bijlage 2 - Achtergrondrapport TVW Krimpen aan den IJssel 1.0

T

Transitievisie warmte Achtergrondrapport 16 december 2021

Krimpen aan den IJssel Klimaatneutraal en gezond in 2050

Inhoud Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

Kengetallenoverzicht

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

Kengetallenoverzicht

1 Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming Dit hoofdstuk behandelt de technische achtergrond bij het transitiepad naar aardgasvrije verwarming in Krimpen aan den IJssel. Dat doen we aan de hand van 3 onderdelen: beperken van de warmtevraag, technieken en duurzaamheid. 1.1 Beperken van de warmtevraag 1.1.1 Ruimteverwarming Bij de woningvoorraad gebouwd voor omstreeks 2005 is het nodig om de warmtevraag van woningen en andere gebouwen te beperken. Enerzijds om woningen geschikt te maken voor lagere temperaturen in het afgiftesysteem, en anderzijds om schaarse bronnen efficiënter te benutten en hiermee meer woningen gebruik te laten maken van één bron.

koudste dag van het jaar comfortabel warm te worden, hangt hier voor een groot deel mee samen. Hoe beter de isolatie en kierdichting, hoe efficiënter het ventilatiesysteem en hoe efficienter het systeem warmte afgeeft. De combinatie van deze maatregelen maakt de woning geschikt om met een lagere temperatuur te kunnen verwarmen. Aanpassingen in de schil en het afgiftesysteem bepalen de warmtevraag het meest. De warmtevraag voor ruimteverwarming is sterk afhankelijk van het bouwjaar van de woning. In Tabel 1 staat de gemiddelde warmtevraag voor woningen in Krimpen aan den IJssel. Hieruit kunnen wij afleiden dat de warmtevraag afneemt naarmate het bouwjaar recenter is, en dat de mediane Krimpense woning 104 m2 gebruiksvloeroppervlakte heeft en een gemiddelde warmtevraag voor ruimteverwarming van 85 kWh/m2.

De warmtevraag voor ruimteverwarming van een woning, is afhankelijk van de mate van isolatie, kierdichting, het ventilatiesysteem en het afgiftesysteem. De vraag naar warmte drukken we uit in kilowattuur per vierkante meter gebruiksoppervlak (kWh/m2), de temperatuur die een woning nodig heeft om op de

4

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Kengetallenoverzicht

Modelanalyses

Tabel 1: Woningen in Krimpen aan den IJssel, per bouwjaarklasse, naar gebruiksvloeroppervlakte, gasverbruik en warmtevraag. Bouwjaar

Aantal woningen 1

Mediane woningoppervlakte 2

Gasverbruik temp. gecorrigeerd 3

Warmtevraag ruimte-­ verwarming

m2 go/woning

m3/woning/jaar

kWh/m2/jaar

≤ 1945

882

105

1.620

108

1946 - 1964

1.817

84

1.200

97

1965 - 1974

4.410

118

1.410

79

1975 - 1991

2.141

108

1.260

76

1992 - 1999

1.190

109

1.160

67

2000 - 2005

382

133

990

41

2006 - 2012

1.455

96

690

38

350

85

630

39

104

1.320

85

≥ 2013 Gemiddeld

1 Kadaster (2020), Basisregistratie Adressen en Gebouwen 2 CBS (2021), Voorraad woningen; gemiddeld oppervlak; woningtype, bouwjaarklasse, regio. opendata.cbs.nl/statline/#/CBS/nl/ dataset/82550NED/table?fromstatweb 3 CBS (2019), Gemiddelde energielevering aardgaswoningen. Gecorrigeerd voor grootteklasse. www.cbs.nl/nl-nl/maatwerk/2020/33/ gemiddelde-energielevering-aardgaswoningen-2019-

5

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

De warmtevraag van de bestaande woningvoorraad kunnen we grofweg opdelen in vier niveaus: 1. Woningen met slechte of onvoldoende isolatie (80 kWh/m2 of hoger). Er is een hoge temperatuur van ongeveer 90°C nodig om deze woningen op de koudste dagen comfortabel warm te stoken. Dit geldt voor de meeste woningen van voor 1992 die nog niet zijn nageïsoleerd. 2. Woningen die gereed zijn om met 70°C te verwarmen (lager dan 80 kWh/m2). Dit gaat om naoorlogse woningen die al een aantal aanpassingen in de schil hebben gekregen of dit niveau al hadden bij de bouw. Deze woningen zijn bij dit niveau al voldoende comfortabel te verwarmen met 70°C (middentemperatuur) op de koudste dagen, mits er voldoende afgiftevolume aanwezig is. Of de woning daadwerkelijk geschikt is voor verwarming met 70°C is afhankelijk van specifieke omstandigheden. Denk hierbij aan welke bouwdelen al zijn aangepakt en of de bewoners de ruimtes gebruiken die met deze temperatuur nog niet comfortabel warm worden.

Kengetallenoverzicht

3. Woningen die gereed zijn voor transitie (lager dan 65 kWh/m2). Bij dit niveau is er maximaal nageïsoleerd in de bestaande schil. Naoorlogse woningen kunnen we comfortabel verwarmen met zowel 70°C als met maximaal 55°C (laagtemperatuur). Voor laagtemperatuur moeten wel de radiatoren en mogelijk ook de cv-leidingen vervangen worden. De woning is daarmee toekomstbestendig en geschikt voor meerdere alternatieve verwarmingstechnieken. Vooroorlogse woningen met dit niveau zijn geschikt voor 70°C. Dat komt omdat isolatie van de gevel bij vooroorlogse woningen technisch of economisch gezien vaak niet haalbaar blijkt. Dit niveau sluit aan bij de landelijke Standaard en Streefwaarden, zoals genoemd in het Klimaatakkoord4. 4. Woningen met een hoog isolatieniveau en voorzien van een energiezuinig ventilatiesysteem (lager dan 50 kWh/m2). Dit zijn woningen die na 2005 zijn gebouwd en woningen die nog gebouwd worden (BENG of beter). Deze woningen zijn zeer geschikt om comfortabel te verwarmen met een lage

4 Ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties (2021), Standaard en Streefwaarden: uitkomst traject begeleidingscommissie.

6

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

temperatuur. Bij bestaande bouw van na 2005 moeten soms wel de radiatoren of cv-leidingen worden vervangen. Bovenstaande niveaus gelden voor woningen. Maar ook voor utiliteitsbouw gaan we ervan uit dat zij maximaal isoleren binnen de bestaande schil (naar Rc-waarde 5,0 conform de energiekengetallen van CE Delft5). De warmtevraag die dan overblijft is sterk afhankelijk van de gebruiksfuncties van de utiliteitsbouw. Bovendien verschilt de verdeling van de warmtevraag van utiliteitsbouw sowieso sterk van woningen. 1.1.2 Warm tapwater Voor warm tapwater geldt dat er bij het tappunt minimaal 55°C nodig is om het veilig te kunnen gebruiken. Dat is gebaseerd op de huidige stand van de techniek en de regelgeving. Om deze temperatuur te kunnen garanderen moet het opweksysteem in de praktijk een temperatuur van 60-70°C kunnen leveren. Als de aanvoertemperatuur te laag is, moet er een

Kengetallenoverzicht

aanvullende voorziening komen in de woning. Die verhoogt de temperatuur van het warm tapwater. Mogelijk wijzigt de regelgeving hierover en gaat de minimale temperatuur bij het tappunt omlaag van 55°C naar 40°C. Om deze temperatuur te kunnen garanderen moet het opweksysteem in de praktijk een temperatuur van 45-50°C kunnen leveren. Voor het transitiepad gaan we uit van een warm tapwatervraag van 20 kWh/m2 per jaar voor een huishouden. Deze blijft ook constant over de tijd. Voor utiliteitsbouw is de warm tapwatervraag gering, ca. 3 kWh/m2 (bruto vloeroppervlak). 1.1.3 Overig verbruik Naast ruimteverwarming en tapwater gebruiken gebouwen ook energie voor apparaten, licht, koken en koeling. Hier zien we een groot verschil tussen woningen en utiliteitsbouw. Utiliteitsbouw heeft per vierkante meter een veel grotere elektriciteitsvraag voor apparaten, licht en koeling dan woningen.

