Bijlagen - Transitievisie Warmte Enschede def

Het voordeel van deze hoge temperatuur restwarmte is dat er geen warmtepomp nodig is om de warmte naar het juiste temperatuurniveau te brengen om de gebouwde omgeving te kunnen verwarmen. Er is ook restwarmte beschikbaar van lagere temperatuur. Denk daarbij bijvoorbeeld aan restwarmte uit datacenters, koel- en vrieshuizen of ijsbanen. Een mogelijk nadeel van restwarmte is de beschikbaarheid. Restwarmte is niet overal in significante hoeveelheden beschikbaar en het is soms onzeker hoe lang de warmte beschikbaar blijft. Ook dient een restwarmtebron voldoende warmtepotentieel te hebben om een aansluiting op het warmtenet aantrekkelijk te maken. Naast lokale restwarmtebronnen bestaat er soms ook de mogelijkheid om restwarmte te ontvangen van omliggende industriële clusters. Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 35

Omdat restwarmte een relatief goedkope bron is, is het nuttig om daar waar mogelijk en haalbaar deze bron te benutten voor de ontwikkeling van warmtenetten. Het is dan wel van belang dat er voldoende alternatieve duurzame warmtebronnen op beschikbaar zijn, zodat de leveringszekerheid van warmte kan worden gegarandeerd voor een zeer lange tijd. C 3.3.2 Energie uit bodem (bodemwarmte) en diepere aardlagen (geothermie) De bodem en diepere aardlagen kunnen als warmtebron dienen. Bodemwarmte is warmte die van de zon komt en de bodem in trekt tot enkele honderden meters. Boor je naar diepere aardlagen, dan spreken we over aardwarmte, ook wel geothermie genoemd. Deze warmte komt uit de hete kern van de aarde. Hoe dieper je boort naar warmte, hoe hoger de temperaturen zijn die je uit de aarde kan onttrekken. Als vuistregel kan aangenomen worden dat ongeveer voor elke kilometer de temperaturen oplopen met circa 30 ⁰C. Bron

Diepte

Temperatuur

Bodemlussen of WKO

Tot 250 meter

10 – 15 ⁰C

Ondiepe geothermie

250 tot 1.000 meter

20 – 40 ⁰C

Middeldiepe geothermie Diepe geothermie

1 tot 2 kilometer

40 – 70 ⁰C

2 tot 4 kilometer

70 – 100 ⁰C

Diepe geothermie is in potentie een zeer duurzame bron omdat het gebouwen via een warmtenet direct kan verwarmen zonder de tussenkomst van een warmtepomp. Afhankelijk van de noodzakelijke aanvoertemperatuur is het voor middeldiepe en ondiepe geothermie wel noodzakelijk om nog een warmtepomp te gebruiken om de temperatuur te verhogen. Voor bodemlussen of WKO’s is altijd een warmtepomp noodzakelijk. Of de bodem en aardlagen ook geschikt zijn om warmte uit te winnen hangt sterk af per locatie. Geothermie wordt in het buitenland al heel lang toegepast voor verwarming, zeker in vulkanische gebieden zoals IJsland. In Nederland is het gebruik als warmtebron relatief nieuw, maar toch zijn er al verschillende succesvolle projecten. C 3.3.3 Aquathermie Ook water kan een potentieel zeer grote bron van warmte zijn. Thermische Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 36

energie uit water, ook wel aquathermie genoemd, kan in theorie een groot deel van de gebouwen van warmte voorzien. Aquathermie kan uit verschillende waterbronnen komen: oppervlaktewarmte (TEO), afvalwater (TEA) en drinkwater (TED). Zie 3.3.3.9 voor het potentieel voor aquathermie in Enschede. Voor warmtenetten waar ook oudere woningen aangesloten moeten worden is het noodzakelijk dat de aanvoertemperatuur wel opgehoogd wordt van tussen de 5 ⁰C en 25 ⁰C naar maximaal 70 ⁰C. Om aquathermie als warmtebron te benutten dient de temperatuur in bijna alle gevallen flink verhoogd te worden door middel van een warmtepomp. Er is bij de inzet van warmtepompen dus ook op termijn voldoende duurzame elektriciteit nodig. Een voordeel van aquathermie is dat het op een kleinere schaal kan worden toegepast dan bij andere potentiële bronnen voor warmtenetten, zoals bij restwarmte en geothermie. Oppervlaktewater is in de zomer veel warmer dan in de winter. De warmte in het water uit de zomer kan onttrokken worden en tijdelijk opgeslagen in WKObronnen. Dit kan lokaal ook voordelen hebben voor waterkwaliteit en hittestress. Vervolgens wordt de warmte op een later moment met warmtepompen opgehoogd voor het warmtenet. Via dezelfde bron kan ook gekoeld worden, maar dit is niet noodzakelijk.

Wanneer er zonder WKO-bron warmte uit oppervlaktewater gewonnen wordt, vraagt dit in de winter meer elektriciteit en kan er minder warmte benut worden. C 3.3.4 Zonthermie Zonthermie wordt steeds aantrekkelijker om in te zetten als bron. Op woning- of gebouwniveau als bron voor een warmtepomp (zie ook het kader op p.43-44), maar ook op grotere schaal bijvoorbeeld als bron voor een bronnet of warmtenet. Dit kan doordat de nieuwe generatie zonthermische panelen behalve uit zon- en daglicht ook heel goed warmte kan winnen uit de buitenlucht. Hierdoor kan ook ‘s nachts en in de winter voldoende warmte geleverd worden. Zeker in Enschede waar de potentie voor WKO laag is, lijkt zonthermie daarmee een interessante optie om in te zetten op bijvoorbeeld bedrijventerreinen. C 3.3.5 Biomassa en groen gas Biomassa is een containerbegrip dat vele potentiële vormen van energie omvat. Onder biomassa vallen bijvoorbeeld hout, mest, rioolslib, zeewier, GFT en algen. Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 37

Biomassa kan daarnaast is vele soorten energiedragers voorkomen: vaste brandstoffen zoals resthout, vloeibaar zoals in biobrandstoffen of gasvormig zoals bij groen gas. Energie uit biomassa is chemische energie die in de materialen zit, die omgezet kan worden in hoge temperatuur warmte of elektriciteit. Een speciaal soort biomassa energiedrager is groen gas. Dit kan gebruikt worden als alternatief voor aardgas. Sommige vormen van biomassa, zoals houtverbranding, staan de laatste jaren ter discussie. Bij specifieke situaties en toepassingen worden vraagtekens gezet of de biomassa wel als duurzaam gezien kan worden. Er is ook veel politieke discussie over bepaalde vormen van biomassa. Het is belangrijk om altijd te specificeren welke vorm van biomassa bedoeld wordt en waar deze vandaan komt. Ook is het belangrijk om te overwegen of biomassa in een andere toepassing niet meer waarde heeft. Op dit moment wordt er al een significante hoeveelheid biomassa toegepast in Nederland, voornamelijk uit reststromen die geen duidelijke andere functie hebben. Maar biomassa, zeker uit reststromen, is niet onbeperkt beschikbaar. Daarom moet er zuinig mee omgesprongen worden. Als dezelfde biomassa beter ingezet kan worden als grondstof, kan het misschien beter niet ingezet worden voor verwarming van woningen.

