Bijlage 7. Onderzoeksrapport potentie zonthermie Zuid-Holland, CE Delft, 2020

*

Glastuinbouw

Gebouwde omgeving*

HT

> 70°C

MT

55°C-70°C

✔

✔

LT

< 55°C

✔

✔

✔

Voor de temperatuurniveaus van de woningclusters wordt de Warmteprofielkaart gehanteerd.

Het SDE+-conceptadvies voor zonthermie is opgesteld op basis van levering aan een warmtenet (PBL, 2020). Er is aangenomen dat hiermee een MT-net (70°C) bedoeld wordt. Om rekening te houden met een hoger dan wel lager rendement voor lagere en hogere temperatuur levering, berekenen we de opbrengsten standaard voor 70°C met een bandbreedte van -14% voor HT-opwek (80°C) en +65% voor LT-levering (40°C) (SDH, 2012b).

Match tussen vraag en aanbod op gemeentelijk niveau Indien de zonthermische warmte zou worden benut, zijn er keuzes nodig welke gebieden over de warmte kunnen beschikken. Hoe de beschikbare warmte verdeeld wordt over de verschillende vraagclusters blijft een open vraag. Een mogelijke verdeling om de resultaten inzichtelijk te maken is gebeurd op gemeentelijk niveau, zie Figuur 15 en Figuur 16. Om een goede inschatting te geven van de potentie wordt per gemeente gekeken in welke mate warmte lokaal beschikbaar is. Een percentage geeft aan hoeveel van de warmtevraag lokaal vervuld kan worden.

34

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

Figuur 15 - Match warmtevraag en verruimde zonthermische potentie op gemeenteniveau

Figuur 16 - Match warmtevraag en zonthermische potentie op basis van de omgevingsvisie op gemeenteniveau

35

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

In sommige gemeenten is de potentiële productie van zonthermische warmte hoger dan de warmtevraag. In de gemeenten met een landelijk karakter aan de rand van de provincie is er in theorie veel ruimte en is de warmtevraag relatief klein ten opzichte van de centrale stedelijke kernen. Hierdoor is er een volledige dekking mogelijk van de warmtevraag met de lokale warmte. In dat geval wordt de potentiële productie gemaximaliseerd op de warmtevraag van die gemeente. Het resultaat is het praktische potentieel. Deze is per RES-regio opgeteld in Tabel 20. Tabel 20 – Praktisch potentieel, opgeteld per RES-regio Opbrengst (PJ)

Omgevingsvisie

Verruimd

Alblasserwaard

0,9

1,4

Drechtsteden

0,5

1,7

Goeree-Overflakkee

1,4

1,4

Hoeksche waard

2,1

2,1

Holland Rijnland

2,2

9,9

Midden-Holland

2,5

8,4

Rotterdam-Den Haag

3,3

9,5

12,8

34,3

Eindtotaal

2.2.4 Potentie van zonnevelden buiten stedelijke gebieden Vanwege de potentiële schaarste aan collectieve warmtebronnen buiten de stedelijke gebieden, is de potentie specifiek bekeken voor deze gemeenten. Voor de dorpen in de gemeenten Goeree-Overflakkee, Hoeksche Waard, Molenlanden, Krimpenerwaard, Bodegraven, Nieuwkoop en Kaag en Braassem is de potentie uit enkel de omliggende gebieden rond en nabij dorpen bepaald. De warmtevraag van woningen voor iedere dorpskern is bepaald. Ook de zonwarmteopbrengst is bepaald voor de volgens de Omgevingsvisie geschikte gebieden rondom en nabij iedere dorpskern. Deze zijn vervolgens ten opzichte van elkaar afgewogen zodat er niet meer opbrengst wordt gerekend dan nodig is voor de warmtevraag van het desbetreffende dorp. De optelsom per gemeente is weergegeven in Tabel 21. Tabel 21 - Warmtevraag en zonpotentie van de gemeenten buiten de stedelijke gebieden in PJ Gemeente

36

Warmtevraag woningen

Potentie zonnevelden

Verhouding

Bodegraven-Reeuwijk

0,60

0,05

8%

Goeree-Overflakkee

1,15

0,83

72%

Hoeksche Waard

1,50

0,70

47%

Kaag en Braassem

0,47

0,07

15%

Krimpenerwaard

1,03

0,08

8%

Molenlanden

0,67

0,20

30%

Nieuwkoop

0,44

0,15

34%

Eindtotaal

5,86

2,07

35%

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

2.3

Samenvatting potentieel De totale warmtevraag en opwekpotentie van zonneboilers, zonnecollectoren op daken en zonthermische velden is per RES-regio weergegeven in Tabel 22 en voor de gemeenten buiten de stedelijke gebieden in Tabel 23. Tabel 22 - Warmtevraag en praktische potentie van zon op dak en zonnevelden per RES-regio RES-regio

Warmtevraag

Praktische

Praktische

Praktische

woningen en

potentie zon op

potentie zon

potentie

Praktische potentie

glastuinbouw

dak zonne-

op dak zonne-

zonnevelden –

zonnevelden

(PJ)

collectoren (PJ)

boilers (PJ)

Omgevingsvisie

– Verruimd

(PJ)

(PJ)

Alblasserwaard

1,39

0,2-0,7

0,1-0,1

0,9

1,4

Drechtsteden

5,98

0,8-2,5

0,3-0,4

0,5

1,7

Goeree-Overflakkee

1,33

0,1-0,4

0,1-0,1

1,4

1,4

Hoeksche Waard

2,09

0,2-0,7

0,1-0,1

2,1

2,1

Holland Rijnland

16,57

1,6-4,9

0,7-0,8

2,2

9,9

Midden-Holland

9,82

0,6-2

0,3-0,3

2,5

8,4

Rotterdam-Den Haag

72,28

7-21,6

2,9-3,5

3,2

9,5

112,44

10,6-32,8

4,4-5,4

12,7

34,3

Eindtotaal

Tabel 23- Warmtevraag en praktische potentie van zon op dak en zonnevelden per landelijke gemeenten (PJ) Landelijke

Warmtevraag

Praktische potentie zon

Praktische potentie zon

gemeenten

woningen

op dak zonneboiler

op dak zonnecollector

Praktische potentie

tapwaterverwarming

ruimteverwarming

zonnevelden

Bodegraven-Reeuwijk

0,60

0,04-0,05

0,09-0,28

0,05

Goeree-Overflakkee

1,15

0,06-0,07

0,14-0,42

0,83

Hoeksche Waard

1,50

0,1-0,12

0,24-0,73

0,70

Kaag en Braassem

0,47

0,03-0,04

0,07-0,23

0,07

Krimpenerwaard

1,03

0,06-0,08

0,15-0,46

0,08

Molenlanden

0,67

0,05-0,06

0,11-0,33

0,20

Nieuwkoop

0,44

0,03-0,04

0,07-0,22

0,15

Eindtotaal

5,86

0,37-0,45

0,87-2,68

2,07

De potentie wordt weergegeven in petajoules (PJ). In Figuur 17 is weergegeven wat een PJ betekent wat betreft energievraag en -opwek. De opbrengst van zonthermische velden is weergegeven zonder verliezen van opslag en warmtenet. Figuur 17 – Weergave van de ruimte die benodigd is voor de opwek van 1 PJ

37

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

Zoals Tabel 23 laat zien voor de provincie Zuid-Holland, kunnen zonneboilers voorzien in 4,4-5,4 PJ warmte. Dit is 4-5% van de totale warmtevraag. Zonnecollectoren op daken voor ruimteverwarming zouden kunnen voorzien in 10,6-32,8 PJ (9-29%) van de warmtevraag, maar dat is ervan uitgaande dat elke woning gebruik kan maken van individuele seizoensopslag. Dit soort opslag is nu technisch en economisch nog niet haalbaar. Daarnaast is het onwaarschijnlijk dat daken gebruikt zullen worden voor zonnecollectoren, omdat zon-pv financieel gunstiger is. Zonthermische velden kunnen voorzien in 12,7 PJ warmte in het beperkte scenario en 34,3 PJ in het verruimde scenario. Buiten de stedelijke gebieden kunnen zonthermische velden in theorie voorzien in 100% van de warmtevraag.

38

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

3 Marktkansen zonthermiesystemen In dit hoofdstuk worden kort de marktkansen uiteengezet van de meest bekende zonthermiesystemen, namelijk de zonneboiler, pvt-installatie en grootschalige collectieve systemen. We beschouwen hiervoor de praktische en financiële randvoorwaarden voor elke techniek en hoe deze vergelijken met alternatieve technieken. Aan het einde van ieder paragraaf worden steeds de belangrijkste kansen opgesomd.

