Bijlage warmtevisie 2024 Technisch-economische analyse als onderdeel van de warmtevisie Nijmegen 2024 – CE Delft

Technisch-economische analyse Als onderdeel van de warmtevisie Nijmegen 2024

Technisch-economische analyse Als onderdeel van de warmtevisie Nijmegen 2024

Dit rapport is geschreven door: Frederique de Groen, Marijke Meyer en Benno Schepers Delft, CE Delft, juni 2024 Publicatienummer: 24.240121.072 Opdrachtgever: Royal Haskoning DHV Nederland B.V. Alle openbare publicaties van CE Delft zijn verkrijgbaar via www.ce.nl Meer informatie over de studie is te verkrijgen bij de projectleider Marijke Meyer (CE Delft) © copyright, CE Delft, Delft

CE Delft Committed to the Environment CE Delft draagt met onafhankelijk onderzoek en advies bij aan een duurzame samenleving. Wij zijn toon– aangevend op het gebied van energie, transport en grondstoffen. Met onze kennis van techniek, beleid en economie helpen we overheden, NGO’s en bedrijven structurele veranderingen te realiseren. Al sinds 1978 werken betrokken en kundige medewerkers bij CE Delft om dit waar te maken.

1

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Inhoud Samenvatting

4

1

Inleiding 1.1 Aanleiding 1.2 Doel en onderzoeksvragen 1.3 Afbakening 1.4 Leeswijzer

6 6 6 6 7

2

Huidige warmtevraag en verduurzamingsopties 2.1 Inleiding 2.2 Huidige warmtevraag 2.3 Aardgasvrije warmtetechnieken 2.4 Isoleren

8 8 8 9 12

3

Nationale kosten voor aardgasvrij verwarmen 3.1 Wat zijn nationale kosten? 3.2 Methode 3.3 Beschikbaarheid van gasvormige energiedragers 3.4 Warmtebronnen in Nijmegen 3.5 Aannames per scenario 3.6 Warmtetechniek per buurt 3.7 Conclusies nationale kosten

13 13 14 15 16 17 18 24

4

Eindgebruikerskosten voor aardgasvrij verwarmen 4.1 Wat zijn eindgebruikerskosten? 4.2 Methode 4.3 Aannames per scenario 4.4 Techniek met laagste kosten voor eindgebruiker 4.5 Gemiddelde eindgebruikerskosten per buurt in het basisscenario 4.6 Gemiddelde eindgebruikerskosten per woningtype en bouwjaar in het basisscenario 4.7 Conclusies eindgebruikerskosten

25 25 25 26 27 32

5

Conclusies

36

6

Literatuur

38

A

Benodigde energie en vermogen van de ARN per buurt

41

B

Tabellen nationale kosten B.1 Gemiddelde nationale kosten per buurt in het basisscenario

43 43

2

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

34 35

B.2 Kostenverschil tussen gekozen oplossing en eerstvolgende alternatief in het basisscenario

44

C

Parameters nationale kosten

47

D

Parameters eindgebruikerskosten

58

3

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Samenvatting Voor de gemeente Nijmegen wordt de warmtevisie uitgewerkt. Onderdeel van deze warmtevisie is een onderbouwing van de keuzes voor warmteoplossingen op basis van onder andere twee technisch-economische analyses: een analyse naar nationale kosten en naar eindgebruikerskosten. In deze rapportage worden de aanpak en de resultaten van deze analyses weergegeven. Het doel van de technisch-economische analyses is om antwoord te geven op de volgende vragen: — Wat zijn de kosten, zowel nationale als eindgebruikerskosten, van de aardgasvrije warmtetechnieken? — In welke buurten is er qua nationale kosten een grote kostenafstand tussen de goedkoopste warmtetechniek en de andere warmtetechnieken? En in welke buurten is er een klein verschil? — Komt de techniekkeuze op basis van laagste nationale kosten overeen met de laagste kosten voor de eindgebruiker?

Nationale kosten Voor het bepalen van de nationale kosten van de transitie naar een aardgasvrije gebouwde omgeving is gebruik gemaakt van het CEGOIA-model van CE Delft. Dit model berekent de kosten van alle ingestelde warmteoplossingen, zowel individueel als collectief. Hierbij wordt alleen gekeken naar de nationale kosten. Dat betekent dat naar de kosten exclusief belastingen en subsidies wordt gekeken en naar de niet-gesocialiseerde kosten van de energie-infrastructuur (in plaats van de nettarieven). Er vindt bij het inzichtelijk maken van deze kosten geen verdeling van de kosten plaats over de stakeholders in warmteketen.