5 CE Delft (2015), Energiekengetallen Utiliteitsgebouwen Vesta 2.0. www.pbl.nl/sites/default/files/downloads/pbl-2015-ce-delft-energiekentallen-utiliteitsgebouwen-vesta-2.0_02321.pdf

7

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

Voor apparaten en licht gaan we uit van een constante. Enerzijds neemt het gebruik van elektrische apparaten toe, anderzijds worden zij steeds efficiënter. Deze effecten heffen elkaar op6. Voor koken gaan we ervan uit dat alle huishoudens op den duur overstappen naar inductiekoken. Zo kan het aantal gasaansluitingen en de totale gasvraag zo ver mogelijk omlaag. Tot slot valt ook koeling onder het overig verbruik. Hier zien we een toenemende elektriciteitsvraag van met name huishoudens. Zij krijgen behoefte aan koeling op warme dagen. Ze maken gebruik van compressie­ koelmachines zoals airco’s. Deze vraag neemt toe naarmate woningen beter geïsoleerd zijn en als het aantal warme dagen blijft toenemen. Het vakgebied voor koeling en de bijbehorende energieconcepten voor huishoudens is in ontwikkeling. De toekomstige koudevraag is ook lastig te voorspellen. We zijn uitgegaan van de kengetallen voor huishoudelijke

Kengetallenoverzicht

koeling van de TKI Urban Energy7. Voor utiliteitsbouw geldt dat de koudevraag al hoog is en ook hoog zal blijven. Dat komt omdat koele werkplekken nu al de norm zijn.

1.2 Alle gebouwen stapsgewijs gereed voor transitie Het is belangrijk om zoveel mogelijk bestaande woningen en gebouwen in Krimpen aan den IJssel op het derde niveau - gereed voor transistie – te brengen. Bij dit niveau ligt namelijk een technisch en economisch optimum. Daardoor zijn we voorbereid op bijna alle duurzame verwarmingstechnieken zonder dat we hoeven te investeren in een nieuwe schil. Om dit niveau te bereiken is het van belang dat we stapsgewijs het dak, de gevel, de vloer en de belazing aanpakken en maximaal ingrijpen binnen de bestaande schil.

6 PBL (2014): www.pbl.nl/sites/default/files/downloads/pbl-2014-op-weg-naar-een-klimaatneutrale-woningvoorraad-in-2050-achtergrond_1333_1.pdf 7 TKI Urban Energy (2021), Koudevraag in Nederland en Europa. www.topsectorenergie.nl/tki-urban-energy/kennisdossiers/factsheets-koudetechnieken/koudevraag-in-Nederland

8

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

Het warmtevraagniveau is de optelsom van de vier schildelen vloer, gevel, raam en dak. Hierop is ook de binneninstallatie die bestaat uit ventilatie, afgiftesysteem en elektrisch koken van invloed. Als een gebouw­ eigenaar een van de schildelen aanpakt is het van belang dat dit onderdeel gereed is voor aardgasvrije verwarming. Daarom gaan we ervan uit dat een isolerende ingreep altijd een maximale ingreep is binnen de bestaande schil. Daarmee voorkomen we dat dak, vloer of gevel in meerdere stappen worden aangepakt. Dat is kosteninefficiënt en de tijd die we hebben voor de transitie is beperkt. En omdat de tijd die we hebben beperkt is, lukt het niet altijd om alle maatregelen te combineren met natuurlijke onderhoudsmomenten. Toch moeten we daar wel naar streven om de maatschappelijke kosten zo laag mogelijk te houden.

1.3 Technieken In deze paragraaf bespreken we de verschillende technieken. Technieken zijn combinaties van gebouw­ gebonden en infrastructurele maatregelen die leiden tot een duurzaam verwarmde buurt. Eerst bespreken we

Kengetallenoverzicht

de vier technieken die we onderscheiden, vervolgens bekijken we hoe die zich verhouden tot het Krimpense transitiepad naar een aardgasvrije gebouwde omgeving. 1.3.1 All-electric All-electric betekent dat er in principe alleen een elektriciteitsnet in de wijk nodig. Een woning kan dan, mits gereed voor transitie, verwarmd worden met infraroodpanelen of een warmtepomp. Het voordeel van deze techniek is dat alle woningen en gebouwen al aangesloten zijn op het elektriciteitsnetwerk. Iedere vastgoedeigenaar kan dus de keuze maken om over te stappen naar all-electric. Hij is daarbij niet afhankelijk van wat andere gebouweigenaren in de buurt doen. De keerzijde hiervan is dat de capaciteit op het elektriciteitsnet ontoereikend is als alle gebouweigenaren dit doen. Het elektriciteitsnet moet bijna overal verzwaard worden als gevolg van elektrisch koken, elektrisch rijden en zonnepanelen op daken. Dan nog zal er bij all-electricverwarming een extra verzwaring moeten plaatsvinden. Niet alleen op wijkniveau, maar ook op gemeentelijk, regionaal, nationaal en mogelijk internationaal

9

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

niveau. Dat komt doordat de gebouwde omgeving verantwoordelijk is voor veruit de grootste piekbelasting van het elektriciteitsnet. Deze piekbelasting zorgt op alle spanningsniveaus voor grotere knelpunten. Bovendien zijn deze knelpunten eerder aan de orde dan wanneer we elektrificatie van de verwarming voorkomen8. All-electric leent zich voor een stapsgewijze overstap. Het volgt het tempo van gebouweigenaren. Op deze manier kunnen gebouweigenaren gaandeweg profiteren van innovaties die we nog verwacht op het gebied van all-electric. Het gaat dan vooral om warmtepompen die steeds efficiënter worden en om energieopslag in de woning. Dat kan netverzwaring deels voorkomen. Dit is meestal van toepassing voor buurten met jongere woningen. Gasleidingen, gasketels en kapitaalgoederen in de openbare ruimte zijn hier nog niet afgeschreven. Door de volledige transitieperiode te gebruiken, voorkomen we zoveel mogelijk desinvesteringen.

Kengetallenoverzicht

Bij all-electric is er een grote variatie aan technieken mogelijk in de woning. Er zijn verschillende typen warmtepompen en er worden nog steeds nieuwe typen ontwikkeld. Er zijn warmtepompen die lucht gebruiken als warmtebron en die water gebruiken als warmtebron. Een luchtwarmtepomp gebruikt als bron bijvoorbeeld buitenlucht. Een waterwarmtepomp gebruikt als bron bijvoorbeeld warmte uit de bodem (bodemenergie) of warmte uit de zon (zonthermie). Voor het gebruiken van energie uit de buitenlucht is een buitenunit nodig. Voor het gebruik van warmte uit de bodem moet er ruimte zijn voor een bodemlus, en voor zonthermie moet er ruimte zijn voor thermische zonnepanelen. Bij meer­gezinswoningen is er een collectief bronnet in het gebouw nodig. Dit net verbindt de individuele warmtepompen in de woningen met de bodemlussen of de thermische zonnepanelen. Naast warmtepompen is er infrarood. Infrarood is geschikt als bijverwarming of om kleine ruimtes te verwarmen. Als volwaardig alternatief voor verwarming met aardgas in de bestaande bouw is infrarood minder

8 CE Delft (2020), Systeemstudie Energie-infrastructuur Zuid-Holland.

10

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

geschikt. Dat komt door de grote elektriciteitsvraag en de zeer grote capaciteit die het vraagt van het elektriciteitsnet. Ondanks dat zal infrarood als maatwerk­ oplossing een plek hebben in onze toekomstige verwarming. 1.3.2 Warmtenet Een warmtenet is een infrastructuur die warmte van een centrale bron en opwekker transporteert naar en levert aan gebouwen. Er is daarom sprake van een collectieve warmtevoorziening. Om in een buurt een warmtenet te realiseren is er voldoende schaalgrootte en dichtheid van gebouwen nodig. De minimale schaal die nodig is, hangt sterk samen met de beoogde warmtebron. In de praktijk is het organiseren van de warmtevraag ingewikkeld omdat je te maken hebt met veel verschillende partijen die samen een warmtenet moeten realiseren. Daarom hebben warmtenetten de meeste kans van slagen in buurten waar een grote warmtevrager “startmotor” kan zijn, bijvoorbeeld een woningcorporatie. Ook is de geleverde temperatuur van

Kengetallenoverzicht

belang: hoe hoger de temperatuur van een warmtenet, hoe eerder je in een buurt kunt starten. Dat komt omdat woningen dan nog niet transitiegereed hoeven te zijn. De warmtebron van een warmtenet bepaalt de geleverde temperatuur. Bronnen zoals aardgas en restwarmte kunnen hoge temperaturen leveren. Aardwarmte (geothermie) levert middentemperatuur, en omgevingswarmtebronnen zoals aquathermie leveren laagtemperatuur. Laagtemperatuurbronnen kunnen met een collectieve warmtepomp ook middentemperatuur leveren. Hoewel warmteleidingen geïsoleerd zijn, verliezen zij warmte. Het warmteverlies verschilt sterk per warmtenet. Huidige warmtenetten hebben een warmteverlies van 20% à 30%9. Toekomstige warmtenetten zullen minder warmteverlies hebben omdat zij efficiënter zijn ingeregeld. En omdat zij lagere temperaturen transporteren. Daar staat tegenover dat warmtenetten met een lagere temperatuur meer

