Document · PDF

2021-50i. D21.258785 Bijlage F RSW Achtergrondrapportage 1.0 Bijlage F - RSW achtergrondrapportage 1.0

Raadsvergadering 21 december 2021, gemeente KapelleBij agendapunt: Vaststellen Transitievisie Warmte en de Zeeuwse Regionale Structuur Warmte6.106 woorden

Open het PDF bij iBabs ↗Naar de vergadering →

Tekst van het document

Uit het bestand gehaald, zonder opmaak, tabellen en afbeeldingen

RSW 1.1 Achtergrondrapportage Conceptversie 1.0 – mei 2021

Inleiding Dit document bevat achtergrondinformatie bij analyses in de Regionale Structuur Warmte (RSW) 1.1. Het kan worden gezien als naslagdocument om gericht diepere informatie op te zoeken over analyses waarvan resultaten zijn opgenomen in de RSW. Daarom is deze tekst zelf niet een samenhangend geheel. De titels van hoofdstukken en paragrafen komen overeen met de hoofdstukken en paragrafen in de RSW.

Inhoudsopgave 2. Warmtevraag, clustering en isolatie 2.1 warmtevraag berekeningen. 2.2 warmtedichtheid en warmteclusters 2.3 isolatie strategieën 2.4 temperatuur behoefte woning en warmtecluster 3. Warmte aanbod 3.1 Herkomst data 3.2 Bepaling potentie 3.3 Broneigenschappen: toelichting en waar mogelijk rekenmethode 4. Menukaart 5. Concretiseringen: 5.1 Uitwerking warmtenet cases 5.1.1 Restwarmte uit het Sloegebied 5.1.2 Warmte uit oppervlaktewater voor Tholen

2. Warmtevraag, clustering en isolatie 2.1 Warmtevraag berekening De warmtevraag wordt op adresniveau berekend met behulp van een in-house ontwikkelde GIS-tool voor het programma QGIS. De tool gebruikt verschillende databases en kentallen voor deze berekening. Basisregistratie Adressen en Gebouwen; De BAG bevat gegevens van alle adressen en gebouwen in Nederland, zoals bouwjaar, oppervlakte, gebruiksdoel en locatie op de kaart. Het bestaat uit een dataset met alle panden, en uit een dataset met alle verblijfsobjecten (VO’s). Een VO is een uniek geregistreerde eenheid met een eigen adres. Voor alle panden is ook de geometrie van het pand vastgelegd; voor VO’s alleen de locatie (als punt). RVO geregistreerde energielabels; Woningeigenaren zijn verplicht om bij de oplevering, verkoop of verhuur van een woning een definitief energielabel te registreren. Deze energielabels houdt de RVO (Rijksdienst voor Ondernemend Nederland) voor heel Nederland bij in een database. Deze database bevat ook nog aanvullende informatie op adresniveau, zoals: gebruiksdoel, woningtype etc. De tool haalt de benodigde eigenschappen van de adressen en de gebouwen op uit de databases (locatie, pand-geometrie, gebruiksdoel, bouwjaar, energielabel, oppervlakte verblijfsobject, woningtype). Vervolgens wordt voor ieder VO de warmtevraag berekend.

De warmtevraag van een pand wordt bepaald door de uitkomst voor alle VO’s binnen het pand op te tellen. De woning warmtevraag bestaat uit twee onderdelen namelijk, ruimteverwarming- en warmtapwatervraag. Die worden berekend met de volgende formules: 𝐻 =𝑎∗𝐴+𝑏 𝑇 = 2,7 ∗ 𝑝 𝑤𝑎𝑟𝑚𝑡𝑒𝑣𝑟𝑎𝑎𝑔 = 𝐻 + 𝑇 H a A b T 2,7 p

ruimteverwarming [GJ/jaar] parameter uit tabel 2 [GJ/jaar/m2] oppervlakte [m2] parameter uit tabel 2 [GJ/jaar] warmtapwater [GJ/jaar] gemiddelde watertapwater gebruik persoon [GJ/jaar] aantal personen Aantal personen

Tapwatervraag

< 50 m2

1,4

3,8

50 - 75 m2

2,2

5,9

75 - 100 m2

2,8

7,6

100 - 150 m2

8,1

> 150 m2

3,2 8,6 Het aantal personen per woning is gebaseerd op de oppervlakte van de woning volgens ISSO 82.3. De utiliteit warmtevraag wordt berekend met de volgende formule: 𝐻 =𝑎∗𝐴+𝑏 H a A b

warmtevraag [GJ/jaar] parameter uit tabel 3 [GJ/jaar/m2] oppervlakte [m2] parameter uit tabel 3 [GJ/jaar]

In geval van woningen heeft elke combinatie van woningtype, bouwjaar en label een eigen kental. Deze zijn gegeven in de onderstaande tabel. Constante a per label