Eindgebruikerskosten De eindgebruikerskosten zijn de kosten die een bewoner, huurder/verhuurder werkelijk betaalt voor de transitie naar aardgasvrij. Hiervoor is gebruik gemaakt van het CEKERmodel van CE Delft. In dit model wordt gekeken naar de prijzen van energie, installaties, isolatie en aansluitingen, inclusief belastingen en subsidies. Het gaat dus om een onderbouwde inschatting van de rekening die een bewoner krijgt van de energieleveranciers, netbeheerder en/of aannemer. De eindgebruikerskosten zijn afhankelijk van beleid. Wie de nationale kosten uiteindelijk betaalt en met name hoe die kosten over burgers, bedrijven en overheden verdeeld worden, hangt af van hoe en welke belastingen, heffingen en subsidies worden ingezet en hoe wetten en regelingen worden aangepast. Dit onderzoek houdt bij het berekenen van de eindgebruikerskosten de bestaande en aangekondigde regelgeving aan.

Scenario’s Om een goed beeld te krijgen van de mogelijkheden van de Nijmeegse buurten in de warmtetransitie, is er een uitgebreide set van technieken doorgerekend. Deze variëren tussen individuele en collectieve technieken en op isolatieniveau. Bij het doorrekenen is gebruik gemaakt van een vijftal scenario’s om inzicht te krijgen in de effecten van verschillen in aannames. Dit zijn bijvoorbeeld de beschikbaarheid van groengas en grootschalige

4

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

warmtebronnen, de energietarieven en de hoogte van de aansluitbijdrage voor een warmtenet.

Conclusies In iedere modelberekening zit een vorm van onzekerheid. De resultaten zijn dus geen absolute waarheid, maar een schatting op basis van de best beschikbare informatie. In de praktijk betekent dit dat modelresultaten nuttig zijn om mee te nemen in de afweging tussen aardgasvrije technieken, maar dat dit geen absolute zekerheid biedt. Het is dus van belang om met die bril de resultaten te interpreteren. Uit de analyses blijkt dat de hybride warmtepomp in 2035 zowel de laagste nationale kosten heeft voor veel buurten in Nijmegen, als ook de laagste eindgebruikerskosten voor de meeste woningen. Hierbij geldt echter wel dat een gasvormige energiedrager (groengas) beschikbaar moet zijn. De hoeveelheid groengas dat in de toekomst beschikbaar is voor de gebouwde omgeving is nog erg onzeker. Als groengas niet beschikbaar is, blijkt uit de modelberekening dat in veel buurten de nationale kosten voor een warmtenet of een elektrische warmtepomp dicht bij elkaar liggen. Bij de uiteindelijke keuze voor een techniek zullen andere afwegingen hier dus de doorslag moeten geven. Ook de gemiddelde eindgebruikerskosten per buurt van de verschillende technieken liggen steeds dicht bij elkaar, en zijn dus niet doorslaggevend voor een buurt. De eindgebruikerskosten verschillen uiteraard wel sterk van woning tot woning.

Hierdoor zal een techniekkeuze voor een buurt op basis van nationale kosten niet voor alle woningen in die buurt ook de laagste eindgebruikerskosten hebben. Met uitzondering van de hele oude woningen (<1900) liggen de eindgebruikerskosten van de hybride warmtepomp, het warmtenet en de luchtwarmtepomp voor een bepaald woningtype vaak wel weer dicht bij elkaar.

5

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

1 Inleiding 1.1

Aanleiding Gemeente Nijmegen werkt aan een update van haar warmtevisie. Input voor deze warmtevisie is onder andere een technisch-economische analyse van zowel de nationale kosten als eindgebruikerskosten van aardgasvrije warmteoplossingen voor de gemeente. Royal Haskoning-DHV begeleidt de gemeente Nijmegen in het actualisatie proces. Zij hebben CE Delft gevraagd om de technisch-economische analyse uit te voeren. Deze analyse zal één van de puzzelstukken zijn die samen bijdragen aan een nieuwe routekaart voor duurzame warmte in Nijmegen.

