bijlage 1: RSW zeeland totaal def

4.1 Warmtenetten Disclaimer Hieronder worden twee fictieve cases voor warmtenetten uitgewerkt. Deze reflecteren op geen enkele manier plannen van de betrokken gemeenten of andere partijen en zijn puur geselecteerd om de eigenschappen, kosten en prestaties van warmtenetten te illustreren in concrete gevallen. Ook is het detailniveau van de uitwerking laag omdat het gaat om de grote lijnen. De genoemde getallen hebben een grote foutmarge en dienen te worden geïnterpreteerd met voorzichtigheid.

Restwarmte uit het Sloegebied In Zeeland zijn er twee grote industriële clusters, het Sloegebied en de Kanaalzone. In de Zeeuws-Vlaamse Kanaalzone wordt op dit moment de mogelijkheden voor een restwarmtenet concreet onderzocht. In het Sloegebied is een grote restwarmtepotentie bij verschillende bedrijven. Hiervan is Zeeland Refinery de best onderzochte en tot nog toe meest kansrijke bron die in beeld is. Daarnaast bieden de geplande waterstoffabrieken met hun elektrolysers (komende 5-10 jaar) ook een groot restwarmtepotentieel op hoge temperatuur. Uit onderzoek naar de benutting van restwarmte uit het Sloegebied in de kernen van gemeente Borsele blijkt dat de businesscase moeilijk rond te rekenen is. Het grootste warmtevraagcluster op een overbrugbare afstand is de combinatie Vlissingen/Middelburg op ca. 10 km hemelsbreed. De voorgelegde RSW doet geen uitspraak over de haalbaarheid van verschillende scenario’s, hiervoor is een apart haalbaarheidsonderzoek voor deze scenario’s nodig.

Scenario’s Er zijn verschillende afzetgebieden in de omgeving denkbaar. De kaart hieronder geeft een beeld van de mogelijke scenario’s.

Fictief voorbeeld grootschalige inzet restwarmte

Figuur 16: Mogelijke afzetscenario’s voor het grote (deels toekomstige) restwarmte-aanbod vanuit het Sloegebied. De vol ingekleurde clusters zijn meegenomen in de hierna doorgerekende case. De volle tracélijn is daarvoor een mogelijke route voor de hoofdtransportleiding.

24

Bronnenstrategie Uit een onderzoek van Greenvis (2020) blijkt Zeeland Refinery de meest kansrijke restwarmtebron in het Sloegebied te zijn: volcontinu, geen seizoensfluctuaties en hoge temperatuur (85 °C). Deze bron is echter niet voldoende om de volledige kernen van Middelburg en Vlissingen te voorzien van warmte. Kloosterboer Vlissingen en Eastman Chemical (Middelburg) zijn mogelijke restwarmtebronnen die de benodigde aanvullende warmte kunnen leveren, al moet hier nog onderzoek naar gedaan worden11. Op termijn komen er meerdere waterstof-elektrolysers in het Sloegebied, welke ook hoogwaardige maar fluctuerende restwarmte kunnen bieden met ruimschoots voldoende productie voor de warmtevraag in Middelburg en Vlissingen. De bestaande B2B warmtestructuur op het Sloegebied kan een pluspunt zijn bij het inzetten van meerdere bronnen op het terrein. Om de fluctuerende aard op te vangen zijn warmteopslag en/of back-upvoorzieningen noodzakelijk. Bij lange transportleidingen als deze is het verstandig om piek- en back-upvoorzieningen bij het afzetgebied te plaatsen en niet bij de basis bron.

Procesplan en stakeholders Het ontwikkelen van een warmtenet is een proces dat in grote lijnen in een aantal fases te onderscheiden is. Het ontwikkelwiel van Greenvis (figuur rechts) geeft een algemeen raamwerk voor dit proces. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Ideevorming Idee-uitwerking Haalbaarheidsonderzoek Concretiseren Financial close Voorbereiding realisatie Realisatie Exploitatie

Voor de case restwarmte Sloegebied is in de ideeuitwerking (fase 2) bovengemeentelijke samenwerking nodig om te komen tot een voorkeursscenario dat in het haalbaarheidsonderzoek (fase 3) verder kan worden uitgewerkt. In bovenstaande link wordt voor elke fase beschreven wat er moet gebeuren en wie er moet worden betrokken. Figuur 17: Het Greenvis ontwikkelwiel - de verschillende fases voor de ontwikkeling van een warmtenet.1

De belangrijkste stakeholders voor deze specifieke case zijn onder te verdelen in vier groepen (zie Tabel 1). In bijlage E wordt een volledig overzicht gegeven van stakeholders in de warmtetransitie en hun rollen. Tabel 1: Mogelijke belangrijke stakeholders in het ontwikkeltraject van een warmtenet met restwarmte uit het Sloegebied als bron

Kandidaat restwarmteproducenten

Infra en exploitatie

Afnemers

Proces en vergunningen

Zeeland Refinery

Enduris

Bewoners

Gemeenten Vlissingen, Middelburg, Borsele en Goes

Kloosterboer Vlissingen (mogelijk tevens afnemer)

Gasunie transportleiding)

Woningcorporaties en andere grotere verhuurders

Provincie Zeeland

Toekomstige waterstoffabrieken (elektrolysers)

Warmtemarkt: warmtebedrijven

Glastuinbouw bedrijven

Grondeigenaren rondom tracé

Utiliteitsgebouwen

Ontwikkelaar warmtenet (kan onafhankelijke derde partij zijn)

(beheer

11 Eastman Chemical wordt al onderzocht binnen het proeftuin aardgasvrije wijken project in Middelburg, Dauwendaele.

25

Risico’s De voornaamste risico’s van een grootschalig restwarmteproject zijn: • • •

Vollooprisico voor dure transportleiding. Lange termijn beschikbaarheid en/of duurzaamheid van de restwarmte. Contractering restwarmte.

Door deze risico’s kan het erg lang duren voordat partijen een investeringsbesluit durven/kunnen nemen. Dit in zijn totaliteit is een groot transitierisico. Het is daarom belangrijk om gebouwen alvast geschikt te maken voor meerdere alternatieven, om een lock-in scenario te vermijden.