Constante b per label

Woningtype Vrijstaand

Bouwjaar A B C D E F G A T/m 1929 0,14 0,14 0,16 0,18 0,19 0,19 0,19 13

Vrijstaand Vrijstaand

1930-1945 0,11 0,11 0,15 0,17 0,18 0,19 0,19 20 1946-1964 0,12 0,12 0,17 0,18 0,19 0,19 0,19 17

Vrijstaand Vrijstaand Vrijstaand

1965-1974 0,14 0,14 0,19 0,20 0,21 0,21 0,21 15 1975-1991 0,13 0,13 0,19 0,20 0,20 0,21 0,21 16 1992-1995 0,14 0,15 0,16 0,21 0,21 0,22 0,22 16

Vrijstaand Vrijstaand

1996-1999 0,14 0,15 0,17 0,21 0,22 0,22 0,23 13 2000-2005 0,13 0,14 0,15 0,20 0,20 0,21 0,21 16

Vrijstaand Vrijstaand

2006-2010 0,13 0,13 0,15 0,19 0,19 0,20 0,20 17 2011-2014 0,14 0,15 0,17 0,22 0,22 0,23 0,23 11

Vrijstaand Vanaf 2015 0,11 0,15 0,17 0,21 0,21 0,22 0,22 5 Hoekwoning/2-onder-1 T/m 1929 0,13 0,13 0,17 0,17 0,18 0,18 0,19 9

Hoekwoning/2-onder-1 1930-1945 0,12 0,14 0,17 0,18 0,18 0,18 0,18 11 Hoekwoning/2-onder-1 1946-1964 0,10 0,12 0,14 0,14 0,14 0,15 0,15 13 Hoekwoning/2-onder-1 1965-1974 0,11 0,14 0,15 0,16 0,16 0,17 0,17 12

Hoekwoning/2-onder-1 1975-1991 0,10 0,12 0,12 0,13 0,14 0,14 0,14 14 Hoekwoning/2-onder-1 1992-1995 0,15 0,17 0,17 0,20 0,20 0,21 0,21 10

Hoekwoning/2-onder-1 1996-1999 0,12 0,14 0,15 0,18 0,19 0,19 0,19 11 Hoekwoning/2-onder-1 2000-2005 0,10 0,12 0,14 0,16 0,17 0,17 0,17 12

Hoekwoning/2-onder-1 2006-2010 0,09 0,09 0,10 0,13 0,13 0,13 0,14 15 Hoekwoning/2-onder-1 2011-2014 0,09 0,09 0,11 0,13 0,13 0,14 0,14 12

Hoekwoning/2-onder-1 Vanaf 2015 0,12 0,13 0,14 0,17 0,18 0,18 0,19 6 Tussenwoning T/m 1929 0,10 0,10 0,15 0,16 0,17 0,17 0,18 8 Tussenwoning 1930-1945 0,10 0,13 0,13 0,14 0,15 0,15 0,15 7

Tussenwoning Tussenwoning

1946-1964 0,09 0,12 0,12 0,12 0,13 0,14 0,14 8 1965-1974 0,09 0,10 0,13 0,14 0,15 0,16 0,16 9

Tussenwoning Tussenwoning

1975-1991 0,09 0,10 0,11 0,12 0,12 0,12 0,13 8 1992-1995 0,12 0,12 0,12 0,14 0,15 0,15 0,15 6

Tussenwoning Tussenwoning

1996-1999 0,10 0,10 0,10 0,12 0,12 0,13 0,13 4 2000-2005 0,09 0,09 0,11 0,13 0,14 0,14 0,14 9

Tussenwoning Tussenwoning Tussenwoning

2006-2010 0,08 0,08 0,09 0,12 0,12 0,12 0,13 11 2011-2014 0,07 0,07 0,08 0,10 0,11 0,11 0,11 9 Vanaf 2015 0,10 0,10 0,11 0,15 0,15 0,15 0,16 4

Hoogbouw Hoogbouw

T/m 1929 0,12 0,12 0,20 0,21 0,22 0,23 0,24 3 1930-1945 0,11 0,12 0,20 0,22 0,23 0,23 0,23 4

Hoogbouw Hoogbouw

1946-1964 0,08 0,10 0,14 0,15 0,16 0,17 0,17 6 1965-1974 0,09 0,10 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 5

Hoogbouw Hoogbouw

1975-1991 0,07 0,07 0,08 0,09 0,10 0,10 0,10 1992-1995 0,14 0,14 0,18 0,18 0,28 0,32 0,34

Hoogbouw Hoogbouw Hoogbouw

1996-1999 0,13 0,15 0,16 0,16 0,20 0,23 0,24 2 2000-2005 0,10 0,11 0,11 0,13 0,13 0,13 0,13 4 2006-2010 0,08 0,08 0,10 0,12 0,13 0,13 0,13 6

Hoogbouw Hoogbouw

2011-2014 0,09 0,09 0,12 0,14 0,15 0,15 0,15 Vanaf 2015 0,10 0,10 0,14 0,16 0,16 0,17 0,17

Tabel 1. Parameters 'a' en 'b' voor berekening warmtevraag ruimteverwarming woningen.

