er ruimte gemaakt worden voor de aanleg van een TEO-systeem na de RWZI.

6.2

Mogelijke ondersteunende maatregelen

Tijdens de werksessie en vanuit de gezamenlijk expertise zijn er ideeën naar voren gekomen die aquathermie en de waterkwaliteit van het watersysteem in Eindhoven kunnen ondersteunen. Deze suggesties geven we in deze paragraaf en kunnen de komende jaren ook verder verkend en uitgewerkt worden. • Bij extreme droogte stelt het Waterschap een onttrekkingsverbod in. Binnen de bestaande kaders is het mogelijk om aquathermie als uitzondering daarop voor te stellen. Dit moet dan ook een plek krijgen in de te verlenen vergunning voor het aquathermie-systeem. Daarbij is het wel zo dat de warmtewinning uit bijvoorbeeld de Dommel is ten behoeve van het regenereren van de WKO en dat de bodem dan over een periode van vijf jaar in balans is. Dat maakt dat er ook wel flexibiliteit is voor het winnen van warmte uit oppervlaktewater. • Bekijk per warmteproject specifiek welke debieten passend zijn en of het mogelijk/ wenselijk is om een dynamisch systeem te ontwerpen, waarbij het systeem varieert op debiet en dT.

Rapport | 22337-1248587

42

•

•

Het Waterschap wil oppervlaktewater extra gaan beluchten met zuurstof. Dit gebeurt het liefst op zo koud mogelijk water. Dit biedt kansen voor de TEO- en TEA-configuratie. – Het toevoegen van zuurstof verbetert de waterkwaliteit. – Hier ligt een koppelkans met warmteonttrekking uit water, waarbij de zuurstof kan worden toegevoegd in het afgekoelde water, wanneer dat weer op het oppervlaktewater geloosd wordt. – Meer warmte onttrekken uit het water, of het verder koelen van het lozingswater/het accepteren van een verdere (lokale) afkoeling van de Dommel is wellicht wenselijk om de zuurstof effectief toe te voegen. Een aanvullende maatregel die overwogen kan worden, is om het water dat uit de Dommel wordt gehaald, extra te filteren. Bekijk hoe het water van warmtewinning weer terug gebracht wordt in de Dommel zodat het bijdraagt aan de waterkwaliteit. Deze aanpak sluit aan bij de ambities om aquathermie te combineren met duurzaam waterbeheer en biedt een kans om de ecologische impact van warmtewinning verder te minimaliseren.

Rapport | 22337-1248587

43

Bijlage 1 - Begrippenlijst Deze bijlage biedt een overzicht van belangrijke begrippen die in dit rapport worden gebruikt. De begrippenlijst is bedoeld om verduidelijking te geven bij termen en concepten die specifiek zijn voor aquathermie en gerelateerd waterbeheer. • • • • •

• • • •

Achtergrondtemperatuur: de temperatuur van het water op een specifieke locatie waar externe bronnen van warmte of koude geen invloed hebben op de temperatuur van het watersysteem. Aquathermie: alle vormen van thermische energie (warmte of koude) uit water. Voorbeelden zijn TEO (oppervlaktewater), TEA (afvalwater) en TED (drinkwater). Koudepluim: het deel van de mengzone waar het meer dan 4°C kouder is dan de achtergrondtemperatuur. Maatgevende lage afvoer: het debiet in het waterlichaam (rivier of kanaal) dat 10% van de tijd onderschreden wordt. Mengzone: de zone in het oppervlaktewater vanaf het lozingspunt tot aan het punt waar de lozing volledig is gemengd met het oppervlaktewater. De mengzone is dus het deel van het waterlichaam waar de watertemperatuur door een koudelozing lager is dan de achtergrondtemperatuur. STOWA-kader: verwijzing naar STOWA publicatie 2023/40: Handreiking voor beoordeling van ecologische effecten van TEO-systemen (van 15 november 2023). TEA: Thermische Energie uit Afvalwater. In deze studie kijken we naar het onttrekken van warmte uit het effluent van de RWZI. TED: Thermische Energie uit Drinkwater. TEO: Thermische Energie uit Oppervlaktewater. In deze studie onderzoeken we het onttrekken van warmte uit het oppervlaktewater.

Rapport | 22337-1248587

44

Bijlage 2 - Kaarten In deze bijlage zijn de kaarten voor de warmte-en koudevraag en regeneratiebehoefte opgenomen.