De verwachting is dat er de komende decennia meer biomassa beschikbaar komt voor het verduurzamen van alle sectoren. Zo verwacht het Planbureau voor de Leefomgeving (PBL) dat er de komende decennia veel meer groen gas beschikbaar komt. Maar dit zal waarschijnlijk veel minder zijn dan de huidige aardgasvraag in Nederland. Dat betekent dat groen gas voorlopig schaars is en zuinig ingezet moet worden. Ook andere sectoren zoals industrie, mobiliteit en back-up voor de elektriciteitsvoorziening zullen een beroep doen op een gedeelte van de biomassa en groen gas. Voor de gebouwde omgeving betekent dit dat er waarschijnlijk ook een beperkte hoeveelheid biomassa en groen gas beschikbaar komt, maar dat dit zo zuinig mogelijk ingezet moet worden. De meeste warmtenetten zullen groen gas nodig hebben voor piekvoorzieningen in de winter. En biomassa of groen gas inzet kan interessant zijn voor woningen die echt geen goed alternatief hebben. Maar het devies blijft om waar we biomassa en groen gas inzetten, dit altijd zo efficiënt en effectief mogelijk moet. Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 38

C 3.3.6 Individuele biomassa Op dit moment wordt er in Nederland in veel woningen al gebruikt gemaakt van biomassa voor verwarmen. In de vorm van houtkachels en open haarden wordt al houtachtige biomassa gebruikt voor verwarmen van gebouwen. De bestaande open haarden zijn vaak niet erg efficiënt en stoten ook veel stoffen uit, zoals fijnstof. Het heeft daarom in de meeste gevallen de voorkeur dat áls er gekozen wordt voor biomassa voor verwarming, dit waar mogelijk op een centrale locaties gebeurt. Daar kan de inzet zo efficiënt mogelijk worden toegepast en zoveel mogelijk schadelijke stoffen uit de uitlaatgassen gefilterd worden. C 3.3.7 Ontwikkeling energievraag In deze paragraaf maken we een analyse van wat de impact is van de warmtetransitie op de vraag naar gas, elektriciteit en warmte. Ontwikkeling van de gasvraag Het is van belang dat de vraag naar gas in de gebouwde omgeving sterk gaat dalen, zodat het resterende aardgas gefaseerd kan worden vervangen door duurzaam gas. In figuur C.5 is te zien dat de vraag naar gas sterk gaat dalen door de combinatie van isoleren en de overstap naar de diverse warmteopties. De gasvraag in 2050 is nog maar ongeveer 15% van de huidige gasvraag. Dit is inclusief het gas benodigd voor de piekvraag van het warmtenet.

Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 39

Figuur C.5 Inschatting ontwikkeling van de vraag naar gas tussen nu en 2050

Ontwikkeling elektriciteitsvraag Net als in alle sectoren gaat ook in de gebouwde omgeving elektriciteit een nog grotere rol spelen. Als gevolg van de warmtetransitie zal de vraag naar elektriciteit tot 2030 stijgen door met name hybride oplossingen en elektrisch koken. Ook de impact van hittestress en een toenemende koeltevraag kan impact hebben op het elektriciteitsnet. Meer informatie over hitte en koelte is terug te vinden in bijlage C.4. Na 2030 zien we een sterke stijging van all electric oplossingen. Ook zien we een toename van de elektriciteitsvraag voor het warmtenet door het inkoppelen van diepe geothermie op het net in dit scenario.

Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 40

Figuur C.6: Inschatting ontwikkeling elektriciteitsvraag als gevolg van de warmtetransitie

Wat van belang is, is dat elektrisch koken en all electric verwarmen een veel grotere impact op het elektriciteitsnet hebben dan een diepe geothermieput of hybride warmteoplossingen. Met name bij de sterke toename van all electric na 2030 kan de capaciteit van de energie-infrastructuur een beperkende factor zijn van de groei. Naast de opgave voor de warmtetransitie ligt er ook een grote opgave voor mobiliteit. De sterke groei van elektrische laadinfrastructuur heeft ook een grote impact op de capaciteit en de elektriciteitsvraag. Een elektrische auto vraagt ongeveer 3.000 kWh aan elektriciteit bij 15.000 km. Hierdoor komt groei van all electric na 2030 nog meer onder druk te staan. Gevolg kan zijn dat

Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 41

het aandeel hybride warmtepompen daardoor groter zal worden. De toenemende vraag naar koeling heeft ook impact, maar dit is veel minder dan all electric verwarmen en mobiliteit (zie ook hoofdstuk 3.4). Stel dat 20% van de woningen/ruimtes in de woningen actief wordt gekoeld met split-units (bijvoorbeeld slaapkamer en werkkamer) dan vraagt dit maar 100 kWh gemiddeld per woning aan extra elektriciteit. Dat is de helft van elektrisch koken. Ook is de vermogensvraag voor koeling bij woningen veel lager dan voor verwarmen, waardoor de impact op het net dus lager is. In figuur C.7 staat de ontwikkeling van de totale elektriciteitsvraag in de gebouwde omgeving, dus exclusief mobiliteit. Uitgangspunt is dat de huidige elektriciteitsvraag voor huishoudelijke energie en gebruikersenergie door besparingen zal dalen met 20% in 2050. Figuur C.7: Inschatting ontwikkeling elektriciteitsvraag gebouwde omgeving tussen nu en 2050

Ontwikkeling warmtevraag warmtenet Enschede heeft een goed ontwikkeld warmtenet. De hoofdleidingen liggen door de hele stad heen, waardoor het mogelijk is om warmte van Twence en op termijn van andere bronnen naar de stad te brengen. De huidige capaciteit van het warmtenet wordt nog maar beperkt gebruikt. Door de groei van het warmtenet zal de vraag naar warmte sterk stijgen. In figuur Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 42

C.8 staat de ontwikkeling van de totale warmtevraag in het warmtenet. In 2030 is het warmtenet gegroeid naar 25 duizend woningequivalenten (WEQ) en in 2050 naar 45-50 duizend. Voor de groei moet wel voldoende aanbod zijn van duurzame warmte. Voor het aanbod van duurzame warmte wordt verwezen naar C3.3.3.8. De hoofdtransportleidingen van het bestaande warmtenet hebben de capaciteit om warmte te leveren aan 30 tot 45 duizend WEQ. De grootste bottleneck is de beperkte capaciteit van de hoofdtransportleiding vanuit het zuiden naar het centrum. Met deze leiding kunnen niet meer dan 13 tot 18 duizend WEQ in het centrum en noorden bediend worden. Dit biedt nog ruim voldoende groeipotentieel, aangezien momenteel maar 3 duizend WEQ zijn aangesloten op dat deel. Het warmtenet kan dus zonder capaciteitsproblemen tot 2030 groeien. Voor groei na 2030 kan de transportcapaciteit als volgt vergroot worden: De westelijke leiding langs Twekkelerveld naar het centrum uitbreiden of invoeding van warmte aan de noordzijde van Enschede via bijvoorbeeld diepe geothermie. Figuur C.8: Inschatting ontwikkeling van de warmtevraag warmtenet tussen nu en 2050

Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 43

Figuur C.9:Huidige aansluitingen warmtenet in Enschede en mogelijkheden tot groei binnen het transportnet voor drie deelgebieden.8

Op basis van een analyse van het huidige warmtenet en de capaciteit van alle leidingen zien we dat er met de huidige infrastructuur nog een flinke groei van het warmtenet mogelijk is. De infrastructuur biedt voldoende capaciteit om tot 31.000 aangesloten WEQ9 door te groeien. Alleen in Noord kan er op termijn mogelijk een knelpunt ontstaan. Dat kan echter opgelost worden door lokaal bronnen toe te voegen. Bijvoorbeeld geothermie als blijkt dat er potentie is om deze bron op termijn te ontsluiten. C 3.3.8 Toekomstige beschikbaarheid van warmtebronnen voor het warmtenet Om de resultaten van de Transitievisie Warmte te kunnen toetsen aan de 8 Hierbij gaan we voor deze berekening uit van een warmtevraag van 36 GJ/jaar per WEQ . Als de

warmtevraag omlaag gaat door isolatie kunnen er meer WEQ voorzien worden van warmte. 9 Dit in het minimale scenario. Als alle woningen geïsoleerd worden tot label B of hoger en de dekkingsgraad vanuit Twence ~75% is, kun je maximaal 54.000 WEQ aansluiten.

Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 44

beschikbaarheid van warmtebronnen, is een berekening gemaakt van de toekomstige benodigde warmte voor de warmtenetwijken. Dit is gedaan om te kunnen bepalen of er voldoende duurzame warmte beschikbaar is en blijft en of de warmtenetinfrastructuur hiervoor toereikend is. Daarom moeten we een goede inschatting hebben van hoeveel woningen en bedrijven naar verwachting op het warmtenet aangesloten zullen gaan worden tussen nu en 2050. Op dit moment is in Enschede 80 MW aan warmtecapaciteit voor de piekvraag nodig en ongeveer 30 MW voor de basislastvraag. Het huidige warmtenet van Enschede wordt gevoed door volgende warmtebronnen en bijhorende installaties: •

•

Warmte Twence: Twence heeft warmte beschikbaar uit verbranding van huishoudelijk afval en afvalhout (zogenoemd B-hout). Dit is warmte met een hoge temperatuur, tot maximaal 120°C. Twence heeft de volgende installaties: o Afvalhout verbranding: Daarvan is 50 MW beschikbaar. Dit is momenteel de belangrijkste warmtebron. De toekomst na 2030 is afhankelijk van subsidies, zoals de SDE++ subsidie, de beschikbaarheid en de prijs van afvalhout voor verbranding. o Afvalverbranding: 120 MW is beschikbaar en levert nu ongeveer 25% van de warmtevraag. Het vermogen wordt op dit moment dus beperkt benut. Daarnaast kan het vermogen verhoogd worden door procesoptimalisaties en door minder elektriciteit te produceren. Het vermogen kan verlaagd worden door CO₂ -afvang toe te passen, omdat voor CO₂ -afvang warmte nodig is. Er wordt alleen regionaal afval verbrand. Dit betekent dat er geen sprake is van grootschalige import van afval. o Daarnaast heeft Twence enkele kleinere installaties staan, waaronder vergisting en pyrolyse. Deze produceren op beperkte schaal warmte, ongeveer 4% van de huidige warmtevraag. Hulpketels en Warmtekrachtkoppelingsinstallaties (WKK’s) op aardgas van Ennatuurlijk voor de back-up en de pieklast: Op diverse plekken in de stad heeft Ennatuurlijk hulpketels en WKK’s staan die bij een piek in de warmtevraag worden gebruikt.

Daarnaast staan deze ook paraat voor als de afvalverbrandingsinstallatie van Twence uitvalt. De WKK’s dienen dus als back-up. De bronnen van Twence kunnen gemakkelijk in de huidige Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 45

warmtevraag voorzien. Daarom leveren deze bronnen maar ongeveer 1% van de huidige warmtevraag. C 3.3.9 Potentieel warmtebronnen en scenario’s tot 2050 In de huidige situatie is er meer dan voldoende warmte beschikbaar. Vuistregel is dat er 1,5 à 2 MW aan warmteproductie nodig is om duizend woningen van voldoende basislast warmte te voorzien. Naast basislast zijn hulpketels nodig om voldoende warmte te produceren op koude dagen. De huidige installaties kunnen aan ongeveer 85 duizend WEQ-warmte leveren. Dat is meer dan wat met de huidige inzichten in 2050 ingezet zou kunnen worden in Enschede. Voor Twence zijn vier scenario’s denkbaar voor de periode na 2030. Tot en met het jaar 2030 zijn door lopende overeenkomsten de huidige installaties in elk geval in bedrijf. 1. Groeistrategie: de huidige verbrandingscapaciteit van 170 MW blijft behouden tot 2050 en daarna en groeit door realisatie van nieuwe installaties, bijvoorbeeld gericht op biochemie, waarbij nuttige restwarmte ontstaat voor het warmtenet. 2. Behoud installaties: de huidige bronnen blijven behouden, incl. afvalhoutverbranding. CO₂ -afvang en systeemoptimalisaties zorgen voor behoud capaciteit. Eventuele daling van Nederlands aanbod van afval en/of afvalhout wordt opgevangen met import uit Duitsland. De afvalhoutverbrandingsinstallatie kan eventueel ook overschakelen op andere duurzame reststromen. 3.

Behoud afvalverbranding, sluiting afvalhoutverbranding. In dat geval daalt de capaciteit van 170 MW nu naar ongeveer 120 MW in 2030. 4. Scenario circulaire economie: krimp afvalverbranding, sluiting afvalhoutverbranding. Afvalhout wordt 100% gerecycled en 2/3e deel van het regionaal afval wordt gerecycled. Er kan geen afval geïmporteerd worden en biochemie biedt geen restwarmte. Met procesoptimalisaties zou dat betekenen dat dan nog 50 MW beschikbaar is. Dit is het meest ambitieuze circulaire scenario denkbaar, met de grootste impact op de capaciteit van Twence. Daarnaast zijn er mogelijke andere warmtebronnen in Enschede beschikbaar. Een analyse heeft de volgende bestaande en mogelijke bronnen in kaart gebracht (zie onderstaande figuur C.10). Hierin vertegenwoordigt de grijze kleur de al Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 46

bestaande bronnen in Enschede die nu al basislastwarmte leveren. In de groene kleur in de figuur zijn de mogelijke bronnen benoemd. Figuur C.10: Bestaande en mogelijke warmtebronnen in Enschede Vermogen MW

Temperatuur Type Kosten Opmerkingen Geschiktheid bouwjaren Basislast Hoog Duurzaamheid, zekerheid <1990 Pieklast Middel Laag

Twence afval 3 ketels

110-130

HT

B/P

L

Twence B-hout

50

HT

B/P

L Import B-hout, SDE t/m (SDE) 2030 concurrerende installaties

Twence vergisting 3

HT

B

L Kleine bron; SDE (SDE) afhankelijk; groeipotentie tot circa 10 MW

Geothermie - open

5-10 per doublet

MT

B

L Nader onderzoek, (subs.) potentie m.n. boven Oldenzaal

Geothermie – gesloten

2-5 per boring

MT

B

L

Innovatieve techniek

RWZI West (TEA) ~10 [check] LT

B

M

brontemperatuur

Nieuwe B-hout

Beschikbaarheid afval; hoge zekerheid voor 100 MW

50

HT

B/P

M Beschikbaarheid B-hout (subs.)

RWZI Oost (TEA) <5

LT

B

M

Gaat mogelijk sluiten

Riool- of <5 drinkwaterleiding (TEA, TED)

LT

B

H

Alleen zeer lokaal toepasbaar

Oppervlaktewater <10 (TEO)

LT

B

M

Twentekanaal; WKO nodig

Datacenter TU / Equinix

LT

B

L

<5

Obian (voorheen Nouryon)

LT (40C) B/P HT (als condensaat stoom Twence)

M

Toekomst zoutwinning en/of toekomstige duurzame zoutwinningstechnieken

Restwarmte Grolsch

MT

M

Retour van warmtelevering aan Grolsch, alleen lokaal inzetbaar

B

Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 47

Restwarmte Vredestein

HT

B

M

Langetermijn levering en/of alternatieven bij Vredestein

WKO

LT

B/P

M

Bodemgesteldheid slecht

Zomer

H

Alleen buitengebied, seizoensopslag nodig

B/P

L/M

Alternatieve toepassing; geen bio-gas infrastructuur voorzien

Zon in veld

Biogas

<5 MT per installatie HT

In bovenstaande figuur zijn in de grijze kleur de mogelijke basislastbronnen aangegeven. In een aantal gevallen kunnen deze bronnen ook ingezet worden voor piekwarmte. Onderstaande bronnen zijn bronnen die alleen voor piekwarmte ingezet kunnen worden.

Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 48

Figuur C.11: mogelijke bronnen voor piekwarmte Vermogen MW

Groen gas / waterstof via bestaand gasnet + ketel E-boiler, lucht/water WPs Opslag ochtendpiek (412h)

Temperatuur Geschiktheid bouwjaren <1990 HT

Type Basislast Pieklast

Opmerkingen Duurzaamheid, zekerheid

P

Kosten Hoog Middel Laag M/H

MT / HT

P

M

MT / HT

P

M

Impact E-net, kosten E bij windstille winterpiekvraag Nuttig, maar geen bron

Beschikbaarheid; inzet denkbaar / mogelijk via bestaande gasketels.

Naast Twence zijn er in de stad en de regio de volgende bronnen denkbaar met voldoende schaal (>10 MW) om in te voeden op het warmtenet (figuur C.10) geeft het totaal overzicht van mogelijke bronnen): • Diepe geothermie is een bron die wellicht voor Enschede op een diepte van 2 kilometer of meer mogelijkheden biedt, maar er zijn nog veel onzekerheden over de ondergrond. Hier wordt aanvullend onderzoek naar gedaan, onder andere door Energie Beheer Nederland. • Nobian (voorheen Nouryon) heeft de beschikking over restwarmte uit hun proces om zout te maken. Deze warmte kan op hoge (ongeveer 120°C) of lagere temperatuur (ongeveer 40°C) beschikbaar zijn. Nobian gebruikt zelf stoom van Twence (zie hierboven) of uit hun eigen gasgestookte installatie. • Aquathermie: Warmte uit de rioolwaterzuivering (RWZI) nabij Kennispark / Twekkelerveld. De temperatuur van deze restwarmte is ongeveer 15°C. • Warmte uit de datacenters (datathermie) bij de universiteit, Kennisparken van nog te ontwikkelen datacenters. De temperatuur van deze restwarmte is ongeveer 25-30°C.

Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 49

Datacenters Er worden meer en meer datacenters ontwikkeld in Nederland, en ook Enschede heeft datacenters. De servers in deze centers produceren veel warmte. De temperatuur van deze restwarmte is circa 30°C. Deze warmte kan met een warmtepomp op een hogere temperatuur worden gebracht. Zo kan in combinatie met een warmtenet de gebouwde omgeving worden verwarmd met deze restwarmte. Er is ook een nieuwe technologie in ontwikkeling om deze servers te koelen met minerale olie. Hierdoor kan in de toekomst mogelijk circa 50°C aan restwarmte uitgekoppeld worden. Met uitzondering van geothermie gaat het om laagtemperatuur bronnen. Om de bovengenoemde lage temperatuur bronnen te kunnen benutten voor warmtenetten kan met behulp warmtepompen de temperatuur naar ongeveer 70°C opgewaardeerd worden. Biomassa als warmtebron voor het warmtenet is voor de lange termijn mogelijk niet meer in beeld voor Enschede. Van biomassa in de vorm van bijvoorbeeld hout, bermgras, mest, slib, zeewier en mogelijk ook algen kan energie geproduceerd worden. Biomassa is echter schaars. De makkelijkste bron (knipen snoei-afval) is al volledig benut in Nederland. In lijn met de Regionale Energie Strategie voor Twente moeten we daarom zeer zorgvuldig met biomassa omgaan. Ook B-hout kent in de toekomst mogelijk een andere bestemming.

En er zijn andere sectoren waarin biomassa een hogere waarde heeft dan het verwarmen van de gebouwde omgeving, waaronder chemie, industrie en transport. Denkbaar is dat er restwarmte vrijkomt bij opwaardering van biomassa naar grondstoffen, maar deze opwaardering vergt innovatie. Het verbranden van hout of houtpellets (import) op de langere termijn moet daarom voorkomen worden. Dit geldt dus ook voor toepassing in de woning met een open haard of kachels. In een conservatief scenario zonder biomassa en geothermie en met beperkte beschikbaarheid van afval is er naast 50 MW van Twence nog ongeveer 10-20 MW lokale warmte beschikbaar. Dit is dus zeker genoeg om het warmtenet te laten groeien naar 30-35 duizend WEQ. De beoogde groei tot 2030 kan hiermee sowieso worden waargemaakt. In de andere drie scenario’s (groeistrategie Twence, behoud installaties, en beëindiging afvalhoutverbranding) is er meer dan Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 50

genoeg warmte bij Twence voor de groei tot 45-50 duizend WEQ in 2050. Om 4550 duizend WEQ van voldoende duurzame basislast warmte via het huidige warmtenet te voorzien is tot circa 100 MW aan vermogen nodig bij Twence of andere bronnen met een hoge temperatuur. C 3.3.10 Energie- en warmteopslag Warmteopslag wordt meestal geassocieerd met warmte- koudeopslag in de bodem (WKO-bronnen). Echter worden er in WKO-bronnen, op circa 50-250 meter diepte, temperaturen van maar 10-25ºC opgeslagen. Er is dus aanvullend een warmtepomp nodig om gebouwen en woningen met deze brontemperatuur te kunnen verwarmen. Warmteopslag, waarmee direct kan worden verwarmd met temperaturen tussen de 40ºC en 90ºC, wordt echter nog weinig toegepast. De verwachting is dat dit zal sterk gaan veranderen, omdat de capaciteit van het elektriciteitsnet in Enschede beperkt is. De vraag naar warmte voor het verwarmen van gebouwen en woningen is zeer seizoensgebonden. De vraag naar warmtapwater is het gehele jaar vrij stabiel en heeft pieken in ochtend- en avonduren. Ruimteverwarming heeft echter een enorme dip in de zomer en een zeer hoge piekvraag op koude dagen. Daarom moet bij de keuze van de warmteoptie rekening gehouden worden met de impact op het elektriciteitsnet.

Bij collectieve warmteoplossingen is de impact op het elektriciteitsnet veel lager dan bij individuele all-electric oplossingen (zie elektriciteit). Warmteopslag maakt het mogelijk om het benodigde piekvermogen van een warmteopwekker, zoals een warmtepomp, verder te verkleinen. Ook kan er meer warmte uit dezelfde warmtebron worden benut. Een traditionele gasketel is een goedkope technologie waarbij het gebruikelijk is om het benodigde ketelvermogen te dimensioneren op de piekwarmtevraag voor ruimteverwarming en/of warm tapwater. Het huidige gasnet heeft hiervoor voldoende capaciteit. Het huidige elektriciteitsnet heeft echter deze capaciteit bij lange na niet. In het geval van de overstap van een gasketel naar warmtepompen moet de capaciteit van het huidige net dus verhoogd worden. Als dit voorkomen of beperkt kan worden, bespaart dat veel geld voor de maatschappij. Ook is de investering in Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 51

een warmtepomp relatief hoog, dus hoe kleiner de warmtepomp, hoe beter de businesscase. Daarnaast werkt een warmtepomp het meest optimaal wanneer deze continu kan draaien en is de technologie minder geschikt om in een korte tijdspanne een grote hoeveelheid water te verwarmen. Daarom worden warmtepompen die nu al toegepast worden in woningen gecombineerd met een boilervat van circa 150 liter om warm tapwater voor één dag op te slaan. Door een warmtepomp te combineren met warmteopslag voor niet alleen warm tapwater maar ook ruimteverwarming kan de warmtepomp (nog) kleiner uitgevoerd worden, kan deze meer draaiuren maken en hoeft het elektriciteitsnet dus minder verzwaard te worden. Een ander belangrijk aspect, dat meegenomen moet worden, is dat ook aan de bronzijde veel gaat veranderen. Nu is elektriciteit altijd beschikbaar, omdat kolenen gascentrales het gehele jaar door kunnen leveren op basis van de vraag. Maar in de toekomst is het aanbod van zonne-energie en windenergie veel minder constant en ook deels seizoen afhankelijk. Het vierde voordeel dat een warmtepomp in combinatie met warmteopslag biedt, is de mogelijkheid voor vraagsturing. Wanneer de elektriciteitsprijs laag is of er overschotten zijn van (zelf) opgewekte hernieuwbare elektriciteit kan de warmteopslag gevuld worden voor gebruik op een later moment.

Op momenten dat er een piek is in de elektriciteitsvraag wordt (ook) warmte vanuit de warmteopslag geleverd. Opslag is dus noodzakelijk om de elektriciteit, die een warmtepomp gebruikt, CO₂ neutraal op te kunnen wekken. De ontwikkelingen op het gebied van warmteopslag staan niet stil. Om warmteopslag in woningen in combinatie met warmtepompen toe te kunnen passen moet echter nog wel een grote sprong gemaakt worden. Voor een waterbuffer is er simpelweg geen ruimte en compacte technieken, die breed toepasbaar zijn in woningen, zijn nog niet marktrijp. Bij een collectieve oplossing voor een gebouw of bij een warmtenet kan met de huidige stand van de techniek wel al warmte opgeslagen worden. Grote buffervaten boven of ondergronds gevuld met warm water kunnen als warmtebatterij dienen. Bij warmtenetten wordt deze techniek al toegepast. Er worden ook nieuwe compactere warmtedragers dan water uitgetest en ontwikkeld, zoals phase change materials (PCM’s) en thermochemische Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 52

warmtebatterijen. Bij de meeste warmtenetten hebben de duurzame bronnen niet voldoende capaciteit om ook in de winterpiekvraag te voorzien. Opslag maakt dat wel mogelijk, zodat gasketels minder ingezet hoeven te worden.