In geval van utiliteiten heeft elke combinatie van gebruiksdoel, bouwjaar en label een eigen kental. Deze gegevens staan in de onderstaande tabel ... Constante a per label

Constante b per label

Gebruiksdoel kantoorfunctie

Bouwjaar 1000-1977

A B C D E F G 0,31 0,31 0,31 0,31 0,31 0,31 0,31

A 51

B 51

C 51

D 51

E 51

F 51

G 51

kantoorfunctie kantoorfunctie kantoorfunctie

1978-1989 1990-1993 1994-2005

0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

43 33

kantoorfunctie 2006-2020 gezondheidszorgfunctie 1000-1977 gezondheidszorgfunctie 1978-1989

0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,58 0,58 0,58 0,58 0,58 0,58 0,58 0,52 0,52 0,52 0,52 0,52 0,52 0,52

0 0

gezondheidszorgfunctie 1990-1993 gezondheidszorgfunctie 1994-2005

0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48

0 0

gezondheidszorgfunctie 2006-2020 onderwijsfunctie 1000-1977 onderwijsfunctie 1978-1989

0,46 0,46 0,46 0,46 0,46 0,46 0,46 0 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 122 0,19 0,19 0,19 0,19 0,19 0,19 0,19 106

0 122 106

onderwijsfunctie onderwijsfunctie

1990-1993 1994-2005

0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16

91 91

onderwijsfunctie winkelfunctie winkelfunctie

2006-2020 1000-1977 1978-1989

0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18

92 62

winkelfunctie winkelfunctie

1990-1993 1994-2005

0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14

45 42

winkelfunctie bijeenkomstfunctie bijeenkomstfunctie

2006-2020 1000-1977 1978-1989

0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,36 0,36 0,36 0,36 0,36 0,36 0,36

35 76 74

bijeenkomstfunctie bijeenkomstfunctie

1990-1993 1994-2005

0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33

75 67

bijeenkomstfunctie logiesfunctie logiesfunctie

2006-2020 1000-1977 1978-1989

0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49

50 29 29

logiesfunctie logiesfunctie logiesfunctie

1990-1993 1994-2005 2006-2020

0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40

23 18

sportfunctie sportfunctie

1000-1977 1978-1989

0,36 0,36 0,36 0,36 0,36 0,36 0,36 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32

sportfunctie sportfunctie sportfunctie

1990-1993 1994-2005 2006-2020

0,36 0,36 0,36 0,36 0,36 0,36 0,36 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27

34 33 31

industriefunctie industriefunctie

1000-1977 1978-1989

0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18 0,18

industriefunctie industriefunctie industriefunctie

1990-1993 1994-2005 2006-2020

0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13

65 60

celfunctie

1000-1977

0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51

celfunctie

1978-1989

0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49

celfunctie celfunctie celfunctie

1990-1993 1994-2005 2006-2020

0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40

42 40

greenhouse greenhouse

1000-1977 1978-1989

0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76

0 0

greenhouse greenhouse greenhouse

1990-1993 1994-2005 2006-2020

0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76

0 0 0

Tabel 2. Kentallen voor warmtevraag utiliteiten.

In de onderstaande figuur wordt een vergelijking gemaakt tussen woningtype en bouwjaar categorie en daadwerkelijk gasverbruik volgens CBS in 2019. De buurten worden per woningtype ingedeeld (met behulp van de BAG gegevens) in gemiddeld woning oppervlak en meest voorkomend bouwjaar. Met behulp van extra criteria zoals, aantal woningen, gemiddelde bouwjaar categorie en aantal buurten die voldoet aan de criteria is deze data verder ‘op te schonen’. In figuur 10 en 11 staan de resultaten voor vrijstaande woningen.

Figuur 10. Werkelijk gas verbruik van buurten in heel Nederland die voldoen aan de criteria

Figuur 11. Berekend gas verbruik van deze zelfde buurten die voldoen aan de criteria.