3.1

Zonneboiler Er zijn twee reguliere manieren om een zonsysteem op dak in te zetten, voor de opwekking van elektriciteit of voor de opwekking van warmte. Voor de consument kan een vergelijking gemaakt worden tussen een zonneboiler en een zon-pv-systeem. Deze is weergegeven in Tabel 24. Een zonneboiler en een pv-systeem met een vergelijkbaar investeringsbedrag wekken een gelijkaardige hoeveelheid energie op. De energie verschilt wel qua vorm: warmte dient enkel om te verwarmen, elektriciteit kan voor veel toepassingen gebruikt worden. De exergie, maat voor de nuttigheidsgraad van energie, is veel hoger bij elektriciteit. Zo kan elektriciteit bijvoorbeeld een warmtepomp aandrijven die met hoog rendement warmte opwek. Ook de kostprijs van elektriciteit is hoger dan die van gas per energieinhoud. Bovendien kan zon-pv-opwek gebruikmaken van de salderingsregeling13. Hierdoor is de besparing op de energierekening een stuk hoger voor de zon-pv-systemen, waardoor je de gemaakte investeringen sneller terugverdient. Het oppervlak waarmee een zonneboiler de energie opwekt is echter een stuk kleiner: een zonneboiler wekt per oppervlak ongeveer 2,5 keer meer energie op. Per oppervlak wordt er daardoor ook meer CO2 vermeden bij zonthermiesystemen. Op het gebied van energieopbrengst en CO2-besparing per oppervlak presteert de zonneboiler dus beter dan zon-pv.

Een zonneboiler is daarnaast zwaarder dan zon-pv per vierkante meter aangezien er vloeistof door de panelen heen stroomt. Hierdoor zijn niet alle daken ervoor geschikt. Tabel 24 - Vergelijking zonneboiler en zon-pv-systeem Investeringen

Besparing

Besparing

Besparing

Benodigd

Besparing CO2

energie

energie-

CO2

dakopper-

per eenheid

vlak

dakoppervlak

rekenging Pv-systeem met

€ 3.100

1.600 kWh/jaar

6 zonnepanelen

(na teruggaaf

elektriciteit

€ 350/jaar

750 kg/jaar

10 m²

75 kg/m²

€ 130/jaar

330 kg/jaar

3,5 m²

94 kg/m²

btw: € 2.600) Zonneboiler voor

€ 3.300 (met

180 m³/jaar

een gemiddeld

subsidie:

gas (1.700 kWh

huishouden van 4

€ 2.200)

warmte)

personen Bron: (Milieucentraal, 2020a).

________________________________ 13

De huidige salderingsregeling verandert vanaf 2023 waarschijnlijk, waardoor de energiekostenbesparing lager wordt.

39

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

Zonneboilers bieden dus vooral kansen voor woningen waar: — beperkt dakoppervlak beschikbaar is met voldoende draagkracht; — elektriciteitsvraag al is ingevuld op een duurzame wijze.

3.2

Pvt-systeem inclusief een warmtepomp Een pvt-systeem combineert een zonthermisch systeem met een zon-pv-systeem, waardoor deze naast elektriciteitslevering ook een deel van de ruimtewarmtevraag kan vervullen. Een pvt-systeem levert lage temperatuurwarmte welke met een warmtepomp en elektriciteit gebruikt kan worden voor ruimteverwarming. De aanschaf van pvt-panelen is momenteel nog kostbaar omdat het een nieuwe techniek is in ontwikkelingsfase. Het is goedkoper om apart zonnepanelen en een zonneboiler te nemen (MilieuCentraal, 2020b). De kosten liggen nu nog in de buurt van wat een bodem-bron zou kosten, maar de verwachting is dat dit in de toekomst gaat wijzigen. Voordeel is weer dat deze installatie niet valt onder de eisen die aan bodeminstallaties worden gesteld. Pvt-panelen hebben minder oppervlakte nodig om dezelfde hoeveelheid energie op te wekken dan een combinatie van zonnepanelen en zonnecollectoren (zonneboiler). Een randvoorwaarde voor een pvt-warmtepompsysteem is dat je voldoende dakoppervlak nodig hebt. Voor elke kW te leveren vermogen is ongeveer 5 m² oppervlak nodig. Een gemiddelde warmtepomp heeft een vermogen van ca. 5 kW wat overeenkomt met een dakoppervlak van 25 m². Net als bij een bodemwarmtebron is er geen lawaaierige buitenunit nodig. Daarnaast moet de woning ook voldoende geïsoleerd zijn, zodat je met een warmtepomp kan verwarmen.

Pvt-systemen bieden dus vooral kansen voor woningen die: — voldoende geïsoleerd zijn om met een all-electric warmtepomp verwarmd te worden, of minder-geïsoleerde woningen die gebruik willen maken van een pvt-gekoppelde hybridewarmtepomp; — optimaal gebruik van dakoppervlak (dat voldoende draagkracht bezit): • hogere elektriciteitsopbrengst dan gewone zonnepanelen; • extra productie lage temperatuurwarmte14.

3.3

Zonnecollectoren voor individuele ruimteverwarming Zonnecollectoren leveren hoogwaardige warmte welke gebruikt kan worden voor ruimteverwarming. Een opslagsysteem is noodzakelijk om de warmte die voornamelijk opgewekt wordt in de zomer vervolgens in te zetten in de koude wintermaanden. De toepassing van zonnecollectoren voor individuele ruimteverwarming steunt dus met name op de ontwikkeling van lange termijn individuele opslagsystemen, welke pas in de toekomst beschikbaar zullen zijn. Zonder opslagsysteem kan slechts een klein deel (max. 20%) van de ruimteverwarming voorzien worden door zonnecollectoren (TNO, 2020). Zonnecollectoren voor individuele ruimteverwarming bieden dus vooral kansen wanneer langetermijn individuele opslagsystemen ontwikkeld worden. ________________________________ 14

Deze LT-warmte wordt opgewaardeerd met een warmtepomp om bruikbaar te zijn. Hiervoor is natuurlijk extra elektriciteit nodig bovenop de algemene elektrabehoefte van de woning, net tijdens de koude wintermaanden wanneer de zon minder schijnt en de pvt-panelen weinig elektriciteit opwekken.

40

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

3.4

Grootschalige collectieve zonthermieopwek Zonthermie als collectieve duurzame warmtebron is één van de mogelijke alternatieven om een collectief warmtenet te voeden. Hieronder is een kwalitatieve vergelijking van de belangrijke aspecten van de warmtevoorziening overgenomen van een studie van DAREL. Zonthermie scoort goed op veel van de criteria: het is een bewezen technologie die op veel plekken beschikbaar is. Zonthermie met opslag is nuttig voor extra flexibiliteit in de levering, ook in de winter. Figuur 18 - Vergelijking warmtebronnen voor een warmtenet Kwalitatieve

Warmtebronnen

vergelijkingscriteria Technisch

Zon-

Zonthermie

Rest-

thermie

& opslag

warmte

Geothermie

Aqua-

Biomassa

thermie

Bewezen technologie Intermittency Lokale beschikbaarheid Duurzaamheid Energie efficiëntie

Economisch

Opschaling/ modulariteit Landgebruik Levertijd LCOE Financiering & kosten Belanghebbenden , complexiteit speelveld Publiek draagvlak

Overall risicoprofiel Bron: (DAREL, 2019).

Ook wat betreft de prijs van de opgewekte energie (Levelized Cost of Energy) is grootschalige zonthermie met subsidie een goedkope en concurrerende warmtebron volgens deze studie. Zonder subsidie zijn de productiekosten van zonwarmte vergelijkbaar ten opzichte van andere warmtebronnen.

41

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

Figuur 19 - Vergelijking LCOE voor warmtebronnen

Bron: (DAREL, 2019).