Fictieve uitwerking van gemeente-overstijgend scenario Om een indicatief beeld te schetsen van de regionale meerwaarde van het transporteren van grote hoeveelheden restwarmte uit het Sloegebied naar andere gemeenten, wordt hier de case uitgewerkt met levering aan grote delen van Middelburg en Vlissingen. Zoals gezegd zijn andere afzetscenario’s in Borsele, Goes en Kapelle zeker niet uitgesloten. Het tracé van de hoofdtransportleiding en de geselecteerde afnameclusters zijn te zien in Figuur 16. Een transportleiding van ca. 11 km vanuit het Sloegebied kan langs het noorden rondom de haven worden aangelegd12. Een boring onderdoor de haven bespaart maar 2 km en is een stuk complexer en risicovoller. Deze analyse is gemaakt met een combinatie van de Greenvis Begrotingstool (voor het begroten van de hoofdtransportleiding) en de Warmtetool (voor het berekenen van nationale kosten, businesscase, energiebalans en kosten voor gebruikers).

Resultaten Onderstaande tabel geeft een aantal kernresultaten weer voor de doorgerekende restwarmtecase, alsook voor een scenario waarin dezelfde gebouwen verwarmd zullen worden met individuele luchtwarmtepompen (ter vergelijk). Deze analyse biedt een indicatief beeld bij de haalbaarheid en hoe de systemen zich op hoofdlijn tegenover elkaar verhouden. Deze analyse is niet voldoende uitgewerkt om een duidelijke voorkeur voor één van beide systemen uit te spreken.

Warmtenet met restwarmte uit het Sloegebied

Individuele luchtwarmtepompen

Temperatuur afgifte in gebouwen

70 °C

40, 50 of 70°C, geoptimaliseerd per cluster

85% - 15%

0%-100%

1.200 M€

1.200 M€

19.000 €

21.000 €

Bijkomende behoefte elektra opwek

40 GWh/jaar

225 GWh/jaar

Warmterekening (incl. btw)

1.100 €/jaar

700 €/jaar

CO2-reductie t.o.v. aardgas

77%**

80% (o.b.v. 70% duurzame elektriciteit, conform Klimaatakkoord)

Bijdrage aansluitkosten warmtenet*

4.000 € incl. btw

Nvt

Kosten transportleiding 11 km

52 M€

Nvt

Percentage warmtepomp

warmtenet

vs

Totale nationale kosten Total cost of ownership afnemers (over 30 jaar)

voor

* voor kleinverbruikers zoals woningen. De bijdrage aansluitkosten zijn berekend op basis van een vaste rendementseis van 6% voor het warmtenet. ** Restwarmte is CO2-vrij, de overgebleven uitstoot is afkomstig door piekvoorzieningen.

Vaststellingen in de resultaten Een warmtenet gevoed met restwarmte uit het Sloegebied kan een concurrerend alternatief zijn voor all-electric warmtepompen wanneer zowel Vlissingen als Middelburg worden aangesloten. Dit volgt uit het feit dat de nationale kosten voor beide opties (na afronding) gelijk zijn. Bij een kleiner afzetgebied wordt de rentabiliteit van de transportleiding lager (niet kwantitatief onderzocht). Een groot voordeel is de veel lagere impact op het elektriciteitsnet en op de behoefte aan bijkomende opwek van elektriciteit. De bronnenstrategie vereist nog veel uitwerking, en een strategie om de pieklast fossielvrij te maken op termijn. Ook is het investeringsrisico voor een transportleiding van ca. 50 M€ uiteraard groot.

12

De praktische haalbaarheid van het getekende tracé is niet verregaand getoetst. Om die reden wordt een post onvoorzien van 30% op de begroting meegenomen.

26

Andere afzetgebieden zijn niet kwantitatief doorgerekend. Kwalitatief kan verwacht worden dat deze een minder concurrerend warmtesysteem opleveren gezien de grote afstanden ertussen.

Gevoeligheid restwarmteprijs Wanneer de restwarmteprijs niet 2€/GJ maar 6€/GJ is, worden de totale nationale kosten 8% hoger (afgerond nog steeds 1.200 miljoen) en verhoogt de benodigde bijdrage aansluitkosten voor kleinverbruikers naar 5.100 € ex. btw. De restwarmteprijs kan voor verschillende restwarmtebronnen anders zijn en hangt af van mogelijke kostenderving in het primair proces, risico’s en overlast voor het bedrijf en onderhandelingen.

Belangrijkste uitgangspunten • • • •

• • •

Restwarmteprijs: 2 €/GJ. Bronlocatie bij locatie Zeeland Refinery. Piek- en backupvoorziening (aardgasketel) bij de afzetkernen, leveren 20% van de warmte. Participatiegraad warmtenet 85%. De overige 15% gaan over op een individuele luchtwarmtepomp. o Het toegepaste type luchtwarmtepomp is een MT-warmtepomp met afgifte op 70°C, waardoor verregaande isolatie niet noodzakelijk is. Dit heeft wel een grotere impact op de elektriciteitsbehoefte. De vollooptijd voor beide technologieën is aangehouden op 15 jaar om de kosten goed vergelijkbaar te houden. Nationale kosten bevatten: aanleg- en exploitatiekosten warmtenet inclusief uitkoppeling restwarmte, kosten aan de gebouwen, onderhoud en overhead. Total cost of ownership voor afnemers bevatten: lever- en netbeheerkosten warmte of elektriciteit, bijdrage aansluitkosten warmtenet, gebouw- en installatieaanpassingen, aanschaf warmtepomp (indien van toepassing) en btw.

Warmte uit oppervlaktewater voor Tholen In Tholen is er goede potentie voor warmte uit oppervlaktewater (TEO), alsook de mogelijkheid om de warmte in warmte-koude opslag systemen (WKO’s) op te slaan als seizoensbuffer. Ook zijn er een aantal gebouwclusters die zich ertoe lenen om op termijn met een lage temperatuur systeem verwarmd te worden. Twee voorbeelden van aquathermie projecten in Zeeland zijn de wijk Ouverture in Goes (in gebruik) en de Zierikzeese wijk Malta, welke na onderzoek kansrijk blijkt voor aquathermie.