9 ECW (2021), Duurzaamheid van bestaande warmtenetten. https://expertisecentrumwarmte.nl/documenten/duurzaamheidsrapportages+warmtenetten/handlerdownloadfiles.ashx?idnv=2044936

11

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

elektrische pompenergie en grotere leidingdiameters nodig hebben. Dat komt door de lagere energie-inhoud van het water. Voor een duurzaam en efficiënt warmtenet is het belangrijk om uiteindelijk zoveel mogelijk lokale, duurzame warmtebronnen te gebruiken. Daarbij is het belangrijk dat de temperatuur die het warmtenet levert ook in de toekomst duurzaam beschikbaar is. Fossiele bronnen moeten op termijn vervangen worden door duurzame bronnen. De piekvoorzieningen van warmtenetten bestaan vaak uit gasketels die snel veel vermogen kunnen leveren op de koudste dagen van het jaar. In de regel leveren die piekvoorzieningen slechts 20% van de warmtevraag gedurende het jaar, maar gebruiken hiervoor tot 70% van het vermogen van de ketel. Piekvoorzieningen werken nu vaak nog op aardgas, maar kunnen in de toekomst duurzamer worden. Dat kan door een combinatie van het beperken van de warmtevraag en daarmee de piekvraag, innovatieve vormen van warmteopslag zowel bij de bron als decentraal, en door de inzet van duurzaam gas.

Kengetallenoverzicht

1.3.3 Kleinschalig collectief Kleinschalig collectief zijn lokale en kleinschalige bronnetten. Deze netten maken vaak gebruik van omgevingswarmte als warmtebron, zoals aquathermie of zonthermie. Vaak in combinatie met warmte-koude opslag (WKO). Bij deze techniek is er dan altijd nog een warmtepomp in het gebouw of de woning aanwezig om de warmte op te waarderen. Dat is vergelijkbaar met all-electric. Maar ook een collectieve warmtepomp voor enkele gebouwen of een buurt is mogelijk met dit concept. Dan is er geen warmtepomp in de woning maar wordt er rechtstreeks warmte geleverd, zoals bij een warmtenet. Kleinschalig collectief is een techniek die verspreid zal voorkomen in alle buurten. Het is ook interessant voor grootschalige nieuwbouwontwikkelingen en op werklocaties waar een relatief grote koudevraag is. Dat komt doordat utiliteitsbouw en nieuwbouw een grotere koudevraag hebben dan bestaande woningbouw. Ook is deze techniek bij nieuwbouw en utiliteitsbouw eenvoudiger is te organiseren dan in de bestaande woningbouw. Grootschalige toepassing van bronnetten in de bestaande woningbouw is niet te verwachten.

12

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

Dat heeft dezelfde redenen als bij all-electric: woningen moeten eerst transitiegereed zijn. Daarnaast zorgen de warmtepompen in de woningen voor een piekbelasting van het elektriciteitsnet. In veel gevallen is een individueel all-electric oplossing (dus zonder bronnet) dan eenvoudiger en goedkoper te organiseren, dan de variant via een bronnet. 1.3.4 Hybride inzet van gas Bij deze techniek blijft het gasnet in de wijk in stand en zal dit het gas leveren voor hybride warmtepompen. Dit zijn warmtepompen die alleen nog gas nodig hebben op koude dagen en voor verwarming van tapwater. Op alle andere momenten gebruiken deze warmtepompen ventilatielucht of buitenlucht als warmtebron. Ten opzichte van een woning met een cv-ketel bespaart de hybride warmtepomp 60% tot 70% van het gasverbruik. Hybride warmtepompen zijn een relatief eenvoudige en goedkope manier om snel gas en CO2 te besparen. Ze kunnen bijna overal dienen als goede tussenoplossing. Als eindoplossing is deze techniek pas volledig duurzaam als we overstappen van aardgas naar

Kengetallenoverzicht

duurzaam gas. Daarom is het belangrijk ook deze woningen transitiegereed te maken. Dan zijn ze geschikt voor de overstap naar een volledig gasvrije techniek. 1.3.5 Variatie binnen buurten In een buurt zullen meestal meerdere technieken naast elkaar bestaan. Dat komt doordat de gebouwde omgeving zelden volledig homogeen is. Ook vindt er voortdurend sloop, nieuwbouw en transformatie plaats. En gebouweigenaren hebben keuzevrijheid.

1.4 Energiedragers en -bronnen De vorige paragraaf ging in op technieken. Deze paragraaf gaat in op energiedragers en -bronnen. Bij iedere energie-infrastructuur hoort een andere energiedrager. Dit is respectievelijk gas (gasnet), elektriciteit (elektriciteitsnet) en/of water (warmtenet en bronnet). Bij de verschillende energiedragers horen verschillende bronnen en mogelijkheden tot verduurzaming. 1.4.1 Elektriciteit Elektriciteit is momenteel nog grotendeels afkomstig uit fossiele bronnen zoals steenkool en aardgas. In de

13

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

toekomst zullen wind en zon die rol grotendeels overnemen. Hoewel de verduurzaming van de elektriciteitsmix buiten de transitievisie warmte valt – en het bovendien vooral een nationale en regionale opgave is – zijn er belangrijke raakvlakken. Het belangrijkste raakvlak is de gelijktijdigheid van de energievraag en het energieaanbod. Nu is elektriciteit altijd beschikbaar, omdat kolen-, gas en kerncentrales het gehele jaar door kunnen leveren op basis van de vraag die er is. Maar in de toekomst zal het elektriciteitsaanbod veel minder constant en ook deels seizoenafhankelijk zijn. Dat komt door een groter aandeel van zonne- en windenergie. Energieopslag in bijvoorbeeld waterstof of batterijen kan het verschil in vraag en aanbod in de toekomst deels overbruggen. Maar als het moment van energievraag en -aanbod te veel uit elkaar ligt, zijn piekvoorzieningen nodig die voorlopig nog op fossiele brandstoffen werken, zoals gascentrales. Zoals eerder beschreven is de piekvraag van elektriciteit het grootst in de gebouwde omgeving. Daardoor zorgt een vergaande elektrificatie van de gebouwde omgeving niet alleen voor capaciteitsproblemen op het net, maar ook voor blijvende afhanke-

Kengetallenoverzicht

lijkheid van piekvoorzieningen. Die kunnen niet eenvoudig duurzamer gemaakt worden. Hoewel all-electric verwarmen de grootste elektriciteitsvraag heeft van alle verwarmingstechnieken, verschilt die vraag nog sterk per variant. Bovendien hebben andere technieken ook nog een elektriciteitsvraag. Hybride warmtepompen gebruiken elektriciteit, net als warmtenetten elektriciteit gebruiken voor pompenergie. En collectieve warmtepompen gebruiken elektriciteit als de warmtebron een lage temperatuur heeft. In Figuur 1 zien we het elektriciteitsverbruik per techniek voor het meest voorkomende woningtype in Krimpen aan den IJssel voor woningen die gereed zijn voor transitie. Daaruit blijkt dat infrarood in combinatie met een elektrische boiler verreweg het grootste elektriciteitsverbruik heeft. We zien daarnaast dat een warmtenet met hoge temperatuurbronnen het laagste elektriciteitsverbruik heeft per woning, op de hr-ketel na. Geothermie heeft in vergelijking met hoge temperatuurbronnen zoals restwarmte een iets hogere elektriciteitsvraag. Dat komt omdat er niet alleen pompenergie

14

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

voor het warmtenet nodig is, maar ook voor de bron zelf (het oppompen van water uit de aarde). Tot slot zien we dat warmtepompen met water als warmtebron (bronnet of bodemlus) efficiënter zijn dan luchtwarmtepompen. Figuur 1: Elektriciteitsverbruik per techniek in kWh/jaar, uitgesplitst naar techniek, voor een rijwoning uit 1950-1980 die gereed is voor transitie.