2.2 Warmtevraagdichtheid en warmteclusters De warmtevraagdichtheid van een regio laat zien waar en hoeveel warmtevraag er is. Warmteclusters zijn groepen van panden die eventueel met een collectieve bron, verwarmd kunnen worden. Met de statistische model ‘kernel density esitmation’, wordt de warmtevraagdichtheid gevisualiseerd. De warmtevraagdichtheid wordt ook gebruikt om te bepalen of panden tot eenzelfde warmtecluster behoren. Om dit te bepalen zijn er een aantal parameters waarmee het model kan worden worden geoptimaliseerd, namelijk de radius, weight en shape. De warmtevraag berekening van de vorige paragraaf berekend de warmtevraag per pand. Een pand met een grotere warmtevraag heeft een grotere radius en weight (hoogte) en daarmee een grotere ‘shape’. Panden horen ‘bij elkaar’ als de ‘density’ tussen de panden niet onder een 500 GJ/hec daalt. Figuur 1 en 2 hieronder laat een situatie zien van twee flats op verschillende waarbij de grens van 500 GJ/hec met een stippellijn is aangegeven. In figuur 1 behoren de flats niet tot het zelfde cluster en in figuur 2 wel.

Figuur 1. Warmtevraagdichtheid analyse voorbeeld van twee flats niet in zelfde cluster

Figuur 2. Warmtevraagdichtheid analyse voorbeeld van twee flats wel in zelfde cluster

Deze methode levert geautomatiseerd een inzicht of panden bij elkaar staan afhankelijk van hun warmtevraag. Clusters bestaan in verschillende vormen en maten. Clusters met een totale warmtevraag kleiner dan 5TJ zijn verwijderd, omdat er voor collectieve warmtevoorzieningen een minimale grootte vereist is. Clusters grotere dan ~100TJ zijn opgesplitst in buurten volgens de CBSbuurtgrenzen van 2020.

2.3 Isolatie strategieën Om een inschatting te maken van het besparingspotentieel is gekozen om 3 verschillende isolatie strategieën door te rekenen. Strategie 1 is de minst ambitieuze waar afnemers geen of weinig prikkels ervaren om te isoleren. Strategie 2 is een ‘meest rendabele’ strategie. Daarmee wordt bedoeld dat de kosten opwegen tegen de baten. Strategie 3 is een ‘no regret’ strategie, daarmee wordt bedoel dat de woning of utiliteit geschikt wordt gemaakt voor alle mogelijke warmteoplossingen in de toekomst, inclusief lage tempetuursystemen. In de volgende paragraaf staat meer uitgelegd over de temperatuurbehoefte in relatie tot isolatie.

Strategie 1 woonfunctie woonfunctie woonfunctie woonfunctie utiliteitfunctie

1000- 1930- 1946- 1965- 1975- 1992- 1996- 2000- 2006- 2011- 20151929 1945 1964 1974 1991 1995 1999 2005 2010 2014 2020 Vrijstaand G G F B B B B B A A A Hoekwoning/2-1kap G F D B B B B B A A A Tussenwoning G F D B B B B A A A A Hoogbouw G F D B B B B B A A A D D D D B B B B A A A

Strategie 2 woonfunctie woonfunctie woonfunctie woonfunctie utiliteit-functie

1000- 1930- 1946- 1965- 1975- 1992- 1996- 2000- 2006- 2011- 20151929 1945 1964 1974 1991 1995 1999 2005 2010 2014 2020 Vrijstaand C C B B A A A A A A A Hoekwoning/2-1kap C C B A A A A A A A A Tussenwoning C B B A A A A A A A A Hoogbouw C B A A A A A A A A A B B B B A A A A A A A

Strategie 3 woonfunctie woonfunctie woonfunctie woonfunctie utiliteit-functie

1000- 1930- 1946- 1965- 1975- 1992- 1996- 2000- 2006- 2011- 20151929 1945 1964 1974 1991 1995 1999 2005 2010 2014 2020 Vrijstaand A A A A A A A A A A A Hoekwoning/2-1kap A A A A A A A A A A A Tussenwoning A A A A A A A A A A A Hoogbouw A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A

2.4 Temperatuur behoefte woning en clusters Met ‘temperatuur behoefte’ wordt bedoeld met welke temperatuur de woning of utiliteit verwarmd kan worden. Deze temperatuur behoefte is afhankelijk van het schillabel. Tabel .. laat een (ietwat vereenvoudigd) overzicht zien van deze afhankelijkheid. In werkelijkheid zitten er kleine variaties tussen verschillende woningtypes en bouwjaren. In de berekeningen per woning en per cluster is daar wel rekening mee gehouden maar voor de uitlegbaarheid worden deze variaties hier niet getoond.

G F E D C B A 90 90 90 70 70 50 40 Tabel .. Temperatuur behoefte vs label De temperatuur behoefte van een heel warmtecluster wordt bepaald door te kijken naar de 70 e percentiel van de temperatuur afnemers in het cluster. De betekend dat 70% van alle afnemers in het cluster met die temperatuur verwarmt kunnen worden.