Een nadeel is dat zonthermie ruimte inneemt, ruimte die beperkt en dus ook kostbaar is in Nederland en zeker in de provincie Zuid-Holland. Grootschalige zonthermie op dak is op bestaande bedrijfsdaken erg beperkt mogelijk. Zonnecollectoren zijn zware systemen waarvoor een verstevigde ondersteuningsstructuur nodig is. Daarom is grootschalige zonthermie voornamelijk geschikt in veldopstelling. In veldopstelling concurreert het met andere functies. Synergie kan benut worden door middel van dubbel ruimtegebruik bij bijvoorbeeld dijkwanden, slibdepots en bloemen- of kruidenvelden voor biodiversiteit. Door het gelijkaardige karakter van zonthermie en zon-pv wat betreft uitzicht en opstelling dient er voor de beschikbare locaties afgewogen te worden welke duurzame energiebron het nuttigste is. Omwille van beperkte warmtetransportmogelijkheden dient zonthermie dicht bij een cluster van warmteafnemers gesitueerd te zijn. Grootschalige zon-pv heeft dan weer vooral baat bij een bestaand hoogspanningsverbinding aan het elektriciteitsnet. Een evaluatie van de elektriciteits- en warmtevraag van de omliggende gebieden, de technische randvoorwaarden zoals mogelijkheid tot thermische opslag en de economische businesscase van een zonthermische en een zon-pv-variant leidt tot een goed doordachte keuze tussen beide systemen.

In Tabel 25 staan de verschillen tussen de ruimtelijk beperkingen overzichtelijk weergegeven. Tabel 25 – Verschillen tussen ruimtelijke beperkingen voor zon-pv en zonthermie Ruimtelijke factor

Grootschalige zon-pv

Mogelijkheid tot plaatsing op dak Afstandsbeperkingen Dubbel ruimtegebruik?

Grootschalige zonthermie Zwaarder; inzet op daken beperkter.

Minimaliseren van afstand tot

Minimaliseren van afstand tot de

elektriciteitsnet.

warmtevraag.

Dijkwanden, slibdepots en

Dijkwanden, slibdepots en biodiversiteit.

biodiversiteit.

Daarnaast kan thermische opslag ondergronds onder het zonnecollectorveld.

Zonthermie als bron voor collectieve warmte biedt vooral kansen: — waar weinig of minder interessante alternatieve warmtebronnen beschikbaar zijn; — waar er voldoende (goedkope) ruimte beschikbaar is, bijvoorbeeld in landelijke gebieden; — waar nabije clusters warmte-afnemers (woningen, utiliteit, glastuinbouw) met een lokaal distributienet gevoed kunnen worden; — waar er mogelijkheden zijn voor collectieve (MT-)opslag.

42

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

3.5

Overzicht marktkansen zonthermie Zonthermiesystemen concurreren wat betreft ruimtegebruik veelal met zon-pv-systemen. Wat betreft energiefunctie concurreren ze met andere bestaande en duurzame warmtebronnen. Over het algemeen zijn zonthermiesystemen aantrekkelijk omwille van hun duurzame karakter. Daarnaast leveren ze ook rechtstreeks bruikbare hogetemperatuurwarmte, overal waar de zon schijnt, in heel Nederland. Specifiek bieden zonneboilers kansen voor de duurzame tapwaterbereiding wanneer de elektriciteitsvraag reeds duurzaam is ingevuld, omdat zon-pv financieel gunstiger is dan zonneboilers. Pvt-systemen vormen een interessante optie voor nieuwbouwwoningen die optimaal hun dak willen benutten voor duurzame energieopwekking, of bestaande woningen die gebruik willen maken van een pvt-gekoppelde hybride warmtepomp. Zonnecollectoren voor individuele ruimteverwarming bieden pas kansen wanneer lange termijn individuele warmteopslag wordt ontwikkeld. Kansen voor zonthermische velden zijn er met name waar er voldoende ruimte beschikbaar is en er schaarste is aan andere collectieve bronnen. In de provincie Zuid-Holland zullen in de toekomst veel gebieden zijn die niet aangesloten kunnen worden op de warmtehoofdstructuur, gevoed door restwarmte en geothermie. In de minder dicht bevolkte gebieden is het niet rendabel om daar transportleidingen heen te leggen.

Vaak wordt dan geopteerd voor laagwaardige warmte, zoals bodem-energie, omgevingsenergie en aquathermie, die met een warmtepomp geschikt moet worden gemaakt voor gebruik. Daarvoor is veel elektriciteit nodig en moet het elektriciteitsnet mogelijk verzwaard worden, en moeten bestaande huizen en panden behoorlijk worden aangepast qua isolatie en installaties. Voor die gebieden buiten de steden met bestaande bebouwing zou zonthermie een kans zijn, mits er creatief ruimte voor kan worden gevonden en grootschalige seizoensopslag mogelijk is.

43

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

4 Belemmeringen In dit hoofdstuk wordt een analyse gegeven van de belemmeringen voor zowel individuele als collectieve zonthermiesystemen. De belemmeringen zijn gebaseerd op het rapport ‘Aanzet tot Routekaart Zonnewarmte’ opgesteld door TNO en inzichten verkregen in interviews met betrokken marktpartijen, HoCoSto, Holland Solar en Solarfields. In Bijlage B kun je een overzicht van de aangehaalde belemmeringen terugvinden alsook de achterliggende bron. De interviews zijn opgenomen in Bijlage A.

4.1

Bekendheid ontbreekt Zonwarmte is vaak onbekend bij het publiek, beleidsmakers, beslissingsnemers en zelfs bij installateurs. Bij al deze partijen heeft zon-pv een grotere bekendheid. Bij de installatiebranche is er weinig bekendheid met zonthermie. Zonneboilers worden soms verward met zon-pv. Nog minder aandacht is er voor zonthermie als gedeeltelijke invulling van de verwarmingsvraag. Voor woningeigenaren betekent dit dat zonthermische systemen in veel gevallen niet worden overwogen bij vervangingsmomenten voor tapwater en/of ruimteverwarming. Zonnewarmte is daarnaast niet opgenomen in de Leidraad van het ECW, andere energiemodellen of in veel van de Regionale Energiestrategieën. Daardoor heeft ook grootschalige zonthermie minder aandacht bij beleidsmakers. Zonnewarmte werkt steeds in combinatie met andere technieken in een compleet energieconcept, dit maakt het dan ook een complexer systeem dan zon-pv of sommige warmtebronnen. Zowel bij de consument als de beleidsmaker zijn deze systemen en toepassingsmogelijkheden onvoldoende bekend.

4.2

Ervaring is beperkt in Nederland In Finland, Duitsland, Frankrijk en Denemarken zijn er veel grootschalige zonthermieprojecten gaande en reeds gerealiseerd. In Nederland is weinig ervaring met het realiseren van zulke projecten. Het aantal SDE+-aanvragen voor grootschalige zonthermie is ook beperkt. In totaal zijn er tot en met voorjaar 2020 slechts 179 SDE+-subsidieaanvragen voor zonwarmte verleend ten opzichte van 13.800 voor zon-pv, zie ook Figuur 20 (RVO, 2020). Daardoor is er een gebrek aan inspirerende voorbeelden, maar ook aan mogelijkheden om te leren en verdere ontwikkeling van het marktaanbod en expertise.

44

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

Figuur 20 - Vermogen van de SDE-subsidieaanvragen per ronde voor zon(-pv) en zonthermie

Vermogen SDE-subsidieaanvragen 4000 3500 3000 MW

2500 2000 1500

Zonthermie

1000

Zon-PV

500 0

SDE ronde SDE-ronde Bron: (RVO, 2020).

Beperkte ervaring geldt ook voor hogere temperatuuropslagsystemen. Hiervoor gelden ook wettelijke beperkingen (zie Paragraaf 4.5).

4.3

Ruimte is schaars Voor grootschalige collectieve systemen is er veel open ruimte nodig. Op dit moment is er een ruimtelijk beleid voor zonnevelden in de provincie Zuid-Holland, maar dat is opgesteld met als uitgangspunt zon-pv. Dat richt zich sterk op dubbel ruimtegebruik en sluit veel open gebieden uit. Grootschalige zonthermie op dak biedt maar beperkt mogelijkheden door de grote belasting. De visuele impact en de mogelijkheden voor dubbel ruimtegebruik zijn vergelijkbaar met zon-pv (zie Tabel 25). Bij individuele zonneboilersystemen op een woning nemen installatie en opslagvat binnen 1 à 2 m² binnenruimte in. Daarnaast is het aantal daken dat geschikt is voor zonthermie beperkter dan voor zon-pv vanwege het hogere gewicht van de constructie.

4.4

Financieel ongunstig Eerst en vooral kan zonthermie — net als de meeste andere duurzame alternatieven — niet concurreren met de huidige standaard van aardgas. Zolang als aardgas de goedkoopste manier blijft om te verwarmen, zijn er geen financieel rendabele kansen voor duurzame alternatieven zonder steunmaatregelen. Zeker bij de glastuinbouw waar de gasprijzen erg laag zijn is het erg moeilijk om een financieel interessante case te bepalen. Het is uitdagend om de businesscase kloppend te krijgen voor kleinschalige en grootschalige zonthermietoepassingen. De huidige SDE-subsidieregeling is onvoldoende aangepast op de daadwerkelijke temperatuurniveaus en afnemerskarakteristieken van zonthermie.