Warmtenet

All-electric

Gasnet

hr-ketel

0

hybride-ventilatie

760

hybride-buitenlucht

1.430

warmtepomp-lucht

3.580

warmtepomp-water

2.390

infrarood met e-boiler

6.500

stoom- en gasturbine

190

restwarmte

190

geothermie

420

Bronnet

aquathermie

2.800

warmtepomp bronnet

2.390

0

1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000

Kengetallenoverzicht

1.4.2 Gas Op dit moment wordt het grootste deel van de woningen nog verwarmd met aardgas. Dat kan zijn direct met een gasaansluiting in de woning, of omdat de warmtebron van het warmtenet nog gas gebruikt. En ook een warmtenet met een duurzame warmtebron heeft nu nog vaak een piekvoorziening op aardgas. Duurzame technieken zullen minder of helemaal geen gas meer gebruiken. Net als bij elektriciteit kunnen we dit inzichtelijk maken voor een typische Krimpense woning, er opnieuw van uitgaande dat deze transitiegereed is. In Figuur 2 zien we dat de huidige hr-ketel verreweg het grootste gasverbruik heeft. We zien tevens dat hybride warmtepompen zorgen voor een grote gasbesparing. Ook bij warmtenetten blijft er nog een kleine gasvraag over voor de piekvoorziening. Voor wat betreft het energieverbruik in de gebouwde omgeving zijn alle all-electricvarianten volledig gasvrij. Het gasverbruik dat die technieken nog hebben in de bronnenmix valt onder de sector elektriciteitsproductie en is dus buiten de scope van de transitievisie warmte.

15

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

Figuur 2: Gasverbruik per techniek in m3/jaar, uitgesplitst naar techniek, voor een rijwoning uit 1950-1980 die gereed is voor transitie. Gasverbruik van de stoom- en gasturbines zijn in deze grafiek niet meegenomen.

Bronnet

Warmtenet

All-electric

Gasnet

hr-ketel

990

hybride-ventilatie

630

hybride-buitenlucht

350

warmtepomp-lucht

0

warmtepomp-water

0

infrarood met e-boiler

0

stoom- en gasturbine

210

restwarmte

210

geothermie

210

aquathermie

210

warmtepomp bronnet

0

0

200

400

600

800

1000

Kengetallenoverzicht

Technieken zijn nooit volledig fossielvrij als de resterende gasvraag op termijn niet duurzaam is. Als we aannemen dat we de piekvraag maximaal terugdringen door alle woningen en gebouwen transitiegereed te maken en we niet kunnen rekenen op innovaties die het gebruik van gas overbodig maken, blijft er dus een gasvraag over die we in de toekomst gasvrij moeten invullen. Daarom is het belangrijk om het gebruik van duurzaam gas nader te bekijken. Grofweg zijn er twee vormen van hernieuwbaar gas: groen gas en groen waterstofgas. Groen gas is biogas dat is opgewaardeerd tot aardgaskwaliteit. Groen waterstofgas verkrijgen we door water te splitsen met behulp van duurzame elektriciteit. De productie­ potentie voor biogas in Nederland is zeer beperkt. In het Klimaatakkoord committeert de groen gassector zich aan een productie van 70 PJ Nederlands groen gas in 2030. Dat komt neer op 2,2 miljard m3 aardgas­ equivalent groen gas. Van deze 70 PJ kunnen we een belangrijk deel gebruiken in de gebouwde omgeving10. Dat komt omdat andere sectoren, zoals de industrie, tot

10 Klimaatakkoord (2019), Tekst Klimaatakkoord, Den Haag, 28 juni 2019

16

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

2030 de meerkosten van groen gas ten opzichte van aardgas nog niet kunnen dragen11. Toch hebben ook deze sectoren voor 2030 een verduurzamingsopgave. Het is niet met zekerheid te zeggen dat ze hiervoor geen gebruik zullen maken van groen gas. In de periode na 2030 wordt met meer zekerheid verwacht dat de industrie groen gas zal inzetten. Ook andere sectoren, zoals de transportsector, zullen gebruik willen maken van het beperkte Nederlandse potentieel aan groen gas. Daarom zal naast groen gas ook waterstofgas nodig zijn. Of de productie van groene waterstof van de grond komt en in hoeverre deze beschikbaar komt voor de gebouwde omgeving is onzeker. Vanuit energie-­ efficiëntie is het verstandiger om de industrie en de transportsector voorrang te geven voor gebruik van groen gas en groene waterstof. Dat heeft te maken met de hogere temperaturen die in die sectoren nodig zijn. Waterstof is daarnaast de grondstof voor bijvoorbeeld kunstmest en kan in de toekomst een veel bredere

Kengetallenoverzicht

toepassing krijgen als duurzame grondstof voor bijvoorbeeld plastic. Als we specifiek kijken naar Zuid-Holland dan zien we dat de potentie van duurzaam gas ook uiteenloopt. In vier scenario’s voor de energieinfrastructuur in 2050 loopt de inzet van duurzaam gas uiteen van 15 PJ tot 40 PJ - op een totale vraag van 125 PJ - oftewel 12% tot 32% van de totale energievraag van de gebouwde omgeving12. In het algemeen is de conclusie dat we de gasvraag in de gebouwde omgeving zoveel mogelijk moeten terug­ dringen om minder afhankelijk te zijn van aardgas. Daarnaast is het van belang dat we de schaarse potentie van duurzaam gas zo efficiënt mogelijk gebruiken. Dat kan door het te gebruiken om bijvoorbeeld de piekvoorziening van warmtenetten en hybride warmtepompen te verduurzamen.

11 CE Delft (2018), Contouren en instrumenten voor een Routekaart Groen gas 2020-2050. 12 CE Delft (2020), Systeemstudie Energie-infrastructuur Zuid-Holland.

17

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

1.4.3 Warmte Er zijn momenteel geen warmtenetten in Krimpen aan den IJssel. Wel zijn er enkele WKO-systemen met bronnetten die een onbekende hoeveelheid warmte- en koude leveren. Als er warmtenetten komen in Krimpen aan den IJssel zijn er verschillende potentiële, duurzame bronnen. Dat zijn restwarmte, aardwarmte (geothermie) en omgevingswarmte. We vergelijken deze duurzame bronnen met warmte uit een traditionele, gasgestookte bron (STEG). STEG

Een stoom- en gasturbine (STEG) is een traditionele, aardgasgestookte warmtebron voor warmtenetten. Een STEG wekt zowel warmte (aftapstoom) als elektriciteit op met aardgas als brandstof en kan hoge temperaturen leveren aan het warmtenet. Een (nieuwe) STEG als warmtebron voor een warmtenet in Krimpen aan den IJssel is niet logisch. Toch is de STEG wel meegenomen in de analyses ter vergelijking met duurzame warmtebronnen.

Kengetallenoverzicht

Restwarmte

Restwarmte is een bijproduct van industriële processen dat te gebruiken is als warmtelevering. Als we het niet hebruiken, wordt het geloosd op oppervlaktewater of aan de buitenlucht. De beschikbaarheid van restwarmte is sterk afhankelijk van de continuïteit van de industriële processen. In de haven van Rotterdam is een groot potentieel aan restwarmte, ook op de lange termijn. Daarmee kunnen hoge temperaturen geleverd worden. Om die warmte in Krimpen aan den IJssel in te zetten is een koppeling nodig met het regionale warmtenet van Rotterdam en Capelle aan den IJssel. Hiervoor zal dan een warmteleiding over of onder een van de rivieren gelegd moeten worden. Met het realiseren van een dergelijke koppeling zijn grote investeringen gemoeid. Tegelijkertijd is de omvang van de warmtevraag in Krimpen aan den IJssel relatief beperkt. Om die reden is de conclusie van de Regionale Structuur Warmte, onderdeel van de RES 1.0, dat een koppeling van Krimpen aan den IJssel met het regionale warmtenet momenteel niet waarschijnlijk is13.

13 Royal HaskoningDHV (2021), Collectieve warmtevoorziening Rotterdam-Den Haag, verdieping en verkenning met scenario’s. Werkpakket 3 Warmte RES 1.0.

18

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

De potentie van lokaal beschikbare restwarmte is in Krimpen aan den IJssel gering. Er is geen sprake van industrie met een restwarmteaanbod. En ook is er geen afvalverwerking waarbij warmte vrijkomt of zijn er geen bedrijven met grote hoeveelheden warmte uit koelprocessen. Geothermie

Geothermie is warmte uit de diepere aardlagen, vanaf 2 km. Warmte van ca. 2 km diepte levert midden­ temperatuur warmte, hoewel dit verschilt per locatie. Op grotere dieptes kunnen hogere temperaturen worden gewonnen, maar de technologie om in Nederland in die aardlagen te boren staat nog in de kinderschoenen. De geologie in de directe omgeving van Krimpen aan den IJssel is waarschijnlijk gunstig voor geothermie waardoor de potentie van deze bron groot is. Daarnaast zijn er 2 opsporingsvergunningen voor geothermie verleend die het grondgebied van Krimpen aan den IJssel overlappen13. Net als bij restwarmte vraagt geothermie om grote investeringen. De minimale schaal om te starten met deze bron moet daarom vrij groot zijn.