3. Warmte aanbod 3.1 Herkomst bronnen De opties en technieken die we bekeken hebben om het warmte aanbod te berekenen, komen vooral uit openbaar beschikbare datadases zoals: Lage temperatuur aardwarmte (WarmteAtlas), biogas en massa (WarmteAtlas), midden en lage temperatuur restwarmte (WarmteAtlas aangevult met informatie van eerdere Quo Mare en Greenvis onderzoeken), Thermische energie oppervlaktewater (Deltares), Thermische energie afvalwater (WarmteAtlas), WKO (open data portaal Zeeland), Thermische zonneenergie in veld (RVO zonnevelden), Thermische zonneenergie op dak (Greenvis).

3.2 Bepaling potenties Warmtepotentie geeft een indicatie hoeveel energie de warmtebronnen in Zeeland kunnen leveren. We hebben gekozen om de bronnen in 7 categorie in te delen. Per categorie is de theoretisch, technische en economische potentieel bepaald (figuur 6): •

•

Het theoretische potentieel is de totale hoeveelheid energie die in het systeem zit en in theorie benut kan worden met een minimale potentie van 5 Theoretisch TJ/jr. potentieel Het economische potentieel is het deel van de technische potentie dat aansluit bij de warmtevraag en temperatuur behoefte van de warmteclusters. Vanuit elke warmtecluster wordt gezocht naar de meest nabije bron waarvan de brontemperatuur aansluit bij de temperatuur behoefte van het cluster. Als deze bron niet volledig aan de warmtevraag voldoet wordt er gekeken naar een volgende bron, totdat er geen bronnen Economisch meer binnen de ‘economische grens’ beschikbaar zijn of totdat aan de potentieel warmtevraag van het warmtecluster wordt voldaan. Een belangrijk aspect van deze methode is dat de gebruikte bronnen niet binnen andere warmtecluster in gezet kunnen worden, maar ook dat (bijvoorbeeld voor de categorie restwarmte) nooit meer restwarmte gebruikt wordt dan dat er warmtevraag is. Dit laatste geldt alleen binnen één catergorie. Alle categorieën samen kunnen wel de totale warmtevraag overstijgen. De economische grens is de maximale afstand van bron tot warmtecluster. In de praktijk is hier geen harde grens voor te geven en kan door innovatie,samenwerking en locale factoren deze grens opschuiven. In ons model hebben we gekozen voor de volgende waardes voor de economische grens.

Midden temperatuur restwarmte

15,0 km

Lage temperatuur restwarmte

7,5 km

Zon op dak

0,5 km

Zon in veld

0,5 km

Thermische energie oppervlaktewater

5,0 km

Thermische energie afvalwater

5,0 km

Lage temperatuur aardwarmte

2,5 km

Hierbij moet worden aangetekend, dat bij elke potentiebepaling (van boven naar onder) meerdere aannames moeten worden gedaan, waardoor de resultaten minder zeker worden. De potentie in het bronoverzicht is de economische potentie.

3.3 Berekening kosten en CO2 uitstoot Voor de berekening van de kosten en CO2 uitstoot zijn kentallen van Greenvis gebruikt.

Bepaling kosten Per bron zijn de kosten uitgerekend voor een opwaardering tot 70°C. Hierbij is er uitgegaan van een looptijd van 30 jaar en gekeken naar: • • • •

investeringen om de bron te realiseren investeringen voor opslag kosten voor onderhoud en beheer van de bron brandstof en elektrakosten

De kosten zijn berekend volgens de volgende formule: 𝐾𝑜𝑠𝑡𝑒𝑛 =

(𝑂𝑛𝑑𝑒𝑟ℎ𝑜𝑢𝑑 𝑒𝑛 𝐵𝑒ℎ𝑒𝑒𝑟 + 𝐵𝑟𝑎𝑛𝑑𝑠𝑡𝑜𝑓 + 𝐸𝑙𝑒𝑘𝑡𝑟𝑎) ∗ 𝐷𝑖𝑠𝑐𝑜𝑛𝑡𝑜𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 + 𝐼𝑛𝑣𝑒𝑠𝑡𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 + 𝑂𝑝𝑠𝑙𝑎𝑔 𝐴𝑎𝑛𝑡𝑎𝑙 𝐽𝑎𝑎𝑟 Kosten: Jaarlijkse kosten per GJ van de bron [€/GJ/Jaar]. Onderhoud en beheer: Jaarlijkse kosten voor het onderhoud en beheer van de bron [€/GJ/Jaar]. Brandstof: zijn de jaarlijkse brandstofkosten van de bron. Hieronder vallen de brandstoffen zoals groengas en biomassa [€/GJ/Jaar]. Elektra: De elektriciteitskosten met betrekking tot het verpompen en opwaarderen van de warmte [€/GJ/Jaar]. De berekening voor de elektriciteitskosten zijn hieronder weergegeven. Discontofactor: Disconteerfactor waarmee er over 30 jaar gedisconteerd wordt. Hierbij is uitgegaan van een discontovoet van 4%. Investering: De investering die nodig is om de bron te bouwen [€/GJ]. Opslag: Investeringskosten voor de opslag van de bron [€/GJ]. Aantal jaar: Er is uitgegaan voor 30 jaar.