1.2

Doel en onderzoeksvragen Het doel van de technisch-economische analyse is om antwoord te geven op de volgende vragen: — Wat zijn de kosten, zowel nationale als eindgebruikerskosten, van de aardgasvrije warmtetechnieken? — In welke buurten is er qua nationale kosten een grote kostenafstand tussen de goedkoopste warmtetechniek en de andere warmtetechnieken? En in welke buurten is er een klein verschil tussen technieken met de goedkoopste kosten? — Komt de techniekkeuze op basis van laagste nationale kosten overeen met de laagste kosten voor de eindgebruiker?

1.3

Afbakening Deze technisch-economische analyse focust zich op het berekenen van de optimale combinaties van warmtebronnen en woningen en utiliteitsgebouwen (exclusief industrie) wat betreft nationale en eindgebruikerskosten. De focus lag niet op de beschikbaarheid van de bronnen, dit is veelal overgenomen uit de bronnenstrategie van Nijmegen. De technische-economische analyse is berekend met twee modellen. Het model genaamd CEGOIA is gebruikt om nationale kosten te berekenen. De eindgebruikerskosten zijn berekend met CEKER. Het tekstkader hieronder legt uit hoe de modelresultaten geïnterpreteerd kunnen worden. Tekstkader 1 - Interpretatie van modelresultaten Het is van belang om bij de vergelijking tussen de kosten rekening te houden met het feit dat de gepresenteerde kosten een resultaat zijn van modelberekeningen. In iedere modelberekening zit een vorm van onzekerheid. De resultaten zijn dus geen absolute waarheid, maar een schatting op basis van de best beschikbare informatie. In de praktijk betekent dit dat modelresultaten nuttig zijn om mee te nemen in de afweging tussen aardgasvrije technieken, maar dat dit geen absolute zekerheid biedt. Het is dus van belang om met die bril de resultaten te interpreteren.

6

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

1.4

Leeswijzer Hoofdstuk 2 begint met de huidige warmtevraag van de gemeente Nijmegen en beschrijft de verschillende opties om de warmtevoorziening te verduurzamen. De uitkomsten van de analyse naar nationale en eindgebruikerskosten staan respectievelijk in Hoofdstukken 3 en 4. Hoofdstuk 5 bevat de conclusies van de analyses. In de bijlagen zijn veel aannames en kengetallen terug te vinden die zijn gebruikt bij de analyses.

7

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

2 Huidige warmtevraag en verduurzamingsopties 2.1

Inleiding Dit hoofdstuk start met de uitgangssituatie van de warmtevraag van de gebouwde omgeving1 in Nijmegen. Daarna worden de aardgasvrije warmtetechnieken en isolatieniveaus beschreven die zijn meegenomen in de analyses.

2.2

Huidige warmtevraag De huidige warmtevraag van utiliteitsgebouwen (exclusief panden met industriefunctie en exclusief proceswarmte) en woningen in Nijmegen is ongeveer 4 PJ per jaar, zie Tabel 1. Twee derde van de warmtevraag is van de woningen en één derde is van de utiliteitsgebouwen. Voor de woningen is de dataset referentieverbruik warmte van het PBL (PBL, 2023b) gebruikt om de totale warmtevraag per buurt te bepalen. Voor de utiliteit is de gebouwgebonden warmtevraag berekend aan de hand van de parameters uit Tabel 22. De buurt Stadscentrum heeft in totaal de grootste warmtebehoefte, namelijk 10% van de totale warmtebehoefte. Het stadscentrum heeft ook het grootste aantal woningequivalenten. Tabel 1 – Huidige warmtevraag voor utiliteitsgebouwen en woningen in Nijmegen voor warm tapwater en ruimteverwarming. De buurten Vogelzang, Westkanaaldijk en Bijsterhuizen zijn niet weergegeven omdat het merendeel van de gebouwen hier industrieel zijn. De buurten Oosterhout, Ressen en Lent zijn ook niet weergegeven omdat hier al warmtenet ligt.