Kengetallenoverzicht

Omgevingswarmte

Omgevingswarmte is een verzamelterm voor warmtebronnen die in de directe leefomgeving te vinden zijn. Hieronder vallen bijvoorbeeld aquathermie (warmte uit water) en zonthermie (warmte uit zon). De meeste omgevingswarmtebronnen zijn laagwaardig en dus niet direct nuttig te gebruiken. Om de temperatuur van deze bronnen op te waarderen is de inzet van een collectieve warmtepomp nodig. De inzet van WKO is nodig als de temperatuur seizoensafhankelijk is, zoals bij aquathermie.

19

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

We kunnen stellen dat er verschillende potentiële warmtebronnen zijn voor Krimpen aan den IJssel. Alle bronnen hebben voor- en nadelen die de ontwikkelkansen van de bron voor Krimpen groter of kleiner maken. Tabel 2 geeft een overzicht van deze potentie. Tabel 2: Potentie van warmtebronnen voor Krimpen aan den IJssel. Aanbod

Zekerheid

Minimale schaal

Regionale restwarmte

+

-

>5000 aansluitingen

Lokale restwarmte

-

-

n.v.t.

Geothermie

+

+/-

>5000 aansluitingen

Aquathermie

+

+

>100-200 aansluitingen

Zonthermie

+

+

>100-200 aansluitingen

1.5 Duurzaamheid van de technieken In deze paragraaf bekijken we de duurzaamheid van de technieken aan de hand van twee verschillende aspecten: de efficiëntie van de techniek in de vorm

Kengetallenoverzicht

van CO2-uitstoot nu en in de toekomst, en de kans om op lange termijn bronnen te verduurzamen. 1.5.1 De efficiëntie van de techniek Hernieuwbare energie is schaars. Daarom is het belangrijk deze zo efficiënt mogelijk in te zetten. Hoe efficiënter de techniek is, hoe minder energie er nodig is en dus hoe minder duurzame bronnen er nodig zijn. De efficiëntie van een techniek heeft zowel invloed op de CO2-uitstoot op de korte termijn als op de langere termijn. De volgende onderdelen uit de energieketen hebben invloed op de efficiëntie van de oplossing: • De energievraag van de gebouwen. Hoe lager de vraag, hoe efficiënter de oplossing. • Het temperatuurniveau waarmee het gebouw comfortabel verwarmd kan worden. Hoe lager de temperatuur, hoe efficiënter de oplossing. • De efficiëntie van transport, als gevolg van transportverliezen en de inzet van hulpenergie, bijvoorbeeld voor transportpompen. • De efficiëntie van de opwek, als gevolg van omzettingsverliezen van de ene energiedrager in de ander.

20

Kengetallenoverzicht

Modelanalyses

Figuur 3: CO2-uitstoot per techniek in kg, uitgesplitst naar techniek, in 2020 en 2030, voor een rijwoning uit 1950-1980 die gereed is voor transitie. 1.870 1.870

Gasnet

hr-ketel

All-electric

In de grafiek is te zien dat met uitzondering van infraroodpanelen alle aardgasvrije technieken al leiden tot minder CO2-uitstoot ten opzichte van de huidige gasketel. Dus ook met de huidige elektriciteitsmix die nog niet verduurzaamd is. Als we naar 2030 kijken wanneer de CO2-uitstoot van elektriciteit flink daalt door het Klimaatakkoord - zien we dat het verschil tussen duurzame technieken en de hr-ketel in dat jaar groter is dan in 2020. In 2030 hebben alternatieve technieken dan tussen de 25% en 75% minder

CO2-uitstoot dan een hr-ketel. Dit gat zal na 2030 nog groter worden, omdat de CO2-uitstoot van elektriciteit naar verwachting nog verder zal dalen.

1.550 1.280 1.340

hybride-ventilatie hybride-buitenlucht

830 1.700

warmtepomp-lucht

430 1.140

warmtepomp-water

280 3.090

infrarood met e-boiler

770 1.000 940 620 550 600 450

stoom- en gasturbine Warmtenet

In Figuur 3 is de CO2-uitstoot van een hr-ketel vergeleken met de CO2-uitstoot van andere technieken, uitgesplitst in de belangrijkste technieken en bronnen. De CO2uitstoot van deze technieken is uitgedrukt in de hoeveelheid CO2 die een typische Krimpense woning jaarlijks uitstoot. De vergelijking is gemaakt voor 2020 en 2030. Tussen 2020 en 2030 is aangenomen dat de CO2-uitstootfactor van elektriciteit met circa driekwart daalt, in lijn met de Klimaat- en Energieverkenning 202014. De emissiefactoren van alle andere bronnen blijven gelijk15.

restwarmte geothermie

1.730

aquathermie Bronnet

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

730 1.140

warmtepomp bronnet

280

0

500

1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500

14 PBL (2020), Klimaat- en Energieverkenning 2020 15 CE Delft (2016), Ketenemissies warmtelevering. ce.nl/publicaties/ketenemissies-warmtelevering/

21

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

1.5.2 De mogelijkheid om de energiebron te verduurzamen Een tweede aspect bij de duurzaamheid van technieken is dat deze op termijn werken op duurzame energiebronnen. Daardoor kan gedurende de warmtetransitie de CO2-uitstoot verder dalen en neemt de afhankelijkheid van fossiele bronstoffen af. We maken daarbij onderscheid tussen gas, elektriciteit en warmte.

Kengetallenoverzicht

Verduurzaming elektriciteit

De resterende CO2-uitstoot van elektriciteit is volledig terug te voeren op de nationale en internationale bronnenmix van het elektriciteitsnet. De afspraken in het Klimaatakkoord gaan over maatregelen die leiden tot 70% CO2-reductie in 2030, maar bevatten nog geen concrete afspraken voor de reductie tot bijna nul in 2050, wat nodig is voor een CO2-neutrale elektriciteitsvoorziening.

Verduurzaming warmte

De resterende CO2-uitstoot van warmte bestaat in 2030 nog voor het belangrijkste deel uit de piekvoorzieningen die dan nog aardgas gebruiken. Daarnaast is er nog een klein deel elektrische hulpenergie en is restwarmte van zichzelf niet fossielvrij. Tenzij de industrie waar restwarmte vandaan komt volledig verduurzaamt. Om op termijn alle warmte duurzaam op te wekken, moeten dus vooral de piekvoorzieningen verduurzamen. Dit zal een combinatie zijn van enerzijds het beperken van de piekvraag. Dat kan door alle woningen transitiegereed te maken en door de inzet van innovatieve vormen van warmteopslag. En anderzijds door de inzet van duurzaam gas.

Verduurzaming gas

De resterende CO2-uitstoot als gevolg van de inzet van gas in 2030 is terug te voeren op het feit dat we ervan uitgaan dat er in 2030 nog beperkt duurzaam gas is, zeker voor de gebouwde omgeving. Daardoor hebben we aardgas nog nodig. Wel reduceren we de gasvraag sterk, waardoor de CO2-impact van gas op het geheel sterk afneemt. Juist omdat de (toe)komst van duurzaam gas voor de gebouwde omgeving zo onzeker is, kiezen we er in de transitievisie warmte voor om de gasvraag zoveel mogelijk te beperken. Zo maken we ons zo min mogelijk afhankelijk van aardgas. Hoe kleiner de resterende gasvraag, hoe groter de kans dat we die kunnen verduurzamen met duurzaam gas in 2050.

22

Modelanalyses

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

Kengetallenoverzicht

2 Modelanalyses De modelanalyses geven weer welke techniek in welke buurt de laagste maatschappelijke kosten heeft en hoe deze technieken zich vertalen tot een mix van technieken in 2030. Eerst is de methodologie beschreven. Daarna zijn de resultaten van de modelstudie en de doorrekening van de techniekmix en energiemix 2030 beschreven. Tot slot zijn alle gehanteerde kengetallen en uitgangspunten aan dit hoofdstuk toegevoegd. 2.1 Methodologie De basis van de modelstudie is een vergelijking van drie verschillende rekenmodelstudies: 1. Warmtetransitiemodel (WTM) van Over Morgen 2. Openingsbod 2.0 van Stedin16 3. S  tartanalyse 2020 van Planbureau voor de Leefomgeving (PBL)17

Deze modelstudies maken hier ieder gebruik van eigen aannames, kengetallen en rekenregels. Daarom zijn ze zowel vergeleken op methodologie als op resultaten per CBS-buurt. Het doel van deze vergelijking is om robuustheid aan te brengen in de uitkomsten, en om verschillen tussen modellen te verklaren. Uit de vergelijking van de modellen blijken de volgende, belangrijke overeenkomsten en verschillen (Tabel 3): • Alle 3 de modelstudies optimaliseren op maatschappelijke kosten. Daarmee zijn ze in beginsel vergelijkbaar omdat ze een uitspraak doen over hetzelfde, namelijk welke techniek de laagste kosten heeft in een buurt. • De modellen hanteren alle 3 een verschillende typologie van technieken. Om de resultaten vergelijkbaar te maken zijn deze typologieën samengevoegd tot één typologie, bestaande uit warmte, gas en elektriciteit. • Het WTM verschilt van de andere twee als het gaat om de aannames over warmtebronnen en duurzaam gas. De laatste twee gaan uit van