Berekening elektriciteitskosten: Voor de elektriciteitskosten bij een opwaardering tot 70°C is de volgende vergelijking gebruikt: 𝐾𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡𝑟𝑎 = 𝐸𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡𝑟𝑎 ∗ 𝑃𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡𝑟𝑎 𝐾𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡𝑟𝑎 Elektriciteitskosten per GJ van de bron [€/GJ] Eelektra

Elektriciteitsgebruik per GJ warmtelevering [kWh/GJ]. Het elektriciteitsgebruik is bepaald aan de hand van de COP voor het opwaardering naar 70 °C en de COP van de onttrekking van warmte uit de bron.

Pelektra

Elektriciteitsprijs, hiervoor is 0.1 €/kWh genomen.

CO2 uitstoot Voor de CO2-uitstoot is er rekening gehouden met de CO2-uitstoot van de brandstof- en elektriciteitsgebruik. Dit is berekend voor levering van 70 en 40 graden, waarbij voor de verschillende levertemperaturen het elektriciteitsgebruik en brandstofgebruik veranderd. Er is aangenomen dat de opwaardering wordt gerealiseerd doormiddel van warmtepompen. De CO2-uitstoot per GJ is bepaald via de volgende formule: 𝐶𝑂2 = 𝐸𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡𝑟𝑎 ∗ 𝐶𝑂2𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡𝑟𝑎 + 𝐸𝑑𝑟𝑎𝑔𝑒𝑟 ∗ 𝐶𝑂2𝑑𝑟𝑎𝑔𝑒𝑟 CO2

CO2 uitstoot per GJ van de bron [kg/GJ]

Eelektra

Elektriciteitsgebruik per GJ warmtelevering [GJ/GJ]

𝐶𝑂2𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡𝑟𝑎 CO2 uitstoot per GJ elektriciteit [kg/GJ] Edrager

Energiegebruik van de brandstof, bijvoorbeeld groengas, per GJ warmtelevering.

𝐶𝑂2𝑑𝑟𝑎𝑔𝑒𝑟 CO2 uitstoot per GJ brandstof [kg/GJ]

4 Menukaart per buurt De Menukaart geeft een overzicht van beschikbare bronnen per buurt. Achter dit overzicht zit een economische analyse die afnemers en bronnen aan elkaar koppelt. Hoe die koppeling wordt gemaakt staat beschreven in hoofdstuk 3 in dit achtergronddocument. De getallen van warmtevraag en temperatuur-verdelingen zijn gebaseerd op de isolatiestrategie 2. Alleen de geclusterde warmtevraag kan gebruik maken van de warmtebronnen. De isolatiestrategieën, clustering en cluster temperatuur-behoefte staan bescheven in hoofdstuk 2 van dit achtergrond document. Een belangrijk verschil met de economische potentie is dat in de menukaart alleen gekeken word of een bepaalde bron aanwezig is en niet of die bron reeds ergens elders is opgebruikt.

5 Concretisering van oplossingsrichtingen 5.1 Uitwerking warmtenet cases Voor grote delen van de uitwerking van warmtenet cases is gebruik gemaakt van de Warmtetool. Deze in-house ontwikkelde tool laat toe om snel een grove inschatting te maken van total cost of ownership en business cases voor verschillende partijen. Ook kan de tool voor eenzelfde gebied verschillende varianten van een warmtenet vergelijken met individuele warmtepompen op lucht of op bodemwarmte.

5.1.1 Restwarmte uit het Sloegebied Afzetgebieden In deze fictieve uitwerking is gekozen voor een selectie van afzetgebieden waarbij de schaalgrootte van de afname en de lengte van de transportleiding een verhouding hebben die kansrijker is dan bij andere afzetgebieden. Door te kiezen voor Vlissingen + Middelburg is het het meest waarschijnlijk dat er een haalbare case kan worden behaald. Dit wil niet zeggen dat daarmee andere afzetgebieden uitgesloten worden. Een apart onderzoek is nodig naar de beste bovengemeentelijke allocatie van de restwarmte. Gebouweigenaren mogen zelf kiezen of ze aansluiten op een warmtenet of niet (onder voorwaarden dat ze minstens een even duurzame alternatieve verwarming voor hun pand realiseren). Daarom zijn we uitgegaan van een participatiegraad van 85%. Voor de overige 15% gaan we ervan uit dat ze overstappen op luchtwarmtepompen.