Buurtcode

Buurtnaam

Utiliteit Warm tapwater behoefte (GJ/jaar)

Woningen

Ruimteverwarming behoefte (GJ/jaar)

Warm tapwater behoefte (GJ/jaar)

BU02680735

Aldenhof

218

6.314

4.919

34.306

BU02680204

Altrade

381

25.825

12.640

108.121

BU02680100

Benedenstad

883

45.422

5.574

49.455

BU02680320

Biezen

548

15.912

18.144

111.356

BU02680202

Bottendaal

671

24.335

10.151

70.973

BU02680618

Brakkenstein

300

10.986

7.711

66.613

BU02680841

De Kamp

488

16.207

10.735

75.988

BU02680203

Galgenveld

640

48.950

13.910

120.486

BU02680512

Goffert

4.233

77.629

4.304

29.608

BU02680208

Groenewoud

2.136

60.009

6.703

44.438

BU02680615

Grootstal

579

12.321

11.068

78.378

BU02680616

Hatert

677

26.882

20.513

131.516

BU02680614

Hatertse Hei

201

6.649

8.084

63.530

________________________________ 1

8

Ruimteverwarming behoefte (GJ/jaar)

Woningen en utiliteitsgebouwen, exclusief panden met een industriefunctie.

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Buurtcode

Buurtnaam

Utiliteit

Woningen

Warm tapwater behoefte (GJ/jaar)

Ruimteverwarming behoefte (GJ/jaar)

Warm tapwater behoefte (GJ/jaar)

Ruimteverwarming behoefte (GJ/jaar)

1.232

89.766

393

7.052

BU02680425

Haven- en industrieterrein

BU02680511

Hazenkamp

727

32.228

9.727

84.462

BU02680422

Hees

470

21.854

5.937

52.892

BU02680517

Heijendaal

7.109

194.222

4.082

33.930

BU02680206

Hengstdal

525

21.889

13.527

109.331

BU02680423

Heseveld

498

24.490

12.721

95.169

BU02680205

Hunnerberg

689

33.194

7.993

79.089

BU02680843

Kerkenbos

899

45.513

101

610

BU02680207

Kwakkenberg

720

19.464

3.780

34.608

BU02680734

Lankforst

20

1.488

4.082

32.697

BU02680736

Malvert

243

7.553

4.687

37.835

BU02680733

Meijhorst

519

13.136

6.915

46.502

BU02680424

Neerbosch-Oost

1.283

35.302

14.828

93.149

BU02680848

Neerbosch-West

378

8.988

282

1.977

BU02680510

Nije Veld

431

15.134

12.459

76.722

BU02680209

Ooyse Schependom

7

338

524

4.253

BU02680513

St. Anna

246

19.773

7.096

60.716

BU02680739

Staddijk

220

5.107

433

1.303

BU02680101

Stadscentrum

3.691

260.913

18.325

120.270

BU02680840

't Acker

385

5.206

11.078

68.123

BU02680842

't Broek

171

5.536

7.631

49.279

BU02680731

Tolhuis

357

8.444

6.713

51.013

BU02680737

Weezenhof

60

2.601

7.167

64.232

BU02680321

Wolfskuil

276

22.359

12.912

84.053

BU02680732

Zwanenveld

322

22.869

9.405

66.260

2.3

Aardgasvrije warmtetechnieken Voor de warmtetransitie kunnen meerdere warmtetechnieken worden ingezet. Voor een CO2-neutrale warmtevoorziening is de voorwaarde dat de energie die wordt gebruikt afkomstig is van duurzame energiebronnen. In deze paragraaf geven we een overzicht van de technieken die geschikt zijn voor een aardgasvrije warmtevoorziening. De factsheets op www.warmtetechnieken.nl gaan uitgebreider in op de verschillende warmtetechnieken. De beschrijvingen gaan uit van de huidige stand van de techniek. Sommige warmtetechnieken vereisen een minimaal isolatieniveau: — warmtetechnieken op middentemperatuur (MT) vereisen een isolatieniveau van 70 kWh/m2 (dit komt ongeveer overeen met het vroegere energielabel C); — warmtetechnieken op lagetemperatuur (LT) vereisen een isolatieniveau van 50 kWh/m2 (dit komt ongeveer overeen met het vroegere energielabel B). Voor alle aardgasvrije warmtetechnieken geldt voor het koken dat er moet worden overgeschakeld op elektrisch koken. Inductie koken is de meest zuinige vorm van elektrisch koken.