C4 Hitte en Koude Hitte in en rond gebouwen wordt een steeds belangrijker onderwerp. De laatste jaren zijn er steeds vaker hittegolven in Nederland. Vooral de dagen waarbij temperaturen oplopen tot boven de 30 graden kunnen zorgen voor overlast van warmte in de gebouwde omgeving. De eerste effecten van klimaatverandering worden hiermee zichtbaar. Isolatie zorgt er in de winter voor dat de warmte onze woningen en gebouwen minder snel verlaat. Een prettig bijeffect is dat isolatie er ook voor zorgt dat deze woningen en gebouwen in de zomer koeler blijven. Dat komt doordat de isolatielaag de warmte buiten houdt. Als de warmte eenmaal binnen is, raken (zeer) goed geïsoleerde woningen wel moeilijker hun warmte kwijt. Daarnaast zullen er door klimaatverandering steeds vaker en heftigere hittegolven ontstaan. Deze twee effecten zorgen ervoor dat de komende decennia er steeds meer behoefte zal zijn om warmteoverlast in woningen te voorkomen. Dit is een belangrijk onderwerp en heeft een directe relatie met de Transitievisie Warmte. De eerste effecten zijn al zichtbaar. De laatste jaren zijn er steeds vaker hittegolven in Nederland. Vooral de dagen waarbij temperaturen oplopen tot boven de 30 graden kunnen zorgen voor overlast van warmte in de gebouwde omgeving. Het effect van hitte wordt daarnaast versterkt in wijken met veel hoogbouw en verstening.

Dit kan leiden tot urban heat islands, een stedelijk gebied dat significant warmer is dan de omliggende gebieden. Hitte kan een enorme impact hebben op bewoners, gebouwen en de leefomgeving, zoals: • Leefbaarheid: leefbaarheid en comfort in gebouwen, arbeidsproductiviteit • Buitenruimte: Sociale overlast, druk op buitenruimte, schade aan de Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 53

• • • •

natuur Gezondheid: van slaapproblemen tot sterfte Water: extra watervraag, (drink)waterkwaliteit en temperatuur van koelwater Infrastructuur: problemen voor bruggen, rails en bestrating Energie: verhoging energievraag, druk op energie-infrastructuur

Hitte is daarmee dus niet alleen een probleem van gebouwen en gebruikers van gebouwen, maar ook van de leefomgeving rond gebouwen. Ook wordt hittestress dus niet alleen veroorzaakt door gebouweigenschappen (o.a. mate van isolatie, glaspercentage, zonwering en oriëntatie) maar ook door locatiespecifieke eigenschappen (verstening en bebouwingsdichtheid). C 4.1 Voorkomen van warmteoverlast Niet iedereen ervaart dezelfde temperatuur als ‘warmteoverlast’. Dit kan per leeftijdsgroep en persoon sterk verschillen. Ook is het afhankelijk van de specifieke functie van het gebouw of een ruimte, wanneer ‘warmteoverlast’ wordt ervaren. In ruimtes waar er wordt gewerkt, geslapen of gesport zal eerder overlast zijn, dan in ruimtes voor ontspanning. Om de gebouwde omgeving voor iedereen in de toekomst comfortabel en leefbaar te houden is het belangrijk om warmteoverlast te voorkomen of in ieder geval de mogelijkheden te bieden om deze te verminderen. Er zijn twee manieren om dit te doen: 1. Voorkomen dat gebouwen verregaand opwarmen; 2. Het actief koelen van gebouwen en/of ruimtes om warmte kwijt te raken. Voorkomen dat gebouwen verregaand opwarmen ‘Voorkomen is beter dan genezen’. Dit geldt ook in veel gevallen voor warmteoverlast: het voorkomen van veel warmte is vaak beter dan het actief massaal gaan koelen van gebouwen. Dit kan door beschaduwing, reflectie, verdamping en ventilatie.

Dit soort maatregelen worden ook wel ‘klimaatadaptieve maatregelen’ genoemd.

Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 54

Principe Beschaduwing

Werking Voorkomen directe zoninstraling

Reflectie

Reflecteren van zoninstraling

Verdamping

Verkoeling door meer water in de omgeving Koelere lucht het gebouw of gebied in laten stromen

Ventilatie

Voorbeelden Bomen, zonwering, parasols/doeken/pergola’s/luifels, groene daken/gevels/tegels, minder grote glasoppervlaktes op het zuiden Meer groen op en rond gebouwen, witte daken, zonwerend glas, lichte kleuren gevels en straten Meer groen op en rond gebouwen, vijvers, meren, fonteinen, vernevelingsinstallaties, polderdaken Balansventilatie, nachtventilatie en ventilatoren.

De tijd en eigenaarschap van deze maatregelen kan erg wisselen. Zonwering en vegetatiedaken zal op initiatief en rekening zijn van de gebouweigenaar, terwijl openbaar groen of water in de wijk bij de gemeente ligt. Het voorkomen van warmteoverlast is een onderdeel van een ‘aanpak klimaatadaptatie’, waar veel partijen bij betrokken kunnen en moeten zijn. Het is daarom belangrijk om deze maatregelen in een uitvoeringsprogramma met concrete maatregelen op te nemen. Voordeel van deze aanpak is dat het integraal is. Niet alleen de gebouwen worden minder warm, maar ook de kwaliteit van de leefomgeving kan dus sterk verbeteren. Het actief koelen van gebouwen om warmte kwijt te raken Wanneer het een gegeven is dat gebouwen en woningen opwarmen, kan het noodzakelijk zijn om door actieve koeling warmte te onttrekken. We noemen deze ‘vraag’ naar het onttrekken van warmte ook wel de ‘koudevraag’. Deze kan ingevuld worden op een energie intensieve of een energie extensieve manier. De mate van energie intensiviteit hangt natuurlijk ook samen of je een geheel gebouw of woning koelt of alleen een werkruimte en/of slaapkamer.

Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 55

Principe Zeer energie intensief Energie intensief

Werking (Omgevings)energie gebruiken voor een koelproces

Energie extensief

Koude bufferen of (omgevings) energie gebruiken om koude te verplaatsen

Voorbeelden Mobiele airco in combinatie slang door geopend raam Koelen met buitenlucht (lucht-water warmtepomp of split-unit) en koelen met restwarmte (absorptiekoeling) Ventilator, koelen met koude uit de bodem (WKO of bodemlus), adiabatische koeling (lucht afkoelen door verdamping van water) en/of opslag van koude in bijvoorbeeld gebouwmassa of phase change materials

Vanzelfsprekend ligt de voorkeur bij energie-extensieve opties, alleen zijn deze niet altijd toepasbaar of voldoende om tot de benodigde koelbehoefte te komen. Kosten, ruimtegebruik en inpasbaarheid in de bestaande gebouwde omgeving zijn ook belangrijke factoren voor de haalbaarheid. C 4.2 Relatie warmteoptie en koudevraag De Transitievisie Warmte richt zich primair op de verduurzaming van de warmtevraag in de gebouwde omgeving. Het onderwerp hitte en warmteoverlast is relevant omdat het impact kan hebben op de keuze voor de warmteoptie. Belangrijk daarbij is om te beseffen dat het actief verwarmen van gebouwen waar mensen in verblijven altijd een primaire levensbehoefte is en er bij woningen daarnaast ook altijd een warm tapwatervraag is. Dit in tegenstelling tot actieve koeling. Het collectief invullen van koelbehoefte zorgt daarbij voor de volgende uitdagingen: • Of er actief gekoeld moet worden in een gebouw of woning is gerelateerd aan de locatie, functie en doelgroep en is sterk afhankelijk van de oriëntatie van de ruimte, het gebruik ervan en de mate van isolatie van het gebouw. • Actieve koeling vraagt een geschikt afgiftesysteem. Dit betekent in veel gevallen een extra investering om het gebouw voor actieve koeling geschikt te maken, zoals het vervangen van de radiatoren en een installatietechnische regeling geschikt voor koeling.

Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 56

•

Naast een collectieve warmte-infrastructuur is er vaak ook een collectieve koude-infrastructuur nodig, wat meer druk geeft op het gebruik van de ondergrond.