Bronnen Als bronlocatie is gekozen voor de huidige locatie van Zeeland Refinery. We gaan ervan uit dat op een verwaarloosbare afstand hiervan, of van het getekende tracé, nieuwe restwarmte beschikbaar komt uit toekomstige elektrolysers. Anders is er niet genoeg warmte voor het doorgerekende scenario. Zeeland Refinery produceert ca. 1100 TJ, en voor de basislast voorziening van het scenario met afzet in grote delen van Vlissingen en Middelburg is een basislast bron van ca 1800 TJ nodig. Naast restwarmte, die 80% van de warmte op jaarbasis kan voorzien, reken we met een piekvoorziening op aardgas die 20% van de warmte produceert. Deze piekvoorziening hebben we voor deze uitwerking zo dicht mogelijk bij, maar wel buiten de bewoonde gebieden van Vlissingen en Middelburg geplaatst. Kloosterboer Vlissingen heeft lage temperatuur restwarmte die ter plekke moet worden opgewaardeerd met een grootschalige warmtepomp om te kunnen invoeden op de hoofdtransportleiding (tenzij Kloosterboer de enige bron wordt en het transport op lage temperatuur plaatsvindt). Voor de doorrekening is aangenomen dat er restwarmte op 85 °C beschikbaar is aan een inkoopprijs van 2 €/GJ.

Hoofdtransportleiding Er is gekozen voor een tracé dat ten noorden rondom het havengebied loopt. Een alternatief zou zijn om een boring onderdoor het havengebied te doen. Dit is echter erg complex en risicovol, en bespaart maar ca 2 km op 12 km totale lengte en lijkt daarom niet te verkiezen. Een ander voordeel van het noordelijke tracé is dat dit dichter langs omliggende kleinere woonkernen loopt, en nabij Kloosterboer Vlissingen passeert (een mogelijke restwarmteproducent). Het vermogen dat door de hoofdtransportleiding getransporteerd moet worden in de uiteindelijke situatie is 70 MW (30% van de piekvraag, want de piekvoorziening staat pas aan het eind van de transportleiding). Hiervoor is een nominale diameter van DN600 nodig. Net voor het binnengaan van Vlissingen en Middelburg splitst de hoofdtransportleiding in drie takken van DN450, DN400 en verderop DN150 naar Arnemuiden 150. In totaal levert dit 17 km transportleiding op, met een gemiddelde integrale meterprijs van 1.700 €/m, ex. onvoorzien. Integraal betekent: inclusief materialen, arbeid, opstartkosten en staartposten (winst & risico, verzekeringen, projectmanagement etc.). Dit komt neer op een transportleiding van 29 M€ ex. onvoorzien. Met een post onvoorzien van 30% erbij komt dit op 37 M€.

[Belangrijke opmerking: deze kosten worden in de definitieve versie wellicht nog een aantal procenten hoger aangezien de begroting momenteel wordt gecheckt en het lijkt erop dat de huidige begroting iets te optimistisch is.]

Distributieleidingen (primair en secundair) Na de hoofdtransportleiding wordt de warmte gedistribueerd naar de verschillende wijken door middel van primaire leidingen op hoge druk. In warmteoverdracht stations (WOSsen) wordt dit overgebracht op wijknetten (secundaire leidingen). In het

doorgerekende ontwerp zijn 91 WOSsen opgenomen. Het tracé voor de primaire en secundaire leidingen is automatisch ontworpen door de Warmtetool. Warmtetool De Warmtetool is een flexibele tool voor scenarioanalyses in gebieden. Door de veelzijdigheid ervan is de Warmtetool optimaal op het moment dat er nog veel opties open zijn wat betreft warmtesysteem en scope. Met de Warmtetool worden zowel collectieve als individuele warmteopties doorgerekend en kunnen kosten voor eindgebruiker, gebouweigenaar en nationale kosten inzichtelijk worden gemaakt. Voor een volledige onderbouwing van de berekening, wordt verwezen naar het achtergronddocument van de Warmtetool in bijlage F-b.

Voor de primaire leiding is een gemiddelde diameter van DN500 nodig (aangezien hier ook de piekwarmte doorheen moet), waarvoor een integrale meterprijs van 2.900 €/m wordt aangerekend. Voor secundaire leidingen wordt een integrale meterprijs van 650 €/m aangerekend. In totaal is er ca. 360 km aan secundair leidingtracé nodig en ca. 18 km aan primair tracé.