Bronnenstrategie Bij een TEO systeem zijn er een aantal keuzes te maken bij de invulling van de bron: wel of geen WKO, wel of geen pieklast (geen pieklast enkel mogelijk bij voldoende grote WKO) en zo ja welke bron als pieklast. Daarbij gelden de volgende afwegingen: •

• •

Als er geen WKO wordt gebruikt, is een tweede duurzame warmtebron noodzakelijk, anders komt alle warmte in de winter uit de piekbron. In dit geval kan de warmtewisselaar van de TEO-installatie kleiner worden ontworpen omdat er geen WKO buffer is die opgeladen moet worden in de zomermaanden. Bij een voldoende vlak vraagprofiel (in de tijd) is een TEO systeem met WKO zonder pieklast haalbaar. De goedkoopste vorm van piekopwek is momenteel aardgas. Zelfs met aardgas als piekbron zijn warmtenetten over het algemeen wel al een stuk duurzamer dan HR-aardgasketels in de woningen.

Procesplan en stakeholders Het procesplan om een warmtenet te ontwikkelen staat toegelicht in de vorige case (restwarmte Sloegebied) en is voldoende universeel om ook bij deze aquathermie case als raamwerk te gebruiken. De belangrijkste stakeholders voor deze specifieke case zijn onder te verdelen in vier groepen (zie Tabel 2). In bijlage E wordt een volledig overzicht gegeven van stakeholders in de warmtetransitie en hun rollen.

27

Tabel 2: Mogelijke belangrijke stakeholders in het ontwikkeltraject van een warmtenet op basis van warmte uit oppervlaktewater in Tholen.

Waterbeheer

Infra en exploitatie

Afnemers

Proces en vergunningen

Waterschap Scheldestromen

Enduris

Bewoners

Gemeente Tholen

Rijkswaterstaat

Warmtemarkt: warmtebedrijven

Woningcorporaties en andere groter verhuurders

Provincie Zeeland

Grote utiliteiten

RUD Zeeland (omgevingsdienst)

Gemeente Tholen

Ontwikkelaar warmtenet (kan onafhankelijke derde partij zijn)

Fictieve uitwerking van aquathermie-case: 175 recente woningen nabij de haven Aquathermie kan zowel op klein-collectief niveau (ca. 100 woningen) als op grotere schaal (> 2000 woningen) toegepast worden, mits er voldoende potentie in de nabijheid is. Het geselecteerde warmtevraagcluster met ca 175 recente woningen en 4.000 m2 utiliteiten uit bouwjaren 2014 tot 2019 ligt op ca. 70m van de haven. Er is niet geïnventariseerd of deze woningen al aardgasvrij verwarmd worden, dit is ook irrelevant voor het doel van deze voorbeelduitwerking. Ook voor de uitwerking van deze fictieve case is gebruik gemaakt van de Warmtetool.

Figuur 18: Fictief ontwerp van uitgewerkte case aquathermie. Deze afbeelding reflecteert geen concrete plannen of voorgenomen startbuurten.

Onderstaande tabel geeft een aantal kernresultaten weer voor de doorgerekende aquathermie case, alsook voor een scenario waarin dezelfde gebouwen verwarmd gaan worden met individuele luchtwarmtepompen (ter vergelijk). Deze analyse biedt een indicatief beeld bij de haalbaarheid en hoe de systemen zich op hoofdlijn tot elkaar verhouden, maar is niet voldoende uitgewerkt om een duidelijke voorkeur voor één van beide systemen uit te spreken.

Warmtenet met warmte uit oppervlaktewater

Individuele luchtwarmtepompen

Temperatuur afgifte in gebouwen

50 °C

50 °C

Totale nationale kosten

5,4 M€

3,8 M€ (-30%)

6,6 M€

5,0 M€ (-25%)

Bijkomende behoefte elektra opwek

415 MWh

425 MWh (+2%)

Warmterekening (incl. btw)

1.350 €/jaar

650 €/jaar (-52%)

CO2-reductie t.o.v. aardgas

61%

80% (+25%)

Bijdrage aansluitkosten warmtenet*

13.800 € incl. btw

nvt

Total cost of ownership afnemers (over 30 jaar)

voor

* voor kleinverbruikers zoals woningen. De bijdrage aansluitkosten zijn berekend op basis van een vaste rendementseis van 6% voor het warmtenet.

28

Vaststellingen in de resultaten Ondanks een aantal meergezinswoningen is het cluster redelijk ruim opgezet, wat nadelig is voor een collectieve oplossing. Dit is terug te zien in de resultaten voor nationale kosten en kosten voor afnemers in vergelijking met warmtepompen. Het verschil in de extra behoefte aan elektra-opwek is verwaarloosbaar (het betere rendement van het aquathermie systeem wordt ongeveer opgeheven door het leidingverlies) en de warmterekening bij het warmtenet is aanzienlijk hoger door het niet-meer-dan-anders principe van het warmtetarief. Uit deze kwantitatieve analyse komt een collectief aquathermie-systeem dus ongunstig uit de bus. Echter zijn er nog kwalitatieve voordelen voor het warmtenet: bij een collectief systeem is het ruimtebeslag in de woningen een stuk kleiner, is er minder (kans op) geluidsoverlast van warmtepompen bij de woningen en hoeft het fijnmazige elektriciteitsnet niet worden verzwaard (wat mogelijk een bottleneck in transitie kan zijn). Wel moeten er warmteleidingen worden aangelegd (groter ondergronds ruimtebeslag). Het doorgerekende warmtenet is gebaseerd op het benutten van een WKO voor het opslaan van zomerse aquathermie voor gebruik in de winter. Als er geen WKO-potentie is, wordt warmte uit oppervlaktewater een moeilijk verhaal, aangezien slechts ca 15% van de warmte dan direct kan worden geleverd uit de aquathermie-bron.

In dat geval zal de warmtepomp een lager rendement halen, zal er meer aanspraak worden gemaakt op de piekvoorziening of moet er een bijkomende duurzame bron worden toegevoegd aan de mix. Dit pakt zowel financieel als op gebied van klimaatprestatie slechter uit dan een systeem mét WKO.