Naast inzetten op isolatie is het dus van belang om op gebouw- en wijkniveau te kijken waar deze maatregelen kunnen worden gecombineerd met klimaatadaptieve maatregelen. Zo kan zonwerende coating worden toegepast op het oosten en zuiden als het glas wordt vervangen door isolatieglas en kan je bij woongebouwen groene daken of witte daken aanbrengen als de dakbedekking wordt vervangen in combinatie met dakisolatie. Wat niet kan worden voorkomen is dat er bepaalde specifieke woningen en ruimtes in woningen actief gekoeld moeten worden. In veel gevallen helpt een ventilator. Lokaal kan ook een splitunit uitkomst bieden. Voorkomen moet worden dat mobiele airco’s worden aangeschaft, bijvoorbeeld met een Europese eis voor de energie-efficiëntie van mobiele airco’s, vergelijkbaar met lampen en stofzuigers. C 4.3 Waar kan men op letten bij de diverse warmteopties De Transitievisie Warmte geeft per wijk een voorkeursoptie voor de bestaande gebouwde omgeving. Per voorkeursoptie geven we een aantal zaken waar op gelet moet worden in relatie tot hitte en koudevraag. In het algemeen kan worden gesteld dat actieve koeling bij woningbouw veel minder voorkomt dan verwarming, waardoor de impact op het elektriciteitsnet relatief beperkt zal blijven.

Dit wordt versterkt door gelijktijdigheid, omdat er vaak gebruik gemaakt kan worden van lokaal opgewekte duurzame elektriciteit uit zon wanneer er koelbehoefte is. Dit in tegenstelling tot ruimteverwarming. Ook is de vraag van laadinfrastructuur voor mobiliteit op warmere dagen beperkter, omdat batterijen dan efficiënter functioneren. Warmtenet Warmtenetten zijn economisch het meest haalbaar in wijken met hoge stedelijke dichtheden. Dit zijn dus vaak ook wijken met een verhoogde kans op een urban heat island effect. Omdat bij de aanleg van een warmtenet de straat opengaat is dit ook een logisch moment om doelmatig klimaatadaptieve maatregelen te nemen, waarmee de koudevraag dus kan worden beperkt en de leefomgeving kan worden verbeterd.

Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 57

Vanwege de sterk wisselende behoefte aan actieve koeling is het lastig om in de bestaande gebouwde omgeving met veel woningbouw een collectieve koudeoplossing te ontwikkelen. Dit wordt versterkt doordat de collectieve warmteoplossing vaak gebruik maakt van temperaturen waarbij de bestaande radiatoren niet vervangen hoeven te worden. Deze woningen zijn dus niet automatisch geschikt om actief gekoeld te worden en het vraagt extra investeringen om dit toe te passen. Het is daarom logischer om specifieke ruimtes, zoals de werkkamer en eventueel de slaapkamer, in woningen met een hoge hittestress, te koelen met split units. Omdat dit heel lokaal is blijft de impact op de toename van de elektriciteitsvraag en de impact op het elektriciteitsnet beperkt. De impact is in iedere geval veel lager dan bij een all electric oplossing. Voor gebouwen met functies, die wel specifieke koelbehoeftes voor het gehele gebouw hebben, zoals ouderencomplexen en kantoren is er de mogelijkheid voor een opt-out (geen aansluiting op het warmtenet) of kan onder voorwaarde ook het warmtenet benut worden voor adsorptiekoeling (koelen met warmte uit het warmtenet met een temperatuur van 70 °C of hoger). Dan moet er wel warmte het gehele jaar door beschikbaar zijn van voldoende temperatuur, welke niet wordt opgewekt met warmtepompen. Dat is dus warmte van Twence of uit diepe geothermie.

Als dit niet het geval is, is het toepassen van koelmachines of een opt-out efficiënter. Gasnet Woningen in wijken waar het gasnet ook op lange termijn nog blijft liggen zijn voornamelijk relatief oudere woningen. Deze woningen hebben van zichzelf een hogere thermische massa (dikke stenen wanden, die veel warmte op kunnen nemen) en warmen daardoor minder snel op in de zomer. Ook zijn deze woningen technisch minder geschikt om heel erg goed te isoleren, waardoor de koudevraag ook beperkt blijft. Isoleren van de schil van deze woningen zorgt er zelfs voor dat de warmte beter buiten blijft en de woningen dus minder snel opwarmen. Bronnet Bij een bronnet zit automatisch koeling ook in de warmte-infrastructuur. Deze optie komt daarom met name voor bij utiliteitsgebouwen, zoals kantoren en retail, omdat deze al vaak een hoge koudevraag hebben. Een bronnet is een efficiënte manier van koelen, omdat vaak gekoeld kan worden, zonder of met beperkte Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 58

tussenkomst van een warmtepomp, bijvoorbeeld als wordt gekoeld met energie uit de bodem (bodemlussen of WKO). All electric Bij deze warmteoptie wordt uitgegaan van een laagtemperatuur oplossing. Woningen moeten daarvoor wel voldoende zijn geïsoleerd. Hierdoor zal de koudevraag dus wat hoger zijn. Echter zien we ook dat de dichtheden in de wijken waar deze optie de voorkeur krijgt lager is, waardoor de kans op een urban heat island effect lager is. Voor laagtemperatuur verwarming moeten alle radiatoren vervangen worden in de woningen, waardoor het afgiftesysteem geschikt kan worden gemaakt voor actieve koeling. Er moet dan wel aanvullend een extra installatietechnische regeling komen, die kan schakelen tussen verwarmen en koelen. In dat geval kan dus de gehele woning worden gekoeld. In de huidige praktijk zien we dat er meestal wordt gekozen voor een lucht-waterwarmtepomp. Deze oplossing is voor koelen relatief energie-intensief.

Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 59

C5 Duurzaamheid van de warmteopties Het onderzoeksbeeld heeft de aardgasvrije warmteopties per buurt bepaald op basis van laagste maatschappelijke kosten (meer informatie over dit proces in bijlage D). Vervolgens is het belangrijk om te toetsen of deze warmteopties ook daadwerkelijk leiden tot een CO₂ -neutrale eindsituatie. Bij de keuze voor een warmteoptie is het van belang dat deze op korte termijn CO₂ bespaart en dat deze op lange termijn de hoogste kans geeft op een CO₂ -neutrale energievoorziening. Bij de keuze voor een warmteoptie spelen daarom twee aspecten een belangrijke rol: de efficiëntie van de warmteoptie en de mogelijkheid om de energiebron te verduurzamen. Op basis van inzicht in deze twee aspecten kunnen we toetsen of het onderzoeksbeeld daadwerkelijk leidt tot een CO₂ neutrale warmtevoorziening. C 5.1 De efficiëntie van de warmteoptie Hernieuwbare energie is schaars, daarom is het belangrijk deze zo efficiënt mogelijk in te zetten. Hoe efficiënter de warmteoptie is, hoe minder energie er nodig is en dus hoe minder duurzame bronnen er nodig zijn. De efficiëntie van een warmteoptie heeft zowel invloed op de CO₂ -uitstoot op de korte termijn als op de langere termijn. De efficiëntie van de warmteoplossing speelt in aanvulling op de laagste maatschappelijke kosten een belangrijke rol bij het maken van een afweging voor een duurzame energie-infrastructuur.

De volgende onderdelen uit de warmteketen hebben invloed op de efficiëntie van de oplossing: •

De energievraag van de gebouwen. Hoe lager de vraag, hoe efficiënter de oplossing. Er is echter een verschil tussen het energetische optimum (hoeveel van de energievraag kan maximaal bespaard worden) en het economische optimum (bij welke mate van energiebesparing wegen de kosten die de gebouweigenaar maakt, op tegen de opbrengsten voor de eigenaar of huurder). Het optimum verschilt per bouwjaar, woningtype en het moment waarop het gebouw is of wordt verbeterd 10.

10

De meeste bestaande woningen, gebouwd voor 1990, hebben een warmtevraag voor ruimteverwarming van circa 89 kWh/ m2. Het economisch optimum ligt voor de meeste van deze woningen ergens tussen de 70-110 kWh/m2.

Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 60

•

•

•

Het temperatuurniveau waarmee het gebouw comfortabel verwarmd kan worden. Hoe lager de temperatuur, hoe efficiënter de oplossing. Ook hier is een verschil tussen het energetische optimum en het economische optimum. Het optimum verschilt ook hier per bouwjaar, woningtype en het moment waarop het gebouw is of wordt verbeterd 11. De verliezen van energie, waaronder de energie die nodig is tijdens transport. Bij transport van warmte, elektriciteit en gas gaat er energie verloren en kan aanvullende energie nodig zijn. Bijvoorbeeld in de vorm van transportpompen. De efficiëntie van de opwek van warmte en de hoeveelheid energie in de vorm van gas, elektriciteit of andere energiedragers (afval of biomassa), die daarbij nodig zijn.