45

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

Daarnaast krijgen andere technieken relatief veel steun. Een voorbeeld hiervan is de salderingsregeling die zon-pv een enorme boost heeft gegeven en zo zonthermie ver achter zich heeft gelaten. De zonthermiemarkt is klein vergeleken met de zon-pv-markt, hierdoor kan minder geprofiteerd worden van schaalvoordelen. Mogelijke andere voordelen zoals collectieve inkoop en koppelkansen met andere technieken waarmee zonthermie samengaat worden nog onderbenut.

4.5

Regelgeving en normering zijn te weinig ontwikkeld Voor zonthermie geldt dat de wettelijke beleidskaders nog niet duidelijk zijn ontwikkeld. Voor het ruimtelijk beleid wordt gekeken naar zon-pv, terwijl de technische kansen en randvoorwaarden deels anders zijn (zie ook Tabel 25 in Paragraaf 3.4). De regelgeving rondom thermische opslag is nog niet ontwikkeld. Voor warmteopslag is er geen normering voor een opslagvolume groter dan 3.000 liter. De overheid en de provincie hebben nog geen structureel kader, waardoor elke vergunningsaanvraag een nieuw traject vormt met verschillende specifieke onderzoeken. Dit kost veel tijd en geld voor de ontwikkelaar.

4.6

Combinatiemogelijkheden van de techniek en marktuitdagingen Zonthermie wordt niet gezien als een op zichzelf staande warmtevoorziening, maar voornamelijk als een additie op een systeem met andere warmtebronnen. Dit zorgt voor een complexere, samenhangende marktketen tussen verschillende partijen (warmteleverancier, de warmtenetbeheerder en afnemers). Dit is vergelijkbaar met andere seizoensafhankelijke warmtebronnen zoals aquathermie, maar complexer dan gangbare bronnen zoals restwarmte en ook zon-pv. In de huidige regionale warmteaanpak wordt op een relatief grof niveau gekeken naar warmtevoorzieningsstrategieën. Zo wordt in de transitievisies warmte één oplossing gekozen voor buurten of wijken. Zonnewarmte is een onderdeel van een concept en biedt daardoor geen totaaloplossing voor een gemeente of regio. Op kleinere schaal zal verder gekeken moeten worden naar wat de combinatiemogelijkheden zijn. De dynamiek van de warmtemarkt is helemaal anders dan de elektriciteitsmarkt. De warmtemarkt van een lokaal warmtenet bestaat uit een beperkte cluster van afnemers en een beperkt aantal warmteleveranciers. De warmteleveranciers zijn dus erg afhankelijk van de afnemers en vice versa. Afspraken omtrent de omvang van de warmtelevering en warmteafname, samenwerking van de bronnen en prijsafspraken zorgen voor uitgebreide onderhandelingen en gespannen verhoudingen.

46

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

5 Instrumentarium provincie Uit de inventarisatie en analyse van belemmeringen volgt een aantal mogelijke richtingen waarop de ontwikkeling van zonthermie ondersteund kan worden. Deze richtingen zijn besproken in een workshop met stakeholders binnen de provincie om te komen tot mogelijke maatregelen waarmee de provincie Zuid-Holland zonthermie zou kunnen stimuleren.

5.1

Vergroten van bekendheid Algemene informatievoorziening De Provincie kan zorgen voor informatievoorziening voor ambtenaren, bestuurders en politici. Hierin kan geconcretiseerd worden wat de kansrijke zonthermie-systeemconcepten precies omvatten en welke rol deze hebben in het speelveld met bestaande alternatieven. Hierin kunnen ook bestaande cases en pilotprojecten worden aangereikt om te zorgen voor een duidelijker beeld van de concrete toepassing van zonthermie. Ook voorbeelden en ervaring uit het buitenland (bijvoorbeeld Denemarken) kunnen worden opgenomen.

Agenderen in de RES, RSW en transitievisies warmte De Provincie zou zonthermie aan de orde kunnen stellen bij alle RES-regio’s. Dat geldt ook voor de transitievisie warmte. Hiervoor zouden bestaande studies gedeeld kunnen worden of er zou vanuit de provincie een informatiepakket aangeboden kunnen worden in de REStrajecten.

Informatievoorziening voor woningeigenaren Bij woningeigenaren is zonthermie nog een weinig bekende techniek. Zij zouden voorzien kunnen worden van informatie over warmteoplossingen en combinaties van oplossingen, waarin zonthermie duidelijk voorkomt. Een vraag is of de Provincie hiervoor de meest geschikte partij is of dat dit beter belegd kan worden bij bijvoorbeeld nationale partijen als het ECW.

5.2

Opdoen van ervaring Startprojecten In de provincie Zuid-Holland kunnen startprojecten worden ondersteund zodat ervaring wordt opgedaan en expertise wordt opgebouwd. Belangrijk is om met zonthermie te beginnen op kansrijke plekken. Gebieden met relatief veel ruimte en weinig alternatieven zijn kansrijk. Deze projecten kunnen ondersteund worden door het innovatieprogramma energie en klimaat van de provincie. Met een project zou bovendien de naamsbekendheid bevorderd worden.

47

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

Faciliteren van de markt Naast het actief ondersteunen van projecten kan de provincie ook een faciliterende rol nemen in het in contact brengen van partijen voor de ontwikkeling van integrale zonthermie-systeemaanpak.

5.3

Verbeteren van financiële situatie Financieringsmechanismen Zorgen voor goed toegankelijke financiering met lage rentes voor zonthermische warmtesystemen ondersteunt de ontwikkeling van zonthermieprojecten.

ESCO-initiatieven stimuleren voor zonnewarmte Met een ESCO (energy service company of energiedienstbedrijf) worden eigenaren ontzorgd, kwaliteit gegarandeerd en investeringen gefinancierd uit energiebesparing in de woning (TNO, 2020).

Partijen met elkaar in contact brengen voor integrale aanpak/faciliteren van de markt Vanwege de geringe ervaring met grootschalige zonthermische systemen in Nederland én de samenwerking van zonthermische energiesystemen met andere warmtebronnen is de marktketen voor zonthermie complex, vergelijkbaar met systemen als aquathermie en warmte-koudeopslag (wko). De provincie kan een rol spelen bij het samenbrengen van partijen om tot inpassing van systeemconfiguraties te komen.

Beïnvloeden van landelijke financiële instrumenten: SDE+-subsidieregeling Evenwichtiger stimuleringsbeleid van product-marktcombinaties. Dit kan in de vorm van een verandering of verfijning van de SDE-methodiek. Een verdere opdeling naar verschillende categorieën afhankelijk van de levering biedt mogelijkheden. Zo kan een categorie meer toegespitst worden op zonthermie in warmtenetten op verschillende temperaturen.

5.4

(Ruimtelijk) beleid Ruimtelijke kaders voor zonthermie Het huidige ruimtelijk beleid van de provincie Zuid-Holland voor zonnevelden is ontwikkeld met in het achterhoofd vooral zon-pv en niet zozeer voor grootschalige zonthermie. Er gelden voor zonthermievelden andere beperkingen en er is sprake van maatwerk. Hierdoor is het (zowel in RES-trajecten, transitievisies en voor initiatiefnemers) niet direct inzichtelijk waar zonthermie toegestaan zou zijn. Een ruimtelijk kader waar expliciet ook is aangegeven op welke wijze zonthermie is toegestaan zou hierbij helpen. Voor initiatiefnemers is het makkelijkst als ruimtelijk is weergegeven waar zonthermie is toegestaan.

48

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

Een belangrijk uitgangspunt in de Omgevingsvisie is dubbel ruimtegebruik. De provincie zou helderder kunnen definiëren hoe dit uitwerkt voor zonthermie, bijvoorbeeld of de combinatie met warmteopslag onder zonnevelden ook geldt als dubbel ruimtegebruik.

Ruimtelijke kaders voor hoge temperatuur opslag Op dit moment is er nog geen vergunningskader voor MTO en HTO aquiferopslag. De provincie kan deze opslagmogelijkheden verkennen en vastleggen.