Belangrijkste uitgangspunten uitwerking • • • • • •

Naast de aquathermie-bron, WKO en centrale warmtepomp, is ook een piek- en backupvoorziening meegerekend (aardgasketel) om de benodigde grootte van de WKO te beperken. Deze levert 20% van de warmte op jaarbasis. Participatiegraad warmtenet 100%. Dit is voor een kleine case als dit niet ondenkbaar. Door het recente bouwjaar zijn de schillen van de woningen al geschikt voor lage temperatuur, maar hun afgiftesystemen zijn nog niet noodzakelijk geschikt voor lage temperatuur warmtelevering. De volloop voor beide technologieën is aangehouden op 5 jaar om de kosten goed vergelijkbaar te houden. Nationale kosten bevatten: aanleg- en exploitatiekosten warmtenet inclusief bron, opslag en hulpsystemen, kosten aan de gebouwen, onderhoud en overhead. Total cost of ownership voor afnemers bevatten: lever- en netbeheerkosten warmte of elektriciteit, bijdrage aansluitkosten warmtenet, gebouw- en installatieaanpassingen, aanschaf warmtepomp (indien van toepassing), btw.

4.2 De warmtepomp – individuele of klein-collectieve oplossingen gevoed met omgevingswarmte en elektriciteit Warmtepompen kunnen worden ingezet voor individuele woningen of gebouwen maar ook in kleinschalige collectieve systemen, zogenaamde mini-warmtenetten13. De gemeenschappelijke eigenschap van de warmtepomp toepassingen is dat de energie voor warmte afkomstig is van een deel omgevingswarmte (lucht, bodem of water) en een deel elektriciteit. In deze paragraaf gaan we in op de verschillende technologische varianten, de impact op infrastructuur en opwek van elektriciteit en het handelingsperspectief voor gemeenten.

Technologische varianten In onderstaande tabel wordt voor drie categorieën van warmtepompen aangegeven wat de volwassenheid, het seizoensrendement (SCOP ofwel seasonal coefficient of performance) en andere belangrijke eigenschappen zijn ten aanzien van inzet voor warmtevoorziening. Een (S)COP van 1 betekent een rendement van 100%, een (S)COP van 3 betekent 300% rendement (voor elk deel elektriciteit worden drie delen nuttige warmte geproduceerd). Technologie

Volwassenheid

SCOP (indicatief) – hoe hoger hoe beter

LT-warmtepomp (individueel of collectief voor gestapelde bouw) (≤ 55 °C)

Volwassen

2.5 - 3.5

13 Warmtepompen

Belangrijke eigenschappen Goede isolatie nodig (label B of beter). Schaalvoordeel mogelijk bij collectief verwarmen gestapelde bouw.

bestaan ook op grotere schaal, zoals voor industrieel gebruik of als hulpsysteem in grotere warmtenetten. Die types warmtepompen zijn uiteraard ook grote elektriciteitsgebruikers. De voorwaarden en adviezen voor het inzetten van grootschalige warmtepompen zijn deels overlappend met wat in deze paragraaf voor kleinschalige warmtepompen wordt benoemd.

29

MT/HT-warmtepomp of collectief)

(individueel

Collectieve warmtepomp voor miniwarmtenet (straat of blok grondgebonden woningen)

In opkomst

1.5 - 2.5

Matige isolatie voldoende (label D)

In opkomst

1.5 - 3.5

Exploitatiemodel en eigenaarschap zijn aandachtspunten. Haalbaarheid bepalen is maatwerk. Pilots lopen in NL.

Impact op infrastructuur Knelpunten Door toenemende mate van elektrificeren van transport (elektrische wagens), koken en verwarmen en decentrale opwek van elektriciteit, zal de bestaande infrastructuur op sommige plekken te weinig capaciteit hebben. In de ‘Systeemstudie Energieinfrastructuur Zeeland’ (CE Delft, 2019) is voor verschillende scenario’s berekend wat de extra belasting op het e-net is ten gevolge van deze ontwikkelingen. In het scenario ‘Regionale sturing’ (wat van de doorgerekende scenario’s het minst speculeert op een grote potentie duurzame gassen) ontstaan er in 2030 en 2050 knelpunten op alle doorgerekende niveaus van de elektriciteitsinfrastructuur (zijnde: HS/MS, Hoofdverdeelstations 50kV, 50kV-verbindingen, MS-schakelstations en MS/LS stations; MS en LS kabels zijn niet doorgerekend) op 55% tot 100% van de locaties. Op de niet-doorgerekende kabels (MS en LS) is ook te verwachten dat er verzwaard zal moeten worden als een groot deel van de afnemers erachter overstappen op elektrisch verwarmen, rijden en/ of zonnepanelen leggen. Daarbij is de verwachting dat de LS-netten in oude wijken eerder overbelast zullen raken dan die in nieuwe of gereconstrueerde wijken. Ook bij grootschalige overstap op hybride warmtepompen is soms verzwaring nodig, dit is minder vaak het geval dan bij all-electric warmtepompen.

Om deze knelpunten op te lossen moet een goede regionale planning worden opgesteld door de netbeheerders (Enduris/Stedin en Tennet), in samenspraak met gemeenten en andere partijen met een grote rol in elektrificatie van verwarming, transport en decentrale opwek.