De duurzaamheid van een bepaalde oplossing kan worden bepaald op basis van: • De CO₂ -uitstoot; • De mogelijkheid om de energiemix te verduurzamen in de tijd; • De snelheid waarmee een bepaalde warmte-oplossing gerealiseerd kan worden. • De noodzaak van energieopslag. C 5.2 Besparing CO₂ op korte termijn In figuur C.11wordt de CO₂ -uitstoot van de huidige gasketel vergeleken met de huidige CO₂ -uitstoot van individuele warmteopties (all-electric en hybride) en collectieve oplossingen (warmtenet) op basis van landelijke en lokale kentallen van diverse warmtebronnen12. De CO₂ -uitstoot van deze warmteopties is 11 De meeste bestaande woningen en gebouwen, gebouwd voor 1990, hebben op de koudste dagen

een temperatuur nodig van 70-85 °C om comfortabel warm te worden. Het economisch optimum ligt voor de meeste van deze woningen op 70°C of lager. De meeste bestaande woningen, gebouwd na 1990, kunnen al verwarmd worden met 70°C of lager. Om met 40°C verwarmd te kunnen worden moeten in de meeste gevallen alle radiatoren vervangen worden. Bij nieuwbouwwoningen is een temperatuur van 40°C de standaard. 12 Voor elektriciteit is aangenomen 0,475 kg CO₂ per kWh en voor aardgas 1,884 kg per m3. Voor afvalverbranding is 26,49 kg per GJ aangenomen. Dit getal is gecorrigeerd naar ongeveer 18 kg CO₂ per GJ, omdat het warmtenet in Enschede veel minder gas gebruikt (aanname is 5% in plaats van 20%). Diepe geothermie resulteert in 25,05 kg per GJ. Bron: CO₂ emissiefactoren.nl. Ennatuurlijk

Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 61

uitgedrukt in het aantal kilogram CO₂ , die jaarlijks wordt uitgestoten om een woning van 106 m2 (gemiddelde Enschede), die geïsoleerd is, te voorzien van ruimteverwarming en warm tapwater. Figuur C.12:: Jaarlijkse CO₂ -uitstoot voor verwarmen en warmtapwater per warmteoptie, energiemix 2020.

Gasnet

All electric

Warmtenet

Een belangrijke notie bij deze figuur is dat de CO₂ -uitstoot is berekend op basis van de huidige stand van de techniek, met de huidige Nederlandse warmte-, gasen elektriciteitsmix. Deze figuur geeft dus een momentopname weer, namelijk de gemiddelde CO₂ -uitstoot van de verschillende warmteopties van vandaag. Richting de toekomst zal de energiemix steeds duurzamer worden, waardoor de heeft aangegeven dat de CO₂ -uitstoot van het huidige warmtenet 5,5 kg CO₂ per GJ is. Dit is dus nog lager mede omdat er ook gebruik wordt gebruikt van biomassa en omdat het huidige gasgebruik maximaal 1% is.

Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 62

CO₂ -uitstoot van warmteopties die elektriciteit, gas of warmte vragen lager zal worden. Daarom wordt in de volgende paragraaf ingegaan op het verduurzamen van zowel de elektriciteits- gas- als de warmtebronnen. Uit de figuur kan worden afgeleid dat bijna alle aardgasvrije warmteopties met de technieken van vandaag al leiden tot minder CO₂ -uitstoot ten opzichte van de huidige gasketel. Infraroodpanelen zijn hierop een uitzondering. Ook kan worden afgeleid dat met een warmtenet met als warmtebron een afvalverbrandingsinstallatie de meeste CO₂ bespaard kan worden op de korte termijn. Dit hangt mede samen met het feit dat het huidige warmtenet is overgedimensioneerd, waardoor er weinig gas nodig is voor de piekvraag van warmte. C 5.3 Mogelijkheid om de energiemix te verduurzamen Een tweede en zeer belangrijk aspect bij de keuze voor een duurzame energieinfrastructuur is dat deze (op termijn) kan worden gevoed met duurzame energiebronnen, waardoor gedurende de warmtetransitie de CO₂ -uitstoot verder kan dalen en de afhankelijkheid van fossiele bronstoffen afneemt. Het einddoel is immers niet alleen aardgasvrij, maar ook CO₂ -neutraal. We maken daarbij onderscheid tussen gas, elektriciteit en warmte. Als voorbeeld: we zien in grafiek 6 dat een warmtenet op afvalverbranding minder CO₂ -uitstoot dan diepe geothermie.

Dit wordt veroorzaakt door het feit dat bij deze laatste bron aanvullend pompen nodig zijn om de warmte uit de bodem omhoog te pompen en weer in de bodem te injecteren. Deze pompen gebruiken hiervoor elektriciteit uit het net en uit een WKK, die draait op het aardgas dat mee omhoog komt als bijvangst met de warmte. De huidige mix van de elektriciteit wordt in Nederland nu nog grotendeels fossiel opgewekt. In de toekomst zal de elektriciteit verder vergroenen en neemt daarmee de CO₂ -uitstoot van deze warmtebronnen dus af. Ook gebruikt het huidige warmtenet relatief weinig gas. Bij verdere groei zal het aandeel van gasketels stijgen, waardoor het gasgebruik mogelijk vergelijkbaar wordt als bij geothermie. Per energiedrager of -bron (gas, warmte, elektriciteit) is de toekomstige beschikbaarheid en de mogelijkheid om op termijn te verduurzamen op basis van de kennis van nu geanalyseerd. Een uitgebreide omschrijving hiervan staat in Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 63

bijlage C3 bij de omschrijving van de warmteopties. De belangrijkste conclusies delen we hieronder. C 5.3.1 Gas Uit het onderzoeksbeeld volgt dat er in de gebouwde omgeving van Enschede ook op de langere termijn vraag zal blijven naar gas voor verwarming. Of de binnensteden, historische linten en kleine kernen binnen de doelstelling van 2050 daadwerkelijk aardgasvrij worden, hangt af van de mate waarin duurzaam gas beschikbaar komt voor de gebouwde omgeving en van technologische innovaties waardoor andere infrastructuren toch haalbaar en betaalbaar worden in deze delen van de regio. Deze twee ontwikkelingen moeten bij iedere herijking van de transitievisie warmte opnieuw worden beoordeeld om de verduurzamingsstrategie daarop aan te passen. Er zijn grofweg twee scenario’s denkbaar voor de eindsituatie in 2050: 1. Het gasnet blijft de dominante infrastructuur in binnensteden, historische linten en kleine kernen maar zal op termijn volledig worden gevoed door hernieuwbaar gas dat wordt opgewekt buiten de gemeentegrenzen. 2. Door technologische innovaties worden gasvrije warmteopties alsnog haalbaar en betaalbaar waardoor er op termijn toch een andere infrastructuur zal komen in binnensteden, historische linten en kleine kernen. Om dit mogelijk te maken is het van groot belang om ruimte te bieden voor innovatie.

Dit kan plaatsvinden in de vorm van pilots, juist op die plekken in de stad waar de huidige aardgasvrije warmteoplossingen nog te duur zijn of technisch moeilijk inpasbaar zijn. Om blijvende afhankelijkheid van aardgas te voorkomen (“lock-in”), zullen we ernaar streven om het gasnet in de gebouwde omgeving zoveel mogelijk uit te faseren en tussen nu en 2050 het gasgebruik sterk te reduceren. Het gasverbruik kan worden teruggebracht door nieuwere gebouwen wel volledig gasvrij te maken, ook als het gasnet in de rest van de buurt blijft liggen, door hybride verwarmingssystemen toe te passen en door daar waar mogelijk te isoleren. Niettemin verwachten we momenteel dat er een bescheiden hoeveelheid duurzaam gas beschikbaar zal zijn voor de gebouwde omgeving, op basis van het Klimaatakkoord. Dat duurzame gas zal nodig zijn voor die complexe buurten waar het gasnet blijft liggen en voor de verduurzaming van piekvoorzieningen van Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 64

warmtenetten. De verwachtingen omtrent duurzaam gas zijn verder uitgewerkt in bijlage C3. C 5.3.2 Elektriciteit Bij de overstap op aardgasvrije warmteoplossingen zal elektriciteit een veel prominentere rol gaan spelen bij het verwarmen van de gebouwde omgeving. Voor het opwekken van warmte met (hybride-) warmtepompen in woningen en gebouwen en bij de inzet van andere warmtebronnen voor het voeden van het warmtenet dan afvalverbranding en biomassa, zal de vraag naar elektriciteit stijgen. Om een blijvende afhankelijkheid van fossiele energie te voorkomen is het belangrijk dat deze elektriciteit uiterlijk in 2050 duurzaam opgewekt kan worden. In hoeverre dit mogelijk is hangt af van twee factoren: 1. De mogelijkheid om deze elektriciteit duurzaam op te wekken; 2. De impact van de warmteoplossing op het elektriciteitsnet. Op basis van de technisch-financiële analyse is in het vorige hoofdstuk een inschatting gemaakt van het totale elektriciteitsgebruik per warmteoptie aan het einde van de warmtetransitie. Voor het opwekken van de hoeveelheid duurzame elektriciteit, die nodig is voor de toekomstige warmtevraag in Enschede is onvoldoende ruimte in een dichtbebouwde stad. De warmtevraag, en dus ook de elektriciteitsvraag voor verwarmen, kenmerkt zich door een grote piek in het zogenaamde ‘stookseizoen’, wanneer bewoners hun woning verwarmen.