16 Stedin (2021), Openingsbod Warmtetransitie. https://www.stedin.net/zakelijk/branches/overheden/het-openingsbod 17 PBL (2020), Startanalyse voor gemeentes. https://www.pbl.nl/publicaties/startanalyse-aardgasvrije-buurten-2020

24

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

Kengetallenoverzicht

aannames en open data over warmte en gas om deze vervolgens te “verdelen” over buurten op basis van de laagste kosten. Het WTM veronderstelt dat warmte onbeperkt is en dat de warmtevraag van warmtenetten buiten het model wordt getoetst aan het bronperspectief. Voor duurzaam gas neemt het WTM aan dat duurzaam gas beperkt is, maar kent daar geen waarde aan toe. In plaats daarvan kent het model gasnet toe als techniek op basis van buurt­ kenmerken, zoals ouderdom, uitgaande van twee scenario’s (relatief veel en relatief weinig gas).

25

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

Kengetallenoverzicht

Tabel 3: Belangrijkste overeenkomsten en verschillen tussen de gehanteerde modelstudies. Kenmerk

WTM 2021

Openingsbod 2.0

Startanalyse 2020

Algemene omschrijving

Ruimtelijk rekenmodel dat technieken per CBS-buurt vergelijkt op basis van een netto-contante waardeberekening.

Vergelijkende analyse van 3 onderliggende modellen: Vesta MAIS, Cegoia en ETM. Openingsbod is uitgerekend in drie energie­ toekomsten die verschillen in de beschikbaarheid van gas en warmte.

Techno-economisch en ruimtelijk rekenmodel voor de berekening van kosten en CO2-impact van technieken in de gebouwde omgeving.

Kostendefinitie

Maatschappelijke kosten a.d.h.v. een rentabiliteitsberekening van technieken per CBS-buurt

Maatschappelijke kosten a.d.h.v. een rentabiliteitsberekening van technieken per CBS-buurt

Maatschappelijke kosten a.d.h.v. een rentabiliteitsberekening van technieken per CBS-buurt

Warmtevraag-niveaus

Twee niveaus: 70-graden ready; Transitiegereed

Modellen bepalen per scenario een optimaal isolatieniveau per buurt.

Twee niveaus: Schillabel D; Schillabel B

Technieken

Gasnet; All-electric; Warmtenet (70°C); Warmtenet (40°C); Lokale bronnetten

Gasnet; All-electric; Warmtenet (70°C)

Groengas; Waterstofgas All-electric; Warmtenet met MT/HT-bron; Warmtenet met LT-bron

Warmte-bronnen

Modelmatig onbeperkt verondersteld.

Verondersteld beperkt en als input aan de modellen meegegeven op basis van openbare data.

Verondersteld beperkt en als input aan het model meegegeven op basis van openbare data.

Duurzaam gas

Uitrekening van twee scenario’s met relatief veel en relatief weinig beschikbaar duurzaam gas, gealloceerd op basis van buurtkenmerken zoals ouderdom.

Verondersteld beperkt en als input aan het model meegegeven op basis van openbare data. Gasnet als techniek wordt toegewezen op basis van maatschappelijke kosten.

Verondersteld beperkt en als input aan het model meegegeven op basis van openbare data. Gasnet als techniek wordt toegewezen op basis van maatschappelijke kosten.

26

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

2.2 Resultaat modelanalyses en vertaling naar Routekaart Het resultaat van de vergelijkende modelanalyse is weergegeven in Figuur 4 t/m 6. Uit deze kaarten blijkt welke techniek in welke buurt de laagste maatschappelijke kosten heeft. 2.2.1 Resultaat modelanalyses maatschappelijke kosten WTM en Startanalyse geven de resultaten weer per CBS-buurt. In het WTM zien we dat de naoorlogse bouw in Krimpen aan den IJssel uitkomt op all-electric. Alleen Oud Krimpen komt uit op gasnet hybride vanwege het grote aandeel oude bebouwing in die buurt. Oud Krimpen bestaat feitelijk uit het industrieterrein Stormpolder en het oude dorp van Krimpen aan den IJssel. Wanneer Stormpolder een aparte CBS-buurt was geweest, was hier waarschijnlijk all-electric of warmtenet de uitkomst geweest, aangezien er relatief weinig oude bebouwing is in de Stormpolder. In de Startanalyse 2020 zien we een vergelijkbaar beeld, met als enige verschil dat in dit model ook Oud Krimpen uitkomt op all-electric.

Kengetallenoverzicht

Voor het WTM en de Startanalyse hebben we de kosten van de optie met de laagste maatschappelijke kosten en de eerstvolgende optie weergegeven in Tabel 4 en Tabel 5. Hieruit blijkt dat het gemiddelde kostenverschil tussen de optie met de laagste kosten en de eerst­ volgende optie 14,7% en 12,5% is voor respectievelijk het WTM en de Startanalyse 2020. Het verschil is dat de eerstvolgende optie in het WTM de hybride warmtepomp is, en in de Startanalyse 2020 het warmtenet is. Tabel 4: Kostenverschil warmteoptie met de laagste maatschappelijke kosten en de eerstvolgende optie volgens het WTM. Buurt

Optie met de laagste kosten

Eerstvolgende optie

Kostenverschil

Oud Krimpen

Hybride

All-electric

15,3%

Kortland-Noord All-electric

Hybride

4,4%

Kortland-Zuid

All-electric

Hybride

1,3%

Boveneind

All-electric

Hybride

12,2%

Langeland

All-electric

Hybride

6,6%

Lansingh-Zuid

All-electric

Hybride

48,6%

27

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

Tabel 5: Kostenverschil warmteoptie met de laagste maatschappelijke kosten en de eerstvolgende optie volgens de Startanalyse 2020. Buurt

Optie met de laagste kosten

Eerstvolgende optie

Kostenverschil

Oud Krimpen

All-electric

Warmtenet

18,7%

Kortland-Noord All-electric

Warmtenet

10,8%

Kortland-Zuid

All-electric

Warmtenet

12,7%

Boveneind

All-electric

Warmtenet

2,4%

Langeland

All-electric

Warmtenet

17,0%

Lansingh-Zuid

All-electric

Warmtenet

13,6%

Het Openingsbod 2.0 had onvoldoende robuuste resultaten om op het niveau van CBS-buurten een uitkomst te rapporteren, vanwege de onzekerheden in de uitkomsten. Daarom zijn in het Openingsbod 2.0 de resultaten gerapporteerd per aaneengesloten blok soortgelijke bebouwing, vergelijkbaar met postcode­ gebieden. In het Openingsbod 2.0 zien we dat er slechts drie gebieden zijn waarvoor die modelstudie een robuust resultaat kan geven: een stuk van Oud Krimpen (blauw), dat uitkomt op duurzaam gas, en Lansingh-Zuid en stukken van Kortland-Noord (geel),

Kengetallenoverzicht

welke uitkomen op all-electric, vanwege de zeer recente bebouwing daar. In alle andere gebieden liggen de uitkomsten van de drie technieken (te) dichtbij elkaar voor een duidelijke uitkomst. Figuur 4: Resultaat Warmtetransitiemodel, geeft per buurt de optimale techniek weer op basis van de laagste maatschappelijke kosten.

Warmtenet All-electric Gasnet hybride

28

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

Figuur 5: Resultaat Startanalyse 2020, geeft per buurt de optimale techniek weer op basis van de laagste maatschappelijke kosten.

Kengetallenoverzicht

Figuur 6: Resultaat Openingsbod 2.0, geeft per aaneengesloten gebied van soortgelijke bebouwing weer welke techniek de optimale uitkomst heeft op basis van de laagste maatschappelijke kosten. Let op dat de legendakleuren in deze kaart afwijken van de andere modellen.

All-electric

Duurzaam gas

Warmtenet

LT-warmtenet

MT/HT-warmtenet

All-electric

Bestaand warmtenet of proeftuin

Gasnet hybride

29

Modelanalyses

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Kengetallenoverzicht

2.2.2 Resultaat modelanalyses eindgebruikerskosten Naast de modelanalyses voor de maatschappelijke kosten, is er ook een analyse gemaakt van de eindgebruikerskosten met behulp van het WTM. Eindgebruiker is in deze definitie gelijk aan een eigenaarbewoner, aangezien dat het meest voorkomende type eindgebruiker is van Krimpen aan den IJssel. De eindgebruikerskosten zijn doorgerekend voor het meest voorkomende woningtype van Krimpen aan den IJssel, namelijk een rijwoning uit de periode 1950-1980.