2030

2050

Figuur 19: Geprognotiseerde overbelasting op MS/LS transformatorstations in 2030 en 2050 ten gevolge van elektrisch verwarmen en transport. (Bron: Systeemstudie Energie-infrastructuur Zeeland - CE Delft, 2019)

Ruimtebeslag In een kern van 10.000 woningen zal er voor een scenario met 50% warmtenet en 50% warmtepompen en een gemiddelde elektrificatie van transport en gemiddelde hoeveelheid zonnepanelen, een bijkomend ruimtebeslag van 2,3 ha nodig zijn (verspreid over het gebied) voor de MS/LS-stations en extra LS kabels. Bij 100% warmtenet is dat 1 ha en bij 100% warmtepompen en 50% extra elektrisch transport en zonnepanelen is dat 4,6 ha (uitgangspunten op basis van het ‘Basisdocument over energieinfrastructuur’ van Netbeheer Nederland (2019)). Voor alle woningen Zeeland vertaalt zich dit in de volgende totalen:

30

Percentage warmtenet

Percentage warmtepomp

Elektrificatie elektrisch transport en aanleg zonnepanelen

Extra ruimtebeslag Zeeland

100%

0%

Gemiddeld

19 hectare

50%

50%

Gemiddeld

44 hectare

0%

100%

Hoog

87 hectare

Deze cijfers beschrijven enkel de impact op MS/LS stations en LS kabels van de keuzes bij woningen. De impact op hogere niveaus en van keuzes utiliteiten, glastuinbouw, landbouw en industrie is hier dus nog niet in meegenomen.

Impact op benodigde opwek De keuze van een warmtesysteem heeft ook impact op de benodigde opwek van duurzame elektriciteit. Hoeveel elektriciteit er in een systeem nodig is om nuttige warmte te produceren kan worden uitgedrukt in de (S)COP van het systeem. Warmtesystemen waarbij de temperatuur van de warmtebron hoger is dan de afnametemperatuur hebben enkel elektriciteit nodig voor het transporteren van de warmte middels pompen (de COP van zulke systemen kan tussen 30 en 200 of nog hoger liggen). Als de warmtebron een lagere temperatuur heeft dan de benodigde temperatuur bij de afnemers moet meestal een warmtepomp worden ingezet, wat het systeemrendement aanzienlijk verlaagt.

Impact op elektriciteit vraag De meeste oplossingen voor aardgasvrije warmte maken voor een deel gebruik van elektriciteit. Dit kan variëren van een zeer lage hoeveelheid elektriciteit voor distributie-energie, of juist een wat hoger gebruik door warmtepompen. In het geval van directe omzetting van elektriciteit naar warmte en productie van groene waterstof is de elektriciteitsvraag zeer hoog. Om een beeld te geven van de impact van het warmtesysteem op de (additionele) behoefte aan elektriciteit, worden hieronder vier vereenvoudigde scenario’s uitgerekend. Deze scenario’s worden in het licht geplaatst van het concept bod elektra in de RES Zeeland, namelijk 3 TWh in 2030. We gaan ervan uit dat in 2050 de gehele gebouwde omgeving duurzaam verwarmd wordt en dat er energiebesparende maatregelen zijn genomen (isolatiestrategie 2). Tabel 3. Impact van bron-en conceptkeuze op (extra) elektriciteitsbehoefte. Voor deze rekenoefening is ervan uitgegaan dat de gehele gebouwde omgeving verwarmd wordt met 1 soort warmtebron en dat daarmee een bepaald totaal systeemrendement (COP) kan worden gerealiseerd (incl. warmte verliezen bij productie van warmte). Deze scenario’s zijn de uitersten; in de realiteit zal er een mix van alle onderstaande scenario’s gebruikt worden.

Scenario

Systeem COP

Elektra nodig [TWh]

Extra t.o.v. RES 1.0

Aantal windmolens extra*

(>=

40

0.07

2%

14

LT warmtebronnen (ca. 1025°C)

3

0.93

31%

191

Elektrodeboilers

0.85

3.3

109%

673

Groene waterstof

0.5

5.6

185%

1145

HT warmtebronnen 80°C)

* Gebaseerd op de huidige gemiddelde windmolen op land in Zeeland (2.1MW) (bron: CBS). Deze waarden geven inzicht in hoe sterk de behoefte aan additionele elektrische hulpenergie afhangt van de warmtebronnen die uiteindelijk worden ingezet.

Handelingsperspecief voor gemeenten en regionale samenwerking Netbeheerders (Enduris en TenneT) besluiten waar en wanneer elektra infrastructuur wordt aangelegd of verzwaard, om aan de gevraagde transportcapaciteit van hun klanten te kunnen voldoen. Daar zit een doorlooptijd aan vast. Gezien deze doorlooptijd en de eindige uitvoercapaciteit bij de netbeheerders, is het voor het tijdig slagen van de warmtetransitie van groot belang dat gemeenten hun visies zo vroeg mogelijk afstemmen met de netbeheerders. Bij deze laatste ligt de verantwoordelijkheid om vervolgens de puzzelstukjes samen te leggen en een optimale planning en prioritering te maken en deze terug te koppelen aan de gemeenten. Dit iteratieve proces illustreert het belang van het nu al starten met een goed onderbouwde visie om het aantal iteraties voor de netbeheerder werkbaar te houden.

31

Wat kunnen gemeenten dus concreet doen? 1. 2. 3. 4.

5.

Betrek de regionale netbeheerder bij het de totstandkoming van de Transitievisie Warmte (TVW) en WijkUitvoeringsPlannen. Geef relevante updates op en afwijkingen van de TVW en WUP’s door aan de netbeheerder. Houd rekening met de terugkoppeling van de netbeheerder en pas de TVW en WUP’s erop aan. Borg een goede gemeentelijke en regionale monitoring van de mate van elektrificatie per buurt om aankomende knelpunten tijdig te signaleren. Dit is met name relevant in wijken waar op ‘natuurlijke momenten’ wordt overgestapt, aangezien dit niet planmatig gebeurt. Blijf ook bij MT/HT warmtepompen isolatie stimuleren. Dit draagt rechtstreeks bij aan de klimaatdoelstellingen en het comfort van de bewoners.

In Zeeland worden deze stappen op dit moment goed geborgd: de netbeheerder zit aan tafel bij de TVW’s, de procesbegeleiding van de TVW’s wordt professioneel uitbesteed en er is kennis- en ervaringsuitwisseling aan de subtafel TVW binnen de sectortafel gebouwde omgeving.