De elektriciteit die wordt opgewekt met zonnepanelen binnen de stad is in de wintermaanden relatief laag en daarom in mindere mate beschikbaar voor het produceren van warmte in het stookseizoen. Windenergie levert daarentegen in de wintermaanden wel meer elektriciteit op en is dus passender. Echter, het merendeel van de duurzame elektriciteit, die nodig is voor het duurzaam verwarmen van Enschede zal dus van buiten de gemeentegrenzen moeten komen. Het verduurzamen van de elektriciteitsvraag voor een aardgasvrije en duurzame verwarming van Enschede is daarmee een opgave waar Enschede zelf in mindere mate invloed op heeft. Voor de transitievisie warmte is aangenomen dat er voldoende elektriciteit buiten de stad, zowel op nationaal als internationaal niveau duurzaam kan worden opgewekt. Uiteraard is het wenselijk dat de stad en de regio hieraan ook een bijdrage levert. Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 65

Daarnaast is het belangrijk om te kijken naar de invloed van verschillende warmteopties op het elektriciteitsnet. Een grotere impact op het elektriciteitsnet creëert meer afhankelijkheid van fossiele energie voor het opvangen van de pieken aangezien er in de pieken nooit voldoende duurzame elektriciteit beschikbaar is. Een grotere afhankelijkheid van elektriciteit heeft ook een nadelig effect op de snelheid waarmee we de transitie kunnen realiseren, omdat de transportcapaciteit van het net op veel plekken niet is afgestemd op een groeiende vraag naar elektriciteit en netverzwaring dus tempobepalend kan zijn. De impact op het elektriciteitsnet van een collectieve oplossing is aanzienlijk lager dan die van een individuele all-electric oplossing. De CO₂ -uitstoot van een warmtenet met een mix van diverse duurzame bronnen kan daarom sneller dalen dan die van all-electric oplossingen. Bij all-electric is er vanwege de hoge piekbelasting een grotere kans op een blijvende afhankelijkheid van fossiele bronnen. C 5.3.3 Warmte Naast duurzame elektriciteit en gas zijn er ook duurzame warmtebronnen nodig in de regio om de buurten die worden aangesloten op warmtenetten te voorzien van warmte. Het gaat daarbij zowel om warmte uit bronnen van hoge als lage temperatuur.

Omdat warmte vanwege hoge kosten en verliezen veel lastiger te transporteren is dan gas en elektriciteit, moeten warmtebronnen, in tegenstelling tot gas en elektriciteit, lokaal beschikbaar zijn. Belangrijke overwegingen bij warmtebronnen zijn de beschikbaarheid, toepassingsschaal, warmtekosten, toekomstperspectief en marktgereedheid van de verschillende technieken. In bijlage C3.3.7 is een berekening gemaakt van de toekomstige warmtevraag op basis van de resultaten van deze transitievisie warmte en in C3.3.8 en C3.3.9 is een inventarisatie gemaakt van toekomstige beschikbare warmtebronnen. Uit deze analyse blijkt dat in een conservatief scenario zonder biomassa en geothermie en met beperkte beschikbaarheid van afval er naast 50 MW van Twence nog ongeveer 10-20 MW lokale warmte beschikbaar is. Dit is dus zeker genoeg om het warmtenet te laten groeien naar 30-35 duizend WEQ. De beoogde groei tot 2030 kan hiermee sowieso worden waargemaakt. In een progressief Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 66

scenario is er meer dan genoeg warmte voor de groei tot 45-50 duizend WEQ in 2050 en is ook regionale groei mogelijk. Om blijvende afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te voorkomen moeten we op termijn steeds meer duurzame warmtebronnen ontwikkelen en benutten om warmtenetten te voeden. Aangezien een warmtenet een systeem is waarin de warmte circuleert tussen de warmtebron en de warmteafnemer hebben warmtebronnen per definitie een lokaal karakter. Om de toekomstige warmtebronnen te ontsluiten en om de schaal te maken die nodig is voor de ontwikkeling van de bronnen is het belangrijk dat warmtenetten snel enige omvang bereiken en ook blijven doorgroeien. De koppeling van decentrale netten kan op termijn voordelen opleveren zoals het ontsluiten van nieuwe warmtebronnen en het creëren van schaalvoordelen in piek-, buffering- en backupvoorzieningen. In een ideale situatie ontsluit een warmtenet zo veel mogelijk duurzame bronnen en kan het op de koudste dagen 70°C leveren met een zo laag mogelijke retourtemperatuur.

C6 Conclusie warmteopties, bronnen en duurzaamheid Op basis van de analyse zijn 25 duizend WEQ in 2030 aangesloten op een warmtenet en 45-50 duizend in 2050. Daarnaast bestaat de oplossingenmix uit all-electric warmtepompen eventueel in combinatie met bronnetten en het bestaande gasnet in combinatie met hybride warmtepompen. Deze uitkomst is vervolgens getoetst aan beschikbaarheid van bronnen en duurzaamheid. Wat betreft duurzaamheid van warmteopties zijn de volgende conclusies te trekken. •

•

Met de huidige stand van de techniek en de huidige mix van bronnen leveren warmtenetten op korte termijn gemiddeld voor woningen een grotere CO₂ -besparing op dan all-electric en hybride oplossingen. Op korte termijn kunnen er relatief veel woningen verduurzaamd worden door aan te sluiten op een warmtenet omdat gestart kan worden met hoog temperatuur warmtelevering en omdat het huidige warmtenet voldoende capaciteit heeft; Warmtenetten hebben op lange termijn de kleinste kans op een blijvende afhankelijkheid van fossiele energiebronnen, omdat warmtenetten een kleinere impact hebben op het elektriciteitsnet en minder afhankelijk zijn Bijlagen Transitievisie Warmte Enschede 67

•

•

•

van gas. Er zijn in Enschede in het meest conservatieve scenario voldoende warmtebronnen voor de langere termijn om tot minimaal 3035 duizend woningequivalenten door te groeien. De groei tot 2030 is dus zeker mogelijk, inclusief groei van het net in andere gemeentes in de regio. Voor verdere groei na 2030 is nader onderzoek nodig voor alternatieve warmtebronnen op lange termijn, zoals diepe geothermie. De inschatting is dat in Enschede voor het voeden van warmtenetten en gasnetten nog een gasvraag over zal blijven van ongeveer 15% van de huidige gasvraag. Dit is gelijk aan de beoogde landelijke productie van groen gas in 2030. Uitgangspunt is dat al het groen gas beschikbaar komt voor de gebouwde omgeving en de industrie en transport gebruikt gaat maken van waterstof. Het merendeel van de duurzame elektriciteit, die nodig is voor het duurzaam verwarmen Enschede zal van buiten de gemeentegrenzen moeten komen. Voor de transitievisie warmte is aangenomen dat er voldoende elektriciteit buiten de stad, zowel op nationaal als internationaal niveau duurzaam kan worden opgewekt. Het is belangrijk om te kijken naar de invloed van verschillende warmteopties op het elektriciteitsnet. Een grotere impact op het elektriciteitsnet creëert meer afhankelijkheid van fossiele energie voor het opvangen van de pieken aangezien er in de pieken nooit voldoende duurzame elektriciteit beschikbaar is.