Het resultaat van de analyse eindgebruikerskosten is weergegeven in Figuur 7 en Figuur 8. De eindgebruikers­ kosten bestaan voor een deel uit verbruikskosten (de energierekening). Hierop wordt bespaard als gevolg van onder andere een beter geïsoleerde woning. Het gros van de kosten bestaat uit investeringen die over een looptijd van 30 jaar worden afbetaald. Daarnaast is er een deel vaste jaarlijkse kosten, zoals vastrecht. Dit is ook nu al het geval.

Figuur 7: Eindgebruikerskosten voor een rijwoning uit 1950-1980, uitgedrukt in kosten per jaar, verschil ten opzichte van huidig, in euro’s.

Figuur 8: Eindgebruikerskosten voor een rijwoning uit 1950-1980, uitgedrukt in kosten per jaar, verschil ten opzichte van huidig, in procenten.

Verschil t.o.v. huidig

€

%

1.600

70

1.400

60

1.200

50

1.000

40

800

30

600

20

400

10

200 0

Procentueel verschil jaarlijkse kosten met huidig

80

1.800

Huidig

All-electric

Collectieve warmte

Hybride

0

Huidig

All-electric

Collectieve warmte

Hybride

30

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

Hoewel inwoners dus besparen, is dat niet voldoende om in 30 jaar terug te verdienen. Was dat wel het geval dan zouden de jaarlijkse kosten negatief zijn. Ook valt op dat de eindgebruikerskosten van all-electric en warmtenet relatief dichtbij elkaar liggen, en hybride aanmerkelijk goedkoper is. Dat komt omdat we met een hybride warmtepomp relatief snel kunnen starten. Dat kan ook al als er nog niet veel isolatie in de woning is. De hybride warmtepomp bespaart dan al veel gas.

Opmerking ten aanzien van energieprijzen en Prinsjesdag 2021 Eind 2021 heeft zich een sterke stijging van de energieprijzen ingezet. Bij het schrijven van dit document was dit nog een zich ontwikkelende situatie. We merken hier op dat de jaarlijkse prijsstijgingen waar de modellen van uitgaan langjarige gemiddelden zijn, waarin zowel periodes van hele lage, als ook hele hoge prijsstijgingen kunnen bestaan. De extra subsidies voor isolatie en hybride warmtepompen die tijdens Prinsjesdag 2021 zijn

Kengetallenoverzicht

aangekondigd, zijn niet verwerkt in deze berekeningen. Bij schrijven van deze rapportage is ook nog onduidelijk hoe deze gelden ten gunste komen van de eindgebruiker.

2.3 Doorrekening techniekenmix en energiemix 2030 De techniekenmix laat zien hoeveel woningequivalenten er per techniek zijn te verwachten in 2030 bij uitvoering van de transitievisie warmte. 2.3.1 Techniekenmix In het transitiepad voor Krimpen aan den IJssel zijn meerdere technieken nodig. Dat komt omdat buurten niet hetzelfde zijn, gebouweigenaren keuzevrijheid hebben en omdat er in de loop van de tijd sloop, nieuwbouw en transformatie plaatsvindt. Uit Tabel 6 blijkt dat we drie typen buurten onderscheiden: buurten gebouwd voor en na 1995, en het industrieterrein. In alle buurten zien we dat all-electric en kleinschalig collectief voorkomen. In de buurten van voor 1995 zien we dat de nadruk ligt op hybride warmtepompen.

31

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

Daarnaast zijn er enkele gebouweigenaren die al direct de stap maken naar all-electric of een kleinschalig collectieve oplossing. Bijvoorbeeld omdat hun woningen beter geïsoleerd zijn dan de rest van de buurt. We nemen aan dat in 2030 nog ruim twee derde van de woningen gebruikmaakt van een gasketel. Hetzelfde geldt voor de buurten van na 1995, maar daar is het verschil dat de woningen direct de overstap maken naar all-electric in plaats van een hybride warmtepomp, aangezien deze buurten al relatief goed geïsoleerd zijn. Op het industrieterrein verwachten we sneller af te stappen van gasketels dan in woonbuurten, aangezien utiliteitsbouw relatief eenvoudiger te verduurzamen is dan woningbouw. Maar ook omdat we er eenvoudiger een gebiedsgerichte aanpak kunnen organiseren, met minder gebouweigenaren. We gaan er daarom vanuit dat nog maar 50% van de woningequivalenten in 2030 gebruikmaakt van (niet-hybride) gasketels. We nemen daarnaast aan dat er relatief veel aansluitingen zullen komen op collectieve oplossingen, bijvoorbeeld op een lokaal warmtenet of een bronnet. Dat is mede het van een gebiedsgerichte aanpak. De overige gebouwen maken in 2030 gebruik van (hybride) warmtepompen.

Kengetallenoverzicht

Tabel 6: Technieken per type buurt, in percentages. Type buurt

Gasketel

Hybride warmtepomp

Allelectric

Kleinschalig collectief

Buurten voor 1995

70%

20%

5%

5%

Buurten na 1995

70%

0%

25%

5%

Industrieterrein

50%

20%

5%

25%

Als we deze percentages toepassen op het aantal toekomstige woningequivalenten in de gemeente ontstaat de techniekenmix. De techniekmix is weergegeven in Tabel 7. We zien dat ongeveer twee derde van de woningequivalenten in 2030 nog gebruikmaakt van een gasketel. Ongeveer 1/5 is overgestapt naar de hybride warmtepomp. Daarnaast zien we dat ook enkele gebouweigenaren de overstap hebben gemaakt naar all-electric of kleinschalig collectieve oplossingen.

32

Modelanalyses

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Tabel 7: Techniekenmix gebouwde omgeving Krimpen aan den IJssel 2030 in woningequivalenten. Techniek

6%

8%

Woning­ equivalenten

 All-electric

1.000

 Kleinschalig

1.200

collectief

19%

 Hybride

67%

2.900

warmtepomp  Gasketel

10.400

Kengetallenoverzicht

is voornamelijk elektriciteit en een onbekend maar verwaarloosbaar deel is warmte. In 2030 zien we ten eerste het effect van energiebesparing. De transitievisie warmte gaat uit van isoleren tot de landelijke Standaard in 2050. In 2030 hebben we daarom nog slechts een deel van die isolatieopgave gerealiseerd. Ook zal nog slechts een deel van de woningen zijn overgestapt naar elektrisch koken. We zien dat het totale primaire energieverbruik in de gebouwde omgeving afneemt met circa 22% tot circa 700 TJ.

Met deze techniekmix kunnen we een berekening maken van de energiemix van Krimpen aan den IJssel voor de gebouwde omgeving in 2030 en een vergelijking maken met de huidige energiemix.

Figuur 9: Energiemix primair energieverbruik gebouwde omgeving Krimpen aan den IJssel uitgesplitst naar energiedrager, huidig en 2030, in TJ/jaar.

2.3.2 Energiemix De energiemix bevat al het energieverbruik dat direct valt toe te rekenen aan de gebouwde omgeving, namelijk ruimteverwarming, tapwaterverwarming, apparaten en licht, koken en koeling. We zien in figuur 9 dat het huidige energieverbruik van de gebouwde omgeving in Krimpen aan den IJssel circa 888 TJ per jaar bedraagt. Hiervan is 4/5 aardgas, de rest

2030

TJ/jaar

226

Huidig

Energiemix gebouwde omgeving (huidig en 2030)

TJ/jaar

220

0

435

31

435

200

Electriciteitsverbruik

400

600

-

800

1000

Gasverbruik

Warmteopwek

33

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

Ook de mix verandert: er wordt vooral bespaard op gasverbruik door de inzet op hybride technieken, gasvrije technieken en gasbesparing. Verbruik van elektriciteit en warmte nemen toe door de inzet van duurzame technieken. De toename van elektriciteit is het gevolg van elektrificatie in de gebouwde omgeving: (hybride) warmtepompen, elektrisch koken en actieve koeling.

Kengetallenoverzicht

agenda 2021-2024, die uitgaat van 10% besparing in 2024. Waar momenteel gasketels bijna alle woningen en gebouwen in Krimpen aan den IJssel verwarmen, zal dat in 2030 afgenomen zijn tot circa tweederde. In plaats daarvan komt er een mix van meerdere duurzame technieken, bestaande uit hybride warmtepompen, elektrische warmtepompen (all-electric) en kleinschalig, collectieve oplossingen zoals lokale warmtenetten en bronnetten.