9

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Individuele warmtetechnieken Elektrische warmtepomp Een elektrische warmtepomp is een individuele elektrische warmteoplossing. Gebouweigenaren kunnen zelfstandig overschakelen op deze techniek. De luchtwarmtepomp, de bodemwarmtepomp en de PVT-warmtepomp2 zijn de bekendste typen warmtepomp. Deze warmtepompen gebruiken warmte uit de lucht, bodem en zonnewarmte en brengen dit met behulp van elektriciteit naar een temperatuurniveau dat geschikt is voor het verwarmen van gebouwen en tapwater. Doordat warmtepompen voornamelijk energie uit de lucht of bodem gebruiken en een kleiner deel elektriciteit, hebben ze een hoger rendement dan de hr-ketel. Voor het toepassen van een elektrische warmtepomp moet een woning of utiliteitsgebouw zeer goed worden geïsoleerd3, naar een isolatieniveau van 50 kWh/m2. Dit is met name kostbaar bij vooroorlogse bouw. Ook moeten de radiatoren worden vervangen door vloerverwarming of LT-radiatoren. Wanneer een groep gebouwen overschakelt naar een elektrische oplossing, kan het zijn dat het elektriciteitsnet moet worden verzwaard. De luchtwarmtepomp maakt gebruik van de buitenlucht. De ventilator (buitenunit) die nodig is voor een luchtwarmtepomp, maakt geluid. De bodemwarmtepomp is duurder dan de luchtwarmtepomp om aan te leggen, maar is wel energiezuiniger. PVT-panelen worden op het dak geplaatst en leveren zowel warmte als elektriciteit.

Hybride warmtepomp De hybride warmtepomp combineert een elektrische warmtepomp met de hr-ketel op gas. De elektrische warmtepomp kan voor ongeveer de helft van de warmtebehoefte zorgen. Dit gaat zeer efficiënt, omdat de warmtepomp energie haalt uit de omgeving, bijvoorbeeld de buitenlucht. De energie wordt gebruikt voor ruimteverwarming en/of warmtapwaterbereiding. Ongeveer een vijfde van de tijd springt de hr-ketel bij op momenten dat de warmtepomp niet voldoende warmte kan leveren, bijvoorbeeld wanneer het buiten koud is en/of er (veel) warmtapwater nodig is. Hoe hoger het isolatieniveau van het gebouw, hoe minder vaak de hr-ketel hoeft bij te springen, en hoe groter de vermindering van het (aard)gasverbruik. Momenteel is het niet zinvol om een hybride warmtepomp te plaatsen in een slecht geïsoleerd gebouw. In zo’n gebouw zal de warmtepomp minder vaak de warmte leveren: de hr-ketel moet vaak bijspringen om het gebouw voldoende warm te krijgen. In een matig geïsoleerd gebouw (dubbel glas, spouwmuurisolatie en 5-7 cm vloerisolatie en dakisolatie) levert een hybride warmtepomp zowel besparing op de energierekening als CO 2-reductie op. Bij een goed tot zeer goed geïsoleerd gebouw (minimaal label B) is het mogelijk om direct over te stappen op een volledig elektrische warmtepomp.

Een hybride warmtepomp is nog niet aardgasvrij: deze gebruikt aardgas op die momenten dat de hr-ketel bijspringt. Op de langere termijn (verwacht wordt zeker na 2030), kan groengas bijvoorbeeld, dit aardgas mogelijk vervangen. Op dat moment is het mogelijk om zonder CO2-uitstoot te verwarmen met een hybride warmtepomp. Het is echter nog zeer de vraag of, en zo ja wanneer, duurzame gassen beschikbaar komen (zie ook Paragraaf 3.3). ________________________________ 2 3

PVT-panelen zetten licht om in elektriciteit (photovoltaïsch) en onttrekken warmte uit de lucht (thermisch). Er zijn ook warmtepompen die op middentemperatuur kunnen leveren, dit gaat echter wel samen met een lager rendement en een hogere investering. Daartegenover staat dat er minder ver geïsoleerd hoeft te worden.