Coördinatie van de implementatie van het Bouwbesluit Momenteel is er bij nieuwbouw ongeveer een 20% benutting van de daken voor zonopwek. Dat is een gemiste kans. Rekening houdend met beperkte ruimte en optimaal gebruik daarvan op lange termijn is het streven naar hoger percentage dakbedekking met zonopwek erg nuttig. Het aankomende bouwbesluit stelt gemeenten in staat nieuwe utiliteitsbouw te verplichten ofwel een duurzaam dak ofwel een duurzaam zonopweksysteem op dak te installeren. Hier ligt een duidelijk handelingsperspectief voor gemeenten. De provincie kan dit coördineren over de gemeenten heen, en zorgen dat er geen ‘spill-over’-effect ontstaat (waarbij bedrijven liever bouwen in een buurgemeente met minder strenge regels).

Beïnvloeden landelijke kaders De ongelijke concurrentie van duurzame alternatieven ten opzichte van aardgas kan verbeterd worden. Hier kan landelijk aan gewerkt worden. In Nederland zijn de Warmtewet en de Gaswet anders geregeld dan in landen zoals bijvoorbeeld Denemarken (zie tekstkader). Tekstkader 1 – Zonthermie en beleid in Denemarken Denemarken heeft een energiebeleid gevoerd dat heeft geleid tot de aansluiting van 63% van de Deense gebouwen op warmtenetten. De huidige voorziening van de warmte alsook de toekomstige invulling zijn in onderstaand figuur weergegeven.

49

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

Hoe heeft de Denemarken zulk een uitgebreide warmtevoorziening gefaciliteerd om zo zijn doelstellingen in zake energie-efficiëntie en hernieuwbare energie te bereiken? Hier volgen enkele opvallende elementen betreffende de warmtevoorzieningswet, welke de stadsverwarming in Denemarken reguleert: —

De gemeenteraad maakt de beslissingen als het gaat over warmteplanning en aanpassing/uitbreiding van de warmtevoorziening in de gemeente. Hierbij krijgen de gemeenten veel ondersteuning van de Danish Energy Agency.

—

De gemeenteraad kan gebouwen verplichten zich aan te sluiten of aangesloten te blijven aan een publiek warmtenet.

—

De publieke warmtenetvoorziening is onderworpen aan het non-profit principe. De productie- en distributiekosten van warmte (95% van de totale kosten van de warmtebedrijven) mogen niet leiden tot verhoogde inkomsten, maar zijn een transparante weerspiegeling van de gemaakte kosten. Dit zorgt er tevens voor dat de consumenten beschermd zijn tegen mogelijk misbruik van de monopolypositie van het warmtebedrijf.

Bron: (DEA, 2017).

Ontwikkeling van normen, standaarden, marktregulering Ten eerste kan de provincie zonnewarmte inpassen in de bestaande en nog te ontwikkelen normen en standaarden, zoals voor de invoeding van warmtebronnen of voor nieuwbouw. Ten tweede kan de provincie voor een gelijk speelveld zorgen tussen alternatieve duurzame technieken door het afstemmen van de marktregulering op zonnewarmte en geïntegreerde systemen, waardoor ook collectieve zonnewarmtesystemen niet op praktische en juridische problemen stuiten.

5.5

Aanvullende onderzoeksvragen Als de provincie de mogelijkheden voor zonthermie verder gaat uitwerken, is er nog een aantal zaken om verder uit te zoeken. Hier zijn enkele aanvullende onderzoeksvragen opgenomen die voor de Provincie relevant zijn. Technische onderzoeksvragen zijn hier niet opgenomen. — Wat is de geschiktheid van de daken van woningen en utiliteiten in Zuid-Holland voor zonthermie? — Welke aanbieders van zonthermische systemen en opslagsystemen zijn er in de provincie Zuid-Holland en de rest van Nederland actief? — Wat zijn de technische beperkingen voor ondergrondse opslag in de provincie Zuid-Holland? Dit wordt onderzocht in het programma Warming-UP en door TNO. — Wat zijn de ruimtelijk-energetische en visuele kenmerken van zonthermische velden die relevant zijn voor ruimtelijk beleid? — Wat zijn de mogelijkheden en beperkingen voor dubbel ruimtegebruik? — Hoe kunnen zonthermieprojecten rendabel gemaakt worden? — Wat zijn specifieke mogelijkheden voor zonthermie in glastuinbouw en industrie, rekening houdend met de vraagprofielen? — Welke lessen kunnen geleerd worden van landen waar zonthermie een grotere toepassing vindt?

50

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

6 Bibliografie ACM, 2020. Tarievenbesluit warmteleveranciers 2020, sl: sn CBS, 2015. Bestand bodemgebruik, sl: sn CBS, 2020. Statline. [Online]. CE Delft, 2018. Nationaal potentieel van aquathermie, Delft: CE Delft. CE Delft, 2019. Functioneel ontwerp Vesta 4.0, Delft: CE Delft. CE Delft, 2020. Kansen voor thermische opslagsystemen, Delft: CE Delft. DAREL, 2019. Grootschalige zonthermie voor warmtenetten : Presentatie Duurzaam Verwarmd Seminar Expo Haarlemmermeer. [Online] Available at: file://117vsfile/downloads$/HVDP/Downloads/ZonthermievoorWarmtenetten_presentatie_ DuurzaamverwarmdSeminar_20Mrt2019v1.pdf [Geopend 2020]. DEA, 2017. Regulation and planning of district heating in Denmark, Copenhagen: Danish Energy Agency (DEA). Ecovat, 2020. Productinformatie Ecovat, Veghel: Ecovat Holding B.V.. Groot, S. d., 2020. Comparison of Ecovat to large, seasonal, sensible, thermal energy storage technologies for district heating networks, Veghel: Ecovat Holding B.V.. HetKontakt, 2013. Zonatlas voor gemeente Geldermalsen. [Online] Available at: https://www.hetkontakt.nl/regio/leerdam/80413/zonatlas-voor-gemeentegeldermalsen IEA ECES Annex 30, 2018. Applications od thermal energy storage in the energy transition: Benchmarks and developments.

[Online] Available at: https://www.eces-a30.org/wp-content/uploads/Applications-of-ThermalEnergy-Storag-in-the-Energy-Transition-Annex-30-Report.pdf [Geopend 2020]. IEA ETSAP ; IRENA, 2015. Solar Heating and Cooling for Residential Applications. Technology Brief, sl: IEA-ETSAP ; IRENA. IF Technology, 2019. Hoge Temperatuur Opslag (HTO) Workshop Kopper Cress. [Online] Available at: https://www.gebruikersplatformbodemenergie.nl/wpcontent/uploads/2019/06/Benno-Drijver-IF-Technology.pdf [Geopend 2020]. Milieucentraal, 2020a. Zonneboiler. [Online] Available at: https://www.milieucentraal.nl/energie-besparen/energiezuinighuis/energiezuinig-verwarmen-en-warm-water/zonneboiler/ MilieuCentraal, 2020b. waar-let-ik-op-bij-aanschaf-zonnepanelen. [Online] Available at: https://www.milieucentraal.nl/energiebesparen/zonnepanelen/zonnepanelen-kopen/waar-let-ik-op-bij-aanschaf-zonnepanelen/ Milieucentraal, 2020. Zonneboiler. [Online] Available at: https://www.milieucentraal.nl/energie-besparen/energiezuinighuis/energiezuinig-verwarmen-en-warm-water/zonneboiler/

51

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

Nationaalgeoregister, 2019. Signaleringskaart Warmte-koudeopslag en beperkingen van PZH. [Online] Available at: http://nationaalgeoregister.nl/geonetwork/srv/dut/catalog.search#/metadata/69304896434D-4B9A-941A-EB90585195B7 Olczak, P., Matuszewska, D. & Zabalgo, J., 2020. The Comparison of Solar Energy Gaining Effectiveness between Flat Plate Collectors and Evacuated Tube Collectors with Heat Pipe: Case Study. Energies, 13(1829). Parool, 2015. Zonnepanelen mogelijk op twee derde Amsterdamse daken. [Online] Available at: https://www.parool.nl/nieuws/zonnepanelen-mogelijk-op-twee-derdeamsterdamse-daken~b5575ce5/ PBL, 2019. Klimaat- en energieverkenning 2019 (KEV), Den Haag: Planbureau voor de Leefomgeving (PBL).. PBL, 2020. Conceptadvies SDE++ 2021, Den Haag: Planbureau voor de Leefomgeving (PBL). Provincie Zuid-Holland, 2019. Omgevingsvisie, sl: sn Provincie Zuid-Holland, 2019. Visie ruimte en mobiliteit, sl: sn Provincie Zuid-Holland, sd Warmteprofielen. [Online] Available at: https://pzh.maps.arcgis.com/apps/webappviewer/index.html?id=c487f867908e41ffbbbdc35 70c10ebfe [Geopend 2020]. RTVNoord, 2014. Provincie Groningen lanceert zonatlas. [Online] Available at: https://www.rtvnoord.nl/nieuws/132222/Provincie-Groningen-lanceertzonatlas RVO, 2020. Feiten en cijfers SDE(+) Algemeen.