2.1

Toekomstige warmtevraag Eindhoven 2050

De warmtevraag uit de kaart hieronder is afgeleid uit olom “ F” uit de analyse van het Energiesysteemontwerp (ESOE) van Eindhoven (brondocument: ESOE Buurt en Zone Tabel). De totale toekomstige warmtevraag in woningen en gebouwen per buurt van bestaande bouw en nieuwbouw. Hierbij is rekening gehouden met de toekomstige schilverbetering van bestaande bouw.

Rapport | 22337-1248587

45

Figuur 29 Toekomstige warmtevraag Eindhoven 2050

Rapport | 22337-1248587

46

2.2

Bronwarmtevraag

Figuur 30 Bronwarmtevraag

Rapport | 22337-1248587

47

2.3

Koudevraag nieuwbouw

Figuur 31 Koudevraag nieuwbouw

Rapport | 22337-1248587

48

2.4

Regeneratiebehoefte met aquathermie

Figuur 32 Regeneratiebehoefte met aquathermie

Rapport | 22337-1248587

49

Bijlage 3 - Baseline validatie Delft3D-model Op verschillende meetlocaties zijn de watertemperaturen uit het model vergeleken met de gemeten watertemperaturen.

Figuur 33 Meetpunten Waterschap De Dommel

Figuur 34 Dommel Zuid – Meetpunt 0124 Genneper Watermolen

Rapport | 22337-1248587

50

Figuur 35 Voor RWZI – Meetpunt 0253 Wasvenpad

Figuur 36 Na RWZI – Meetpunt 0203 Smits van Oyenbrug

Rapport | 22337-1248587

51

Bijlage 4 - Resultaten Delft3D TEO en TEA In het deel van de Dommel na de RWZI is met een Delft3D-modellering nader onderzocht of er voldoende thermische potentie overblijft in de Dommel voor TEO-systemen van 360 m³/h (10% van maatgevende lage afvoer) wanneer ook een TEA-systeem wordt toegepast.

Figuur 37 Meetpunten van de watertemperatuur “oogjes” in de Dommel na de RWZI

In Figuur 38 en Figuur 39 zijn de resultaten weergegeven voor de modellering met twee TEOsystemen en een TEA-systeem bij de RWZI. Voor het TEA-systeem is in de modellering uitgegaan van variant 1 uit hoofdstuk 2.3 voor de maximale TEA-potentie. In Figuur 38 is duidelijk te zien dat de watertemperatuur in de Dommel na de RWZI grotendeels onder de 17°C komt, wat betekent dat de thermische potentie van de Dommel daar drastisch wordt verlaagd. In Figuur 39 is zichtbaar dat de afkoeling groter is dan 4°C waardoor er sprake is van een koudepluim. Deze koudepluim reikt helemaal tot het meetpunt bij Dommel Noord en is daarmee waarschijnlijk niet haalbaar.

Rapport | 22337-1248587

52

Figuur 38 Watertemperaturen op verschillende meetpunten in het model met twee TEO-systemen en een TEA-systeem bij de RWZI

Figuur 39 Verschil in watertemperatuur tussen model met twee TEO-systemen en TEA-systeem en het model zonder TEO-systemen en TEA-systeem (huidige situatie)

In Figuur 40 en Figuur 41 zijn de resultaten weergegeven voor de modellering met drie TEOsystemen en een TEA-systeem bij de RWZI. Voor het TEA-systeem is in de modellering uitgegaan van temperatuurvariant 1 uit hoofdstuk 2.3 voor de maximale TEA-potentie. In Figuur 40 is duidelijk te zien dat de watertemperatuur in de Dommel na de RWZI grotendeels onder de 17°C komt wat betekent dat de thermische potentie van de Dommel daar drastisch wordt verlaagd. In Figuur 41 is zichtbaar dat de afkoeling groter is dan 4°C waardoor er sprake is van een koudepluim. Deze koudepluim reikt helemaal tot het meetpunt bij Dommel Noord en is daarmee waarschijnlijk niet haalbaar.

Rapport | 22337-1248587

53

Figuur 40 Watertemperaturen op verschillende meetpunten in het model met drie TEO-systemen en een TEA-systeem bij de RWZI

Figuur 41 Verschil in watertemperatuur tussen model met drie TEO-systemen en TEA-systeem en het model zonder TEO-systemen en TEA-systeem (huidige situatie)

Rapport | 22337-1248587

54