4.3 Zonthermische oplossingen – een stralend maar onbekend potentieel Bij zonthermie wordt stralingsenergie direct omgezet in warmte. Met een energetische opbrengst per oppervlakte die twee tot vier keer hoger ligt dan bij zon-PV. Er kan zowel lage, midden als hoge temperatuur mee worden bereid (mits de juiste panelen worden toegepast). Het kan zowel individueel, klein-collectief als groot-collectief worden toegepast en het biedt de mogelijkheid tot meervoudig gebruik van de oppervlakte (bij PVT-panelen wordt zowel warmte als elektriciteit geproduceerd). De voordelen die een zonthermisch systeem deelt met warmtepompen o.b.v. omgevingswarmte (lucht, bodem, water) zijn dat er geen externe aanvoer van warmte of gas nodig is en dat het op verschillende schaalniveaus kan worden toegepast. Bijkomende voordelen zijn een beter energetisch rendement, minder elektriciteitsgebruik en lagere jaarlasten, vooral bij de hogere afgiftetemperaturen (> 60°C). Nadelen t.o.v. warmtepompen zijn een groter ruimtebeslag, concurrentie voor oppervlaktegebruik met zon-PV, de noodzaak van thermische opslag, de relatieve onvolwassenheid van de technologie, hoge investeringskosten en relatieve publieke onbekendheid.

Waarom nu al met zonthermie aan de slag en waar? Zonthermie projecten zijn moeilijk van grond te krijgen door de hierboven genoemde nadelen. De voordelen zijn zeer wezenlijk en kunnen de bovenhand nemen als de nadelen weggenomen of verkleind kunnen worden. Daarom is het van belang om wel in proeftuinen met zonthermie aan de slag te gaan om de financieringsbelemmeringen te verkleinen 14 en de bekendheid te vergroten. In wijken waar er snel met de transitie gestart moet worden (bijvoorbeeld door momentum bij bewoners of een natuurlijk moment) én: • • • •

als voor all-electric warmtepompen zou worden gekozen, er verzwaring van het elektriciteitsnet nodig is (5-10 jaar doorlooptijd) geen goede lokale warmtebron beschikbaar is of gemaakt kan worden isolatie van gebouwen lastig of uitermate duur is ruimte beschikbaar is voor een zonthermische installatie inclusief seizoensopslag

kan zonthermie dé oplossing vormen.

Kansen en aandachtspunten bij regionale samenwerking Kansen Omdat leren belangrijk is voor landelijke warmtetransitie, kan Zeeland bijdragen door de komende jaren minstens 1 proeftuinproject met zonthermie op te zetten. Door een goede regionale afstemming kan de optimale locatie hiervoor worden gezocht.

Aandachtspunten Zonthermie is écht een lokale oplossing: er is geen warmte of gas van buitenaf nodig (de zon schijnt namelijk overal in NL ongeveer evenveel en in Zeeland zelfs nog iets meer) en verzwaring van het elektriciteitsnet is vaak niet noodzakelijk. Daarom is

14 Zowel innoveren als vergroten van de zonthermie-markt dragen bij aan kostendaling van de technologie.

32

bovengemeentelijke afstemming (buiten kennisdeling en afstemming locaties proeftuinen, zie boven) niet noodzakelijk, zolang de bron en het afzetgebied binnen dezelfde gemeente liggen.

4.4 Duurzaam gas - regionale strategie voor een onzekere potentie Duurzame varianten van gas (groengas en waterstofgas) als alternatief voor aardgas klinkt logisch: bestaande gas-infrastructuur met zijn beperkte ruimtelijke impact kan in gebruik blijven en er kan hoge temperatuur warmte worden gemaakt waardoor isolatie minder noodzakelijk is voor een behaaglijk binnenklimaat. Tegelijkertijd zijn er rondom de productie en inzet van duurzaam gas nog onzekerheden die het raadzaam maken om niet enkel voor te sorteren op een toekomst die voor een groot deel is geënt op duurzame gassen voor warmte in de gebouwde omgeving. De potentie is onzeker en wellicht veel lager dan de totale warmtevraag, er is concurrentie met andere sectoren en de wetgeving biedt weinig houvast voor decentrale overheden. Dit hoofdstuk geeft een overzicht van de feiten en prognoses over duurzaam gas voor de gebouwde omgeving in Zeeland en biedt een eerste aanzet voor een strategie die de regio komende jaren ondanks de onzekerheid een goed handelingsperspectief geeft.

De feiten en prognoses over duurzaam gas in Zeeland De totale warmtevraag van binnen Zeeland van afnemers in de scope van de RSW is 16 PJ.

Groen gas 16 PJ De geprognotiseerde landelijke groengaspotentie in 2030 is 0.4 tot 2 miljard m3 Warmtevraag Zeeland (BCM) [CE Delft 2020], of omgerekend een warmtepotentie van ca 11 tot 65 PJ. Landelijke potentie 11 – 65 PJ Ervan uitgaande dat dit naar rato van warmtevraag wordt verdeeld over regio’s groengas is er voor Zeeland 7% ofwel 0.8 tot 4.4 PJ aan groengas beschikbaar. De Zeeuwse potentie groengas 0.8-4.4 PJ bovengrens van deze bandbreedte gaat uit van intensieve stimulering van de (naar rat0, 7%) productie en het slagen van innovatieve productietechnieken van biogas, dus is nog erg onzeker. De verwachting is dat de productie niet veel verder zal stijgen zonder import van organische reststromen. De grootste productielocatie van groengas in Zeeland staat in Terneuzen (SFP Zeeland, voorheen Aben Green Energy), met een jaarlijkse productie van ca. 20 miljoen m3 (ongeveer 0,7 PJ). De ambitie is om dat uit te breiden tot 40 miljoen m3 (reeds vergund), maar dit is nog geen zekerheid. Dit groengas wordt ingevoed in de infra van Enduris en Gasunie en de Garanties van Oorsprong worden verhandeld op de markt.