[Online] Available at: https://www.rvo.nl/subsidie-en-financieringswijzer/sde/feiten-encijfers/feiten-en-cijfers-sde-algemeen SDH, 2012a. Solar District Heating Guidlines Chapter Categories of different solar district heating systems, version 6.1-2. [Online] Available at: https://www.euroheat.org/wp-content/uploads/2016/04/SDHtakeoff_SDH_Guidelines.pdf [Geopend 2020]. SDH, 2012b. Solar district heating guidlines : Solar Collectors Chapter:Components, version 7.1-3. [Online] Available at: https://www.solar-district-heating.eu/wp-content/uploads/2018/06/SDHWP3_FS-7-1_SolarCollectors_version3.pdf [Geopend 2020]. SDH, 2012c. Solar district heating guidelines : Where to place the solar collectors Chapter Preliminary investigations , version 2.2.3. [Online] Available at: https://www.euroheat.org/wp-content/uploads/2016/04/SDHtakeoff_SDH_Guidelines.pdf Solar Heat Europe, 2018. Increasingly popular: Heat and power from the same roof (PVT technology). [Online] Available at: http://solarheateurope.eu/2018/04/30/increasingly-popular-heat-and-powerfrom-the-same-roof/ [Geopend 2020].

52

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

TKI, sd Warmteopslag. [Online] Available at: https://www.topsectorenergie.nl/tki-urbanenergy/kennisdossiers/warmteopslag [Geopend 13 November 2020]. TNO, 2020. Aanzet tot routekaart Zonnewarmte, Eindhoven: TNO. Utrecht, 2019. Zon op dak: Aanpak 2019-2022, sl: sn Velden, N. v. d. & Smit, P., 2014. Energiemonitor van de Nederlandse glastuinbouw 2013, Wageningen: LEI Wageningen UR. WUR, 2012. Praktijkervaringen met de DaglichtKas, Wageningen: Wageningen UR Glastuinbouw. Zonatlas, sd Zonatlas Utrecht. [Online] Available at: https://www.zonatlas.nl/utrecht/vraag-en-antwoord/ [Geopend 5 November 2020]. Zonnewijzer, sd Zonnewijzer Zuid-Holland. [Online] Available at: https://zonnewijzer.zuid-holland.nl/info/content1 [Geopend 2020].

53

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

Bijlagen

54

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

A Interviewverslagen A.1

Interview HoCoSto Delft, 17 september 2020 Betreft: interviewverslag 17 september over onderzoek zonthermie Provincie Zuid-Holland

Aanwezigen: Rene Geerts, HoCoSto Joram Dehens, CE Delft

Kansrijke zonthermiesystemen Welke zonthermiesystemen ziet u als kansrijk of past u voornamelijk toe? Individuele systemen (zonneboilers, pvt,…) — Collectieve systemen (zonthermie als hoofdbron of inpassing in bronnenstrategie) HoCoSto gebruikt voornamelijk vacüumbuiscollectoren aangezien deze in de winter hoger opbrengst hebben. Het opslagsysteem is de duurste component in de configuratie en is dus prijsbepalend. Het is van groot belang om deze zo klein mogelijk te dimensioneren. HoCoSto maakt gebruik van hoge temperatuurcollectoren en opslagtemperaturen richting de 85–90 graden Celsius. De warmte is direct inzetbaar. HoCoSto richt zich voornamelijk op collectieve systemen of utiliteitsgebouwen. Schaalgrootte vanaf 50 huishoudens en mogelijks minder voor collectief verketelde appartementsgebouwen (hiervoor is geen distributienetinfrastructuur nodig). Het grootste project is een wijk met 880 nieuwbouwwoningen. Hiervoor is een zonthermieoppervlakte van 1,5 ha gebruikt. Voor de HoCoSto-opslagsystemen is voldoende ruimte nodig aan de oppervlakte. Ecovat is beter in dense centraal gelegen gebieden. Het typevoorbeeld voor een succesvol systeem is de voorziening van een sportaccommodatie in buitengebied. Dubbel ruimtegebruik is mogelijk in de configuratie. De HoCoSto-opslag kan bijvoorbeeld aangelegd worden onder een parkeerplaats.

Daarbovenop kan bovendien een overdekking geplaatst worden met zonnecollectoren op. Hoe ziet u dit ontwikkelen op korte termijn en lange termijn? Optimalisatie van de techniek: Afhankelijk van de temperatuurniveau kan meer of minder directe warmte geleverd worden. Het kan mogelijk zinvol zijn om veel warmte te leveren op lage temperaturen om vervolgens efficiënt op te waarderen naar hoge temperaturen. De brontemperatuur van de warmtepomp is immers hoog. Hybridesystemen in combinatie met restwarmte of andere warmte/energievoorziening. Elke onderstroom in de winter verkleint de buffer. Zo drijft bij een ontwerp in Loppersum een kleine windmolen van 800 kW een luchtwaterwarmtepomp aan waardoor de buffer met een factor 10 verkleind kan worden. Een kleinere buffer verlaagt de ROI.

55

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

In Leuven bouwt HoCoSto een all-thermal-oplossing. Hierbij zijn er meer dan voldoende collectoren om de warmtevraag te voorzien. De additioneel opgewekte warmte wordt met een ORC-cyclus omgezet in elektriciteit. Door de thermische opslag is er ook flexibiliteit om in de nacht elektriciteit te produceren. Nog steeds is een kleine back-up in de vorm van een warmtepomp eventueel aangedreven door een windmolen nodig om warmte in de winter te voorzien. Absorptie of adsorptie koelen is ook een innovatieve techniek die nog bewezen moet worden. De uitdaging is een hoge condensatieflow van 40°C die moeilijk inzetbaar is, wel mogelijkheid tot cascadering van wijken. Is er differentiatie tussen sectoren (type zonthermieafnemers)? Welke sectoren zijn kansrijk voor zonthermie? Zijn er sectorspecifieke technieken/zonthermiesystemen? Het temperatuurniveau is van belang: HT-voorziening: Tijdens de zomer wordt de opslag wordt geladen op temperaturen tot 70-85°C. Bij deze temperaturen kan je passief de hele zomer door verwarmen. Maar vanaf oktober en november gaat de temperatuur in de opslag omlaag en is warmte op die hoge temperaturen niet meer direct beschikbaar. Er is een warmtepomp nodig om de warmte op te waarderen naar HT-temperaturen. Deze opwaardering gebeurt wel erg efficiënt, met een hoge SCOP van ongeveer 10.

LT voorziening: Bij LT voorziening kan je de buffer blijven ontladen tot 40°C. Bij LTafgiftetemperatuur kan je het hele jaar door passief verwarmen. Zonthermie vindt voornamelijk toepassing binnen de gebouwde omgeving en utiliteit. De glastuinbouw betaalt namelijk erg weinig voor de gasrekening. Financieel-technisch is een rendabel project zonder steunmaatregelen dan ook moeilijk te realiseren. Binnen de industrietak is zonthermie voornamelijk interessant bij de voedingsindustrie. Koken, pasteuriseren, blancheren en andere voedingsprocessen kunnen met behulp van zonthermie van warmte voorzien worden. De eerste stap die in deze sector genomen dient te worden is de optimale regeling en uitwisseling van warmtevraag en koelvraag in de processen zelf. Hierdoor kan reeds veel energie bespaard kan worden. Belemmeringen Waar loopt men tegenaan bij het ontwikkelen van projecten? Regelgeving, normering en wetgeving: Alle projecten hebben een aanlooptijd van 2,5 en 3 jaar voor de start. De regelgeving omtrent thermische opslagsystemen is complex omdat die grotendeels onbestaande is. Voor warmteopslag houdt na een opslagvolume van 3.000 liter de normering op. Zonder normering is er geen certificaat. De overheid en de provincie hebben nog geen structureel kader.

Omgevingsvergunning zonder beton of funderingen is in principe niet nodig, maar blijkt uiteindelijk steeds gewenst door de provincie. Ook is er een toelating nodig van het Waterschap. Bijvoorbeeld als in Brabant een HoCoSto is toegelaten in waterwingebied wil dit niet zeggen dat dit ook in Zuid-Holland mag. Daarnaast is er vaak ook nog vraag naar flora onderzoek, fauna onderzoek,…. Dit telkens laten uitvoeren van onderzoeken voor ieder specifiek project kost veel geld en tijd. Gasprijs of CO2-taks of hoe je het benaderen wil Fossiele brandstoffen zijn heel erg goedkoop, maar veroorzaken veel verdoken kosten die we nu met hernieuwbare energie betalen. De kosten ten gevolge van gezondheidsproblemen 800.000 mensen met astma (mogelijk t.g.v. stikstof en CO2), CO2-schade in het klimaat en andere externe kosten, betalen we nu via hernieuwbare energie terwijl daar geen kwantificering van vermeden kosten tegenover staat.