Aanpassingen aan de gebouwen Aangezien we met restwarmte van 85°C ruim 70°C aan de voordeur bij afnemers kunnen leveren, is matige schilisolatie (schillabel D) in principe voldoende en hoeft het afgiftesysteem niet te worden aangepast. Uiteraard kan voor lange termijn rendement en CO2-besparing worden gekozen door verder te isoleren, en is dit voor veel woningen ook voor beperkte kosten mogelijk binnen de bestaande schil. In de berekening gaan we ervan uit dat gebouwen die een slechter label hebben dan D isoleren tot D, en gebouwen met label D of beter geen maatregelen hoeven te treffen. Dit komt neer op een gemiddelde kostprijs van 7.000 € per woning. Daarnaast wordt de gasketel vervangen door een afleverset van het warmtenet. Deze hangt niet altijd op de begane grond en daarom moeten er vaak inpandige leidingen en doorvoeren worden voorzien. Ook moet er vaak een mantelbuis voor de aansluitleiding worden voorzien en moet de aansluiting van de afleverset op de binneninstallatie worden gemaakt. Voor deze bijkomende kosten wordt gemiddeld 3.000 €/woning gerekend.

Vergelijking met individuele luchtwarmtepompen (alternatief scenario) Eén van de voordelen van individuele warmtepompen is dat deze geoptimaliseerd kunnen worden per gebouw. Daarom hebben we per warmtecluster een optimale werkingstemperatuur voor de warmtepomp bepaald, op basis van laagste totale nationale kosten. Hierdoor wordt een deel van de gebouwen in het alternatieve scenario verwarmd op 40, 50 en 70°C. Onderstaande tabel geeft aan welke kostenkengetallen de Warmtetool hanteert in functie van het type en de afgiftetemperatuur. Type warmtepomp Lucht-water warmtepomp Lucht-water warmtepomp

Afgiftetemperatuur 40 °C of 50 °C 70 °C

Kost 7.000 € + 300 €/kW 9.000 € + 450 €/kW

De vermelde kosten zijn integrale kosten inclusief binnen-unit, buiten-unit of bodemlus, buffervat voor tapwater en installatiekosten. Het gemiddelde rendement van een warmtepomp over een heel jaar wordt uitgedrukt met de sCOP (seasonal coefficient of performance). Deze wordt opgesplitst in de sCOP voor ruimteverwarming en die voor tapwaterbereiding. Voor ruimteverwarming met de lucht-water warmtepomp hanteert de Warmtetool de volgende aannames: Afgiftetemperatuur 40 °C 13

sCOP 4,3

50 °C 70 °C

3,6 2,8

Voor tapwaterbereiding wordt gerekend met een gemiddelde COP van 2,2 voor lucht-water warmtepompen. De leveringskosten voor het elektraverbruik van de warmtepomp kan nu worden berekend a.h.v. de warmtevraag voor ruimteverwarming en tapwater, het rendement en het leveringstarief. Voor het tarief wordt gerekend met 6,6 ct/kWh. Afnemers van elektriciteit betalen ook Energiebelasting (EB en Opslag Duurzame Energie (ODE). Kosten voor netverzwaring van het laagspanningsnet zijn ook meegerekend met als gemiddelde investeringskost 110 €/m.

Kosten en CO2-winst De Warmtetool onderscheidt twee soorten kosten: • •

Nationale kosten, ofwel totale systeemkosten. Interne kasstromen, ofwel kosten tussen stakeholders in het model.

Beide sluiten elkaar per definitie uit: een interne kasstroom is nooit een nationale kost, omdat het voor de ene stakeholder een kost is maar voor de andere een baat. De samenhang tussen nationale kosten, interne kasstromen en stakeholders (ofwel actoren in het model) is weergegeven in onderstaande schema’s. De total cost of ownership (TCO) voor een bepaalde partij is de som van alle nationale kosten, interne kosten (vertrekkende pijl) en baten (arriverende pijl, negatieve kosten) die bij een partij staan, over de 30 jaar 1. De (financiële) businesscase van de warmtenet-exploitant is opgebouwd uit dezelfde kosten en baten als de TCO van de exploitant. De nationale kosten, TCO’s en businesscase van de warmtenet-exploitant noemen we de kernresultaten van de Warmtetool.

Figuur 1: Voorbeeldsituatie warmtenet - Samenhang tussen stakeholders (actoren), nationale kosten en interne kasstromen.

Gecorrigeerd voor financieel rendement door toepassing van verdiscontering. 14

Figuur 2: Voorbeeldsituatie individuele warmtepompen - Samenhang tussen stakeholders (actoren), nationale kosten en interne kasstromen.

5.1.2 Warmte uit oppervlaktewater voor Tholen Een groot deel van de berekening is vergelijkbaar met de vorige case. De verschillen zijn: • • •

Geen hoofdtransportleiding nodig omdat de Aquathermie bron: [kosten] Seizoensopslag toegevoegd in de vorm van WKO

[verder uitwerken na doorrekening]

De tekst is automatisch uit het bestand gehaald en kan afwijken van het origineel (kolommen, tabellen en koppen lopen door elkaar). Het officiële stuk bij iBabs is leidend. Bron: https://api.notubiz.nl/document/10905578/1