CO2-vrij waterstofgas Zie ook hoofdstuk ‘5. Waterstof’ in de RES 1.0 CO2-vrij waterstof voor de gebouwde omgeving is minder nabij in de toekomst. De verwachting is dat er vóór 2035 niet voldoende potentie zal zijn voor grootschalige toepassing, op een aantal pilots na. CO 2-vrij waterstof kan ruwweg op twee manieren worden geproduceerd: uit groene elektriciteit via elektrolyse (groene waterstof) of uit aardgas in combinatie met afvang en opslag (CCS) van de CO2 (blauwe waterstof). Groene waterstof heeft een laag ketenrendement t.o.v. bijvoorbeeld warmtepompen en de potentie voor blauwe waterstof is erg afhankelijk van het opschalen van CCS. Deze opschaling is technisch en beleidsmatig nog onzeker in Nederland. Om deze redenen is het niet mogelijk om op dit moment een goed onderbouwde potentie-verwachting te geven voor de inzet van waterstof in de gebouwde omgeving van Zeeland. In RES 1.0 zijn er voor de opwek wel doelstellingen geformuleerd door die richtinggevend zijn voor de regionale inspanningen op het gebied van waterstofproductie: 100 MW 2025 en 1GW en 2030. De verwachting is dat dit grotendeels zal worden ingezet in de industrie.

33

Regionale strategie: eerste aanzet15

Productie opschalen

Slim gebruiken

Infrastructuur optimaal benutten

Stimuleren

Niet rijk rekenen

Informeer netbeheerder tijdig

Innoveren

Principe-afspraken over inzet onbekende hoeveelheid

Huidige infra niet zwaar laten meewegen in plannen

Centraliseren

Reduceer en hybridiseer vraag (geen-spijt)

Lobbyen voor landelijke bijmengverplichting

Productie: opschalen door stimuleren, innoveren en centraliseren •

• •

Stimuleren. Het is voor Zeeland van belang dat de landelijke productie van duurzaam gas snel opgeschaald wordt. Enerzijds om deze duurzame bron sneller ter beschikking te hebben, anderzijds om de onzekerheid op de uiteindelijke potentie te verkleinen. Door snel op te schalen komt de sector erachter of innovatieve technieken werken. De regio kan, via de aangesloten provinciale of gemeentelijke overheden, deze opschaling op een aantal manieren stimuleren. Gemeenten en de provincie kunnen het vergunnen van productiefaciliteiten (vergisters, vergassers, elektrolysers en stoomreformers) prioriteit geven (uiteraard ook afgewogen met andere factoren zoals milieu en overlast). Daarnaast kunnen gemeenten en provincie ruimte beschikbaar maken voor productiefaciliteiten en benodigde infra (gasleidingen en wegen voor aanvoer van biomassa) zodat het aantrekkelijk wordt voor (internationale) marktpartijen om zich in Zeeland te vestigen. Innoveren. Daarbij kan een deel van de focus specifiek gericht worden op innovatieve technieken zoals (superkritische) vergassing van droge biomassa om de kans op verder opschaling te vergroten. Centraliseren. Tot slot is het in algemene zin voordelig om de productielocaties te clusteren of centraliseren zodat het aantal invoedlocaties beperkt blijft en schaalvoordeel kan worden behaald.

Gebruik: niet rijk rekenen, principe-afspraken en geen-spijt stappen •

•

Niet rijk rekenen. Duurzame gassen zijn een essentiële schakel in de energietransitie voor veel sectoren. In veel van die sectoren zijn de alternatieven schaarser of minder aantrekkelijk dan in de gebouwde omgeving waar all-electric warmtepompen en warmtenetten kansrijke en volwassen alternatieven zijn. Vanuit systeem-integraal oogpunt kunnen andere sectoren dan de gebouwde omgeving dus eerder aanspraak maken op duurzame gassen (zie ook SER-advies ‘Biomassa in balans’-2020). Een uitwerking hiervan zijn de zogenaamde ‘Waterstofladder’ (reeds opgenomen in het Zeeuws energie-akkoord) en ‘Biomassaladder’ (link). Nadat andere sectoren hun broodnodige aandeel toebedeeld hebben gekregen, blijft er mogelijk nog een hoeveelheid over voor de gebouwde omgeving. Maar mogelijk ook niet. Nog niet rijk rekenen lijkt dus verstandig. Principe-afspraken over inzet onbekende hoeveelheid. Het (vooralsnog zeer onzekere) potentieel voor de gebouwde omgeving zal vervolgens moeten worden verdeeld. Er zijn (nog) geen wettelijke kaders om dit te regisseren vanuit de regio. Wel kunnen er al principe-afspraken gemaakt worden op basis van afwegingscriteria en een uniforme verdeelsleutel, die mits bestuurlijk gecommitteerd16, houvast kunnen bieden op langere termijn.

Principes kunnen te maken hebben met: laagste nationale kosten, nabijheid van hoofdinfra en/of productielocaties en planning van de netbeheerder. Dit moet nog verder worden uitgewerkt in een toekomstige strategie. Een andere actie binnen de invloedsfeer van de regionale overheden is het lobbyen voor nieuwe, heldere en toekomstbestendige regelgeving vanuit de Rijksoverheid. Mogelijk kan dit nog binnen de nieuwe Energiewet worden opgenomen.17

•

Reduceer en hybridiseer vraag. Uit gemaakte analyses, o.a. binnen de TransitieVisies Warmte, is een eerste beeld bij de wijken die het meest gebaat zouden zijn bij de inzet van duurzaam gas. Gezien de onzekere uiteindelijke potentie is het

15 Deze strategie is op hoofdlijnen in lijn met de Routekaart Groen Gas van de minister van EZK aan de Tweede Kamer (maart 2020). 16

Mogelijk onderdeel van de RES 2.0

17 De consultatie hiervoor is helaas gesloten sinds februari 2021

34

wellicht raadzaam om het aardgasvrij maken van die wijken naar achteren te schuiven in de tijd (>2040). Toch is het zeer waardevol om in die wijken nu al aan de slag te gaan met het reduceren van de warmtevraag door isolatie en het inzetten van hybride warmtepompen. Isolatie hoeft niet heel verregaand te zijn voor een hybride warmtepomp (label C/D volstaat). Hybridiseren kan een tussenstap zijn of, wanneer het aardgas vervangen wordt door een duurzaam gas, passen in het eindbeeld. Een bijkomend voordeel van hybridiseren is dat meer woningen kunnen meeliften op de beperkte beschikbaarheid van duurzaam gas.