56

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

Welke randvoorwaarden moeten voldaan worden om zonthermie kansrijk te maken? In Nederland is zonthermie te onbekend. Finland, Duitsland, Frankrijk, Denemarken zijn sterk bezig met de ontwikkeling van zonthermie. Er zijn veel projecten gaande en gerealiseerd. In Nederland heerst er teveel nadruk op all electric. Vraag aan een pv-installateur over zonthermie en die kent de techniek niet. Gebrek aan centrale regie in de transitie. 334 gemeenten hebben elk met een warmtetransitievisie en warmteplan waarin bepaald wordt welke vorm van energie waar ingezet zal worden. Dit zorgt voor een lappendeken van strategieën. Nederland mist een centrale architectuur in de energie- en warmtetransitie die kijkt of het in het energiesysteem past. Welke oplossingsrichtingen ziet u voor het oplossen van de huidige belemmeringen? Regie Regie kan zowel op niveau van wet- en regelgeving als op niveau van de samenstelling van het energetisch pakket. De politiek dient te beslissen wat de duurzame doelstellingen zijn. Laat vervolgens een onafhankelijk orgaan onderzoeken en bepalen welke de beste technieken zijn om zo een plan van aanpak laten opstellen. Het is namelijk erg moeilijk voor de politiek om zulk een moeilijke beslissingen te nemen. Begin met kansrijke locaties Belangrijk is om met zonthermie te beginnen op de plekken waar het zinnig is.

Sportaccommodaties of kleine kernen hebben vaak genoeg velden eromheen en voldoende draagvlak. Ze bieden een uitgelezen kans. De voornaamste boodschap aan de provincie: Pik een locatie uit waarvan je denkt dat het niet kapot kan en ga aan de gang. Laat zien dat het werkt!

57

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

A.2

Interview Holland Solar Delft, 1 oktober 2020

Betreft: interviewverslag 1 oktober over onderzoek zonthermie Provincie Zuid-Holland

Aanwezigen: Tom Noij, externe zonnewarmtespecialist bij Holland Solar Nold Jaeger, beleidsmedewerker bij Holland Solar Joram Dehens, CE Delft Katja Kruit, CE Delft

Kansrijke zonthermiesystemen Welke zonthermiesystemen ziet u als kansrijk? 1. Individuele systemen (zonneboilers, pvt,…) 2. Collectieve systemen (zonthermie als hoofdbron of inpassing in bronnenstrategie) Eerst en vooral, zonnewarmtesystemen moeten steeds in combinatie met een ander techniek fungeren. Het zijn hybride systemen. Er is altijd een back-upsysteem of naverwarmer nodig. In de Leidraad van het ECW zijn er 5 strategieën voor aardgasvrije wijken geformuleerd, maar bij elke strategie zit een tekortkoming. Zonwarmte staat niet los van deze strategieën als een aparte strategie. Zonwarmte is een plus bij alle strategieën, individueel of collectief. Voor de gebouwde omgeving ziet Holland Solar kleinschalige individuele systemen voor voornamelijk tapwater en aanvullend ruimteverwarming als meest kansrijk. Technisch haal je het meest rendement in de koppeling van tapwater. Die hoge temperaturen zijn direct leverbaar met zonnewarmte. Als koppeling voor een warmtepomp werkt pvt erg goed. Pvt produceert geen zonwarmte op hoge temperatuur, maar fungeert goed als warmtewisselaar voor een warmtepomp. Voorwaarde voor een warmtepomp blijft dat je over een goed geïsoleerde woning dient te beschikken. Bij een goed geïsoleerde woning kan je in hoofdzaak met een zonnewarmtesysteem verwarmen en als back-up elektrische weerstandsverwarming gebruiken.

Dit is reeds gerealiseerd in een project bij de woningcorporatie Talis in Nijmegen. De haalbaarheid van zonnewarmte in kleine warmtenetten in dorpen wordt sterk bepaald door de businesscase, en dan met name die van het warmtenet. Nieuwe aanleg van een warmtenet is duur, des te meer in geval van verspreidde huizen in buitengebied. Individuele toepassing vermijdt de aanleg van een warmtenet en is in die zin mogelijks veelbelovender. Daarnaast kan je in de huidige marktsituatie waarbinnen de nieuwe aanleg van warmtenetten beperkt is zonnewarmte beter toevoegen aan de bronnenmix van een bestaand warmtenet. Hoe je het ook draait of keert, voor een warmtenet heb je een stabiele warmtevoorziening nodig. Die kan zonwarmte alleen niet voorzien, andere bronnen zoals een wko, Warmtepomp, Biomassa, Restwarmte, Geothermie, et cetera zijn nodig.

58

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

Hoe ziet u dit ontwikkelen op korte termijn en lange termijn? Korte termijn: kleinschalige hybride oplossingen. Configuraties met bestaande oplossingen uitrollen op individueel woningniveau. Dit zijn reeds bestaande, bewezen en commerciële technieken. Lange termijn: Zonnewarmte aansluiten op warmtenetten. TNO zegt in het rapport ‘Advies tot routekaart zonnewarmte’ dat 10% van de totale warmte door zonnewarmte voorzien kan worden in een aardgasvrij Nederland. Is er differentiatie tussen sectoren (type zonthermieafnemers)? 3. Welke sectoren zijn kansrijk voor zonthermie? 4. Zijn er sectorspecifieke technieken/zonthermiesystemen? Glastuinbouw heeft voorbeelden van gerealiseerde projecten. Deze vinden meestal op velden plaats, op kasdaken verminderen deze immers het zonlicht in de kas. In de industrie is een voorbeeld papierproductie. Overal waar warmtevraag is, kan je zonwarmte toepassen. Met als grote voordeel dat je met zonwarmte HT-water direct duurzaam kan opwekken. Belemmeringen Waar loopt men tegenaan bij het ontwikkelen van projecten? Bekendheid zonnewarmte is een ondergeschoven kindje van zon-pv. Zonnewarmte heeft zich gepositioneerd als zonneboiler, waar het maar in een klein deel van de warmtevraag van een woningen voorziet, namelijk de helft van tapwater.

Consumenten moeten eerst technisch geadviseerd worden zodat de techniek duidelijk wordt en kunnen pas daarna kijken of de techniek al dan niet financieel rendabel is. >> Mogelijke oplossingsrichtingen voor de provincie: Platform opzetten van de warmteoplossingen voor woningen. Wat zijn de beschikbare oplossingen en combinaties van oplossingen? Ook duidelijk zonthermie betrekken in dit verhaal. >> Mogelijke oplossingsrichtingen voor de provincie: Focus op de woningcorporaties Woningcorporaties zijn een grote sector welke eenvoudiger te bereiken zijn en een grotere voetafdruk hebben dan individuele particuliere woningeigenaren. Dit biedt kansen om te richten op woningcorporaties, hen op de hoogte brengen van de kansen die zonthermie biedt en hen mee te nemen in de ontwikkeling. Zonnewarmte vereist maatwerk op microniveau In de huidige regionale warmteaanpak wordt er echt grof gekeken naar warmtevoorzieningsstrategieën: er wordt 1 oplossing gekozen voor buurten of wijken. We kijken momenteel in de uitwerking echt op macroniveau. Op microniveau zal verder gekeken moeten worden naar wat de combinatiemogelijkheden zijn. Zoals eerder is aangegeven is zonnewarmte een onderdeel van een concept.

Het is en blijft steeds maatwerk afhankelijk van de specifieke situatie en karakter van de warmtevraag bijvoorbeeld bronnenstrategie in een collectief net, verwarming zwembad of sportaccommodatie, verwarming woning, et cetera. Ongelijk speelveld voor zonwarmte en zon-pv Zonnepanelen zijn bekender, goedkoper en financieel rendabeler dan de zonwarmtesystemen. Salderen heeft zon-pv een enorme boost gegeven. Bovendien heb je bij zon-pv de back-up reeds voorhanden, namelijk het elektriciteitsnet. Gas is daarnaast ook een stuk goedkoper dan stroom in de woning, dus is warmte minder kostbaar.