2.4 Conclusie Op basis van de analyses kunnen we concluderen dat de transitievisie warmte al in 2030 leidt tot een forse reductie van het gebruik van gas in de gebouwde omgeving. Dat kan door woningen en utiliteits­ gebouwen te isoleren. Het einddoel is om de landelijke Standaard in 2050 te bereiken, anderzijds door over te stappen naar duurzame technieken die geen of minder gas gebruiken. De totale reductie van het primaire energieverbruik in de gebouwde omgeving komt met deze transitievisie uit op ongeveer 22%. Dat is in lijn met de doelstelling uit de RES, die uitgaat van ‘20% of meer’18. Ook is het in lijn met de Duurzaamheids-

18 RES Regio Rotterdam-Den Haag. RES 1.0. www.resrotterdamdenhaag.nl/wp-content/uploads/2021/04/RES-1.0-Regio-Rotterdam-Den-Haag.pdf

34

Kengetallenoverzicht

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

Kengetallenoverzicht

3 Kengetallenoverzicht 3.1.1 Energetische parameters Omrekenfactoren

Eenheid

Waarde

Omrekenfactor GJ naar kWh

GJ/kWh

0,0036

Bovenwaarde energie-inhoud aardgas

GJ/m3

0,03517

Omrekenfactor GJ warmtevraag naar gasgebruik

m3/GJ

32,7

Omrekenfactor kWh warmtevraag naar gasgebruik

m3/kWh

Verhouding basislast pieklast

0,12 0,80

Energie naar kWh

kWh/kWh

1,00

Energie naar m3

kWh/m3

9,77

Energie naar GJ

kWh/GJ

277,78

Verbruiken

Eenheid

Waarde

Gasverbruik koken

m3/jaar

40

Elektriciteitsverbruik koken

kwh/jaar

200

m2 bvo

130

Warmtevraag warmtapwater woningen

kWh/m2 go/jaar

20

Warmtevraag warmtapwater nietWonen

kWh/m2 bvo/jaar

2,69

Eenheid

Waarde

Gas 2020 CO2

kg/m3

1,884

Eelektriciteitsmix 2020 CO2

kg/kWh

0,475

kg/GJ hoofdbron

14,6

kg/GJ

2,50

Warmtenet restwarmte CO2

kg/GJ hoofdbron

4,50

Warmtenet diepe geothermie CO2

kg/GJ hoofdbron

0,00

Gas 2030 CO2

kg/m3

1,884

Eelektriciteitsmix 2030 CO2

kg/kWh

0,119

WEQ niet woonfunctie

CO 2 -emmissiefactoren

Warmtenet STEG CO2 E-derving AVI/STEG

36

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Efficiency

Kengetallenoverzicht

Modelanalyses

Eenheid

Waarde

Transportverlies warmtenet

%

25%

Transportverlies bronnet

%

3%

kWh/GJ

6,0

Diepe geothermie COP

ƞ

20,0

Hybride buitenlucht ruimteverwarming COP

ƞ

4,0

Hybride buitenlucht warmtapwater COP

ƞ

3,2

Hybride ventilatie ruimteverwarming COP

ƞ

4,0

Hybride ventilatie warmtapwater COP

ƞ

1,0

Lucht water warmtepomp ruimteverwarming COP

ƞ

3,0

Lucht water warmtepomp warmtapwater COP

ƞ

1,5

Water water warmtepomp ruimteverwarming COP

ƞ

5,0

Water water warmtepomp warmtapwater COP

ƞ

2,0

Infrarood COP

ƞ

1,7

E boiler warmtapwater COP

ƞ

0,8

HR-ketel

ƞ

1,0

Pompenergie restwarmte/afvalverbranding

ƞ

45,0

Pompenergie geothermie

ƞ

20,0

COP Aquathermie

ƞ

3,0

Compressie koelmachines COP gemiddeld

ƞ

3,6

Rendement gasketel

ƞ

0,87

Rendement warmtenet

ƞ

0,75

Transportenergie warmtenet

37

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Modelanalyses

Kengetallenoverzicht

3.1.2 Financiële parameters Warmtetransitiemodel Grootheid

Eenheid

BTW

Waarde

Bron/ Toelichting

Variabel tarief warmte

Euro / GJ

Incl.

€ 24,52

Gemiddelde 5 grootste leveranciers. indexatie CPI

Vastrecht warmte

Euro / jr.

Incl.

€ 399,09

Gemiddelde 5 grootste leveranciers. indexatie CPI

Meetkosten warmte

Euro / jr.

Incl.

€ 26,83

Gemiddelde 5 grootste leveranciers. indexatie CPI

Huur afleverset warmte

Euro / jr.

Incl.

€ 117,61

Gemiddelde 5 grootste leveranciers. indexatie CPI

Kale aardgasprijs

Euro / Nm3 Excl.

€ 0,2115

Energiebelasting aardgas

Euro / Nm3 Excl.

€ 0,3486 Belastingdienst. indexatie klimaatakkoord en CPI

ODE aardgas

Euro / Nm3 Excl.

€ 0,0851 Belastingdienst. indexatie klimaatakkoord en CPI

Totale gasprijs

Euro / Nm3 Incl.

€ 0,6452

Vastrecht netbeheerder gas

Euro / jr.

Incl.

€ 187,66

Gemiddelde van 3 grootste netbeheerder. indexatie CPI

Vastrecht leverancier gas

Euro / jr.

Incl.

€ 67,32

ACM. indexatie CPI

Kale elektriciteitsprijs

Euro / kWh

Excl.

€ 0,0644 Gemiddelde van 3 grootste leveranciers. indexatie KEV 2019 t/m 2030. daarna CPI

Energiebelasting elektriciteit

Euro / kWh

Excl.

€ 0,0943 Belastingdienst. indexatie klimaatakkoord en CPI

ODE elektriciteit

Euro / kWh

Excl.

€ 0,0300 Belastingdienst. indexatie klimaatakkoord en CPI

Totale elektriciteitsprijs

Euro / Nm3 Incl.

Tarieven

ACM. indexatie KEV 2019 t/m 2030. daarna CPI

€ 0,1887

Vastrecht netbeheerder elektriciteit Euro / jr.

Incl.

€ 254,28

Vastrecht leverancier elektriciteit

Euro / jr.

Incl.

€ 42,00

Heffingskorting energiebelasting

Euro / jr.

Incl.

€ 558,56

Belastingdienst. geen indexatie

Euro

Incl.

€ 150

Gewogen gemiddelde corporatie en consument. indexatie CPI

Gemiddelde van 3 grootste netbeheerder. indexatie CPI Gemiddelde van 3 grootste energieleveranciers . indexatie CPI

Financiële uitgangspunten Onderhoudskosten gasketel

38

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Kengetallenoverzicht

Modelanalyses

Onderhoudskosten hybride warmtepomp

Euro

Incl.

Onderhoudskosten warmtepomp

Euro

Incl.

Vervangingskosten gasketel

Euro

Incl.

€ 1.850 Na 18 jaar. indexatie CPI

Vervangingskosten warmtepomp

Euro

Incl.

€ 8.000 Na 15 jaar. indexatie CPI

Vervangingskosten hybride warmtepomp

Euro

Incl.

€ 6.000 Warmtepomp inclusief gasketel. na 15 jaar. indexatie CPI

Discontovoet

%

n.v.t.

3% Centraal Planbureau

CPI

%

n.v.t.

2%

Looptijd lening

Jaren

n.v.t.

30

IRR warmtebedrijf

%

n.v.t.

5.5% tot 8%

Volloopsnelheid warmtenet

Jaren

n.v.t

5 tot 8 Eigenaren sluiten binnen 5-8 jaar aan.

Aansluitdichtheid warmtenet

%

n.v.t

70% Meer dan 70% van de vastgoedeigenaren/ panden sluit aan binnen warmtekavel

€ 200

Lucht-water-warmtepomp. indexatie CPI € 150 Warmtepomp inclusief gasketel. indexatie CPI

Uitganspunten financiering

39

Krimpens transitiepad naar aardgasvrije verwarming

Kengetallenoverzicht

Modelanalyses

3.1.3 Financiële kengetallen Warmtetransitiemodel Tabel A: Investeringen isoleren, ventileren, e-koken en afgiftesysteem incl. BTW Woningtype

Norm

70-graden ready

Transitiegereed

m2 GO

€ van

€ tot

€ van

€ tot

Meergezinswoningen ≥ 2005

90

500

1.500

500

1.500

Rijwoning ≥ 2005

130

500

1.500

500

1.500

Twee-onder-een-kapwoning ≥ 2005

160

500

1.500

500

1.500

Vrijstaande woning ≥ 2005

220

500