Infrastructuur •

•

Informeer netbeheerder tijdig en weeg huidige infra niet al te zwaar mee in plannen. Net zoals bij elektra zijn het de netbeheerders (Enduris/Stedin en Gasunie) die besluiten waar er wat moet gebeuren met de gas-infrastructuur. Daarbij volgen zij de behoefte van de klanten. Enduris geeft aan dat gemeenten hun plannen voor duurzaam gas niet moeten laten beperken door locatie of dimensionering van gas-infrastructuur, maar dat de netbeheerder wel op tijd moet weten waar ze moeten investeren aan bijvoorbeeld nieuwe leidingen, vervanging of een dubbele infrastructuur. Lobbyen voor landelijke bijmengverplichting. Uit de kamerbrief ‘Visie op het warmtesysteem en de ontwikkeling daarvan’ (april 2021) blijkt dat het ministerie werkt aan een bijmengverplichting voor energieleveranciers, waardoor gebouwen die op aardgas blijven gemiddeld verduurzamen. Dit ligt buiten de directe invloedsfeer van gemeentelijke en provinciale overheden, en is het handelingsperspectief voorlopig beperkt tot lobbyen.

35

5. Conclusies en aanbevelingen Uit de inventarisatie van warmtevraag, -aanbod en -kansen, het concretiseren van oplossingsrichtingen en het opstellen van procesafspraken en rolverdelingen komen volgende conclusies naar voren: •

•

•

• •

•

•

•

Reduceren van de warmtevraag door isolatie brengt de regionale doelstelling (duurzame, betaalbare en betrouwbare warmte voor iedereen) altijd dichterbij, wat het aardgasvrije alternatief ook wordt. Daarop blijven inzetten is dus essentieel om de CO2-uitstoot te verlagen en om op termijn ook midden- en lage temperatuur warmteoplossingen te kunnen inzetten. Warmtenetten hebben als groot voordeel dat ze de belasting van elektriciteits-infra en behoefte aan elektriciteits-opwek (veel) minder vergroten dan individuele warmtepompen. Waar er warmtekansen zijn is het daarom zeer aan te raden om deze verder te onderzoeken. Restwarmte uit industrie heeft een grote economische potentie. Een transparant proces tussen verschillende gemeenten en andere stakeholders, het mitigeren of bewust accepteren van de belangrijkste risico’s en een voldoende hoog aansluitpercentage bij afnemers zijn essentiële randvoorwaarden om deze potentie te benutten. Kleinschalige restwarmtekansen zijn er ook en deze kansen moeten lokaal onderzocht worden. Aquathermie (warmte uit oppervlaktewater of afvalwater) biedt voor sommige plaatsen kansen. Maatwerkanalyses moeten uitsluitsel geven over de lokale haalbaarheid per case. Zonthermie is nog relatief onvolwassen, onbekend en duur in investering.

Zonthermie kan nu al een uitkomst bieden in wijken waar snel gestart moet worden met de warmtetransitie, verzwaring van het elektranet een bottleneck vormt en geen goede lokale duurzame warmtebron beschikbaar is. Op termijn kan zonthermie door kostendaling op nog meer plekken een concurrerend alternatief worden. Geothermie met een diepte van meer dan 500m zal voor de Zeeuwse energietransitie op korte termijn geen grote rol spelen. Voortschrijdend inzicht in de komende 10-20 jaar kan op langere termijn leren of er tegen de huidige kennis in toch een significante potentie is. Warmtepompen kunnen in veel plekken in Zeeland een optimale oplossing zijn. De technologie is marktrijp en kan op korte termijn worden ingezet. Dit kan zowel individueel als op een klein collectieve schaal. Hybride warmtepompen zijn een goede tussenoplossing voor woningen die anders moeilijk te verduurzamen zijn. Voor het inzetten van elektriciteit (in individuele (hybride) warmtepompen) en duurzaam gas (in ketels) zijn een regionale strategie en afstemming van groot algemeen belang. Dit om een optimale benutting van de infrastructuur en (duurzame) opwek te borgen. De invloedsfeer van gemeenten is hierin beperkt maar er is voldoende handelingsperspectief om ook deze oplossingsrichtingen zo duurzaam, betaalbaar en betrouwbaar mogelijk in te zetten in Zeeland.

Uit deze conclusies en uit gesprekken met gemeenten, de netbeheerder, de provincie en het programmateam Gebouwde Omgeving RES Zeeland zijn de volgende aanbevelingen gedistilleerd om vervolg te geven aan deze RSW. Deze aanbevelingen kunnen met het regionaal overleg warmte verder worden uitgewerkt en opgenomen in de volgende actualisatie van de RSW. 1. 2.

3.

4. 5.

Isoleer: Reduceren van warmtevraag blijft strategisch essentieel om op termijn ook midden- en lage temperatuur warmteoplossingen te kunnen inzetten. Selecteer parameters om regionaal te monitoren en organiseer het opzetten van de benodigde systemen en procesafspraken ervoor. Let daarbij op de meetbaarheid van de geselecteerde parameters. Aanbevolen parameters zijn: Doelstelling: bijvoorbeeld de temperatuur gecorrigeerde vermindering van het totale aardgasverbruik door woningen in de regio, of aantal verduurzaamde woningen. Warmtebronnen: de totale potentie, voorgenomen inzet, vastgestelde inzet, realisatieplanning en resterende potentie van aanwezige bovenlokale warmtebronnen. Elektrificatie van warmtevraag: waar, wanneer en hoeveel woningen (of andere gebouwen) zullen overstappen op een meer geëlektrificeerde warmtevoorziening. Ga aan de slag met warmtenetten (kan in latere fase nog steeds afvallen indien lokaal niet haalbaar) Ontwikkel een solide, transparant ontwikkelproces met een toegewijde kartrekker. Start nu al met verkennende studies om tijd te winnen en onzekerheid weg te nemen. Houd (samen met de netbeheerder via de regionale monitoring) de elektrificatie van warmtevraag in de gaten om aankomende knelpunten op het elektriciteitsnet tijdig te signaleren.

Stel een regionale strategie duurzaam gas op voor het produceren en inzetten van (een nog onbekende en onzekere hoeveelheid aan) groengas, biogas en waterstofgas.

36