59

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

Stimuleren van een zonne-energiesysteem op het dak Momenteel is er bij nieuwbouw ongeveer een 20% benutting van de daken voor zonopwek. Dat is een gemiste kans. Rekening houdend met beperkte ruimte en optimaal gebruik daarvan op lange termijn is het streven naar hoger percentage dakbedekking met zonopwek erg nuttig. Het aankomende bouwbesluit stelt gemeenten in staat nieuwe utiliteitsbouw te verplichten ofwel een duurzaam dak ofwel een duurzaam zonopweksysteem op dak te installeren. Hier ligt een duidelijk handelingsperspectief voor gemeenten. De provincie kan dit coördineren over de gemeenten heen, en zorgen dat er geen ‘spill-over’-effect ontstaat (waarbij bedrijven liever bouwen in een buurgemeente met minder strenge regels). Kosten Collectieve inkoop doet enorm veel met de prijs van de zonwarmtesystemen. Zonnewarmtesystemen vragen een specifieker ontwerp dan zonnepanelen. De systemen die gelden in Nederland doen het niet in Griekenland en andersom. Dit staat massaproductie in de weg, waardoor schaalvoordeel en prijsverlaging waarschijnlijk relatief beperkt zullen blijven. In 2021 zullen isolatiemaatregelen en duurzame opwek uit hetzelfde budget worden gefinancierd. Men moet opletten dat subsidiebudgetten voor duurzame energieopwekking in stand gehouden worden.

Weinig ervaring met collectieve zonwarmtenetten Belemmeringen van zonnewarmtenet: De investering om een zonwarmteveld te plaatsen is groot. De kennis en ervaring om dit zelf te kunnen maken in Nederland is nog beperkt. De interesse in het verhaal is er, de expertise kan nog verder groeien. De SDE-aanvragen > 200 m² zijn erg beperkt in aantal. >> Mogelijke oplossingsrichtingen voor de provincie: Stimuleren van een aantal pilotprojecten zodat de expertise wordt opgebouwd. Ruimtelijk vergunningskader Vergunningen zijn en blijven lastig te verkrijgen. Dit is begrijpelijk om de ruimtelijke ordening te bewaken. De juridische expertise in verband met het aanvragen van vergunningen is reeds opgedaan bij ervaringen met zon-pv. Daarom profiteert het ruimtelijk vergunningskader van de ervaringen met zon-pv-velden.

60

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

A.3

Interview Solarfields Delft, 5 oktober 2020 Betreft: interviewverslag 5 oktober over onderzoek zonthermie Provincie Zuid-Holland

Aanwezigen: Jelmer Pijlman, directeur/oprichter Solarfields Katja Kruit, CE Delft Joram Dehens, CE Delft

Kansrijke zonthermiesystemen Welke zonthermiesystemen ziet u als kansrijk en past u toe? Individuele systemen (zonneboilers, pvt,…) Collectieve systemen (zonthermie als hoofdbron of inpassing in bronnenstrategie) Solarfields richt zich op grootschalige zonopstellingen. Kleinschalige systemen op dak zijn niet hun projectdomein. De voorbeelden van grootschalige projecten zonprojecten in Nederland zijn beperkt:  In Almere is in 2009 door Vattenfall een relatief klein zonwarmteproject gerealiseerd dat invoedt op een bestaand warmtenet. Dit is een toonaangevend project voor de technische haalbaarheid van zonthermie en in mindere mate van de economische haalbaarheid aangezien erg veel subsidie is ingezet voor dit project.  In kasgebied zijn er enkele voorbeelden van zonwarmte op grote schaal, zoals in Heerhugowaard in Noord-Holland waar met vlakkeplaatcollectoren wordt gewerkt. De grootste uitdaging bij kassen is dat zonwarmte moet concurreren met een aardgas-wkk die zowel CO2, als warmte, als elektriciteit produceert. Bovendien is de gasprijs voor een tuinbouwer erg laag. De verduurzaming naar een aardgasvrije landbouw is de voornaamste drijfveer om af te stappen van het goedkope gas. Solarfields zelf is bezig met de ontwikkeling van een project in het baggerdepot Dorkwerd. Het gaat met name om een grootschalig zonthermisch veld dat gekoppeld wordt aan een warmtenet in Groningen.

Het warmtenet zelf is in aanleg en zal geleidelijk toenemen van 4.000 tot 12.000 aansluitingen. Het oorspronkelijk idee was de toepassing van geothermie als voeding van het warmtenet, maar geothermie vond geen draagvlak omwille van de problemen met bodeminstabiliteit in de regio. Daarom is gekozen voor een lage temperatuur restwarmte m.b.v. een datacenter. Zonwarmte vult de warmtevoorziening aan en zorgt hiermee voor een duurzaam karakter van het warmtenet. Specifiek zal er 10-12 ha zonnecollectorveld worden gerealiseerd. Deze leveren in de zomer rechtstreeks warmte aan het warmtenet. Naast de warmtelevering van het datacenter in de winter zal ook een deel van de zonwarmte uit de zomer opgeslagen worden in een MTO aquiferopslag voor nuttige warmtelevering in de winter. De warmte wordt met een collectieve warmtepomp opgewaardeerd naar 70°C. Het project zal als alles goed loopt de realisatie einde zomer 2022 gestart worden. Vergunningen, SDE-subsidie en ook het systeemontwerp zijn geregeld. Er is vertraging opgelopen omwille van complexe technisch ontwerp en de warmte-uitwisseling tussen de verschillende systemen (wko, datacenter, collectorveld, et cetera.) en de leverings-

61

200260 - Verkennend onderzoek zonthermie Zuid-Holland – November 2020

/afnameovereenkomst (hoeveel geleverd zal worden en aan welke prijs) die hieraan gekoppeld is. We hopen om in Dorkwerd succesvol een zonnewarmtesysteem te koppelen aan een warmtenet om te laten zien dat een grootschalige toepassing van zonwarmte technisch en financieel haalbaar is. Hoe ziet u dit ontwikkelen op korte termijn en lange termijn? De vlakke plaatcollectoren en de vacüumbuizen zijn de hoofdsmaken. Elk heeft volgens de fabrikant zijn specifieke voordelen. Arcon sunmark heeft 120 vlakke plaatcollectorsystemen in Denemarken gerealiseerd. Sommige hiervan zijn al jaren in werking. Het is dus een betrouwbare techniek. Zonthermie is een hele mooie duurzame techniek en heeft een leveringszekerheid van minstens 15-25 jaar. De beschikbaarheid van bijvoorbeeld restwarmte is niet gegarandeerd. Daarbovenop is het als toevoeging aan de warmtebronmix een heel mooi duurzaam alternatief. Is er differentiatie tussen sectoren (type zonthermieafnemers)? Welke sectoren zijn kansrijk voor zonthermie? Zijn er sectorspecifieke technieken/zonthermiesystemen? Overal waar hoogwaardige warmte gevraagd wordt op temperaturen tussen 40-45°C en 100120°C kan zonthermie een bijdrage leveren. In een hybride stadsnet is het een prima basislast. Of als collectorveld op tussen de kasgebieden.

Er dient wel rekening gehouden te worden met de randvoorwaarden:  Productiecurve is over het algemeen omgekeerd aan de vraagcurve: in de zomer wordt de warmte geleverd, in de winter wordt de warmte gevraagd.  Nabijheid van collectorveld en warmteafnemer is een vereiste. Warmtetransport is enkel efficiënt over beperkte afstanden. Je bent verbonden aan de afnemer. Men kan dus niet zoals bij een pv-veld de elektriciteit sowieso kwijt aan het elektriciteitsnet. Belemmeringen Waar loopt men tegenaan bij het ontwikkelen van projecten? Het is uitdagend om de businesscase kloppend te krijgen De SDE-subsidie heeft nog enkele verbeterpunten. De warmteopbrengst per investering waar SDE vanuit gaat is vaak hoger dan in de realiteit behaald wordt. Per MWh warmteopbrengst zijn er relatief meer kosten. Dit heeft ook te maken met het feit dat er in de SDE-berekening geen rekening wordt gehouden met de leveringstemperatuur van de warmte. Op hogere temperatuur wordt er minder warmte geproduceerd door eenzelfde collectorveld. Bij hogere temperaturen heb je dus minder vollasturen, maar een gelijke CAPEX. Hierdoor krijg je de businesscase niet rond. Voor lagere temperatuurlevering voor bijvoorbeeld een nieuwbouwwijk zouden de vollasturen wel gehaald kunnen worden. De SDE gaat er daarnaast vanuit dat je vanaf jaar één over nominale levering en afzet beschikt.