10

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Collectieve warmtetechnieken (warmtenetten) Hogetemperatuurwarmtenet Voor een hogetemperatuur(HT-)warmtenet is een nieuwe infrastructuur nodig voor het vervoeren van water met een temperatuur van minimaal 75°C. Dit water wordt verwarmd met een HT-warmtebron, zoals geothermie (afhankelijk van de diepte) of restwarmte uit de industrie. Een HT-warmtenet is warm genoeg voor het verwarmen van het gebouw en verzorgen van warm tapwater. In het gebouw zelf wordt de cv-ketel vervangen door een kleinere afleverset, bestaande uit een warmtewisselaar en warmtemeter. De afleverset komt doorgaans in de meterkast te hangen. De afleverset moet nog gekoppeld worden aan het warmteafgiftesysteem, hiervoor moeten de verwarmingsleidingen worden omgelegd. Extra isolatie is niet nodig, hoewel dit wel wenselijk kan zijn vanuit comfortoverwegingen en energiebesparing (besparing op de energielasten, zuinig omgaan met schaarse warmtebronnen en CO2-reductie). Een aandachtspunt bij het ontwikkelen van een warmtenet is de afstemming tussen de huidige en toekomstige warmtevraag en de warmte die het net kan leveren. In Nijmegen is de enige potentiële HT-warmtebron de Afvalenergiecentrale ARN te Weurt (zie ook Paragraaf 3.4). In de doorrekening gaan we er echter vanuit dat deze HT-warmtebron aan het middentemperatuurwarmtenet levert.

Middentemperatuurwarmtenet Voor een middentemperatuur(MT-)warmtenet is ook een nieuwe infrastructuur nodig. Een MT-warmtenet heeft een temperatuur van tussen de 55°C en 75°C en wordt meestal gevoed met LT-bronnen, waarna de temperatuur wordt opgewaardeerd met een collectieve warmtepomp. Voorbeelden van LT-bronnen zijn ondiepe geothermie (tot 1.250 meter diep, met een temperatuur van 15-40°C) en aquathermie. Bij aquathermie wordt warmte onttrokken aan water, zoals oppervlaktewater of afvalwater. Dit is doorgaans in combinatie met een wko (warmte-koudeopslag). Door het omhoog brengen van de temperatuur van het water in het warmtenet met een collectieve elektrische warmtepomp, is het water dat bij de woningen en overige gebouwen aankomt warm genoeg voor het verwarmen van HT-radiatoren en tapwater. Een MT-warmtenet kan ook een warmtebron van hogere temperatuur hebben, zoals geothermie4 of de retourleiding van een HT-warmtenet. De gebouwen moeten voor verwarmen met een MT-warmtenet wel een redelijk isolatieniveau hebben (70 kWh/m2), maar niet zo goed als bij een LT-warmtenet. De geleverde temperatuur is immers hoger, waardoor de woningen sneller opwarmen. In Nijmegen kan een MT-warmtenet, naast de ARN, gevoed worden met aquathermie uit de Waal, vanuit de Afvalenergiecentrale ARN of ondiepe geothermie (zie ook Paragraaf 3.4).

Lagetemperatuurwarmtenet Ook voor een (zeer)lagetemperatuur (ZLT-/LT-)warmtenet is een nieuwe infrastructuur nodig. Bij een LT-warmtenet gaat het om warmte met een temperatuur tussen de 30°C en 55°C. Een ZLT-warmtenet, of bronnet, heeft een temperatuur van maximaal 30°C. Bij een ZLT-warmtenet moet de temperatuur van de warmte nog omhoog gebracht worden met een indivi________________________________ 4

11

Afhankelijk van de diepte kan geothermie warmte leveren van 70-90ºC.

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

duele warmtepomp in het gebouw. LT-warmtebronnen zijn bijvoorbeeld warmte uit bedrijfsprocessen, waterzuiveringsinstallaties, datacenters, bodemenergie of aquathermie. Gebouwen moeten zeer goed worden geïsoleerd, namelijk naar een isolatieniveau van 50 kWh/m2. Daarnaast moet worden overgeschakeld op een LT-afgiftesysteem (bijvoorbeeld vloerverwarming of LT-radiatoren) en is er een aparte voorziening nodig voor warmtapwater. In Nijmegen zijn we uitgegaan van aquathermie uit de Waal of ondiepe geothermie om een ZLT- of LT-warmtenet te voeden (zie ook Paragraaf 3.4).

2.4

Isoleren We rekenen met verschillende isolatiepakketten. Elk pakket bevat een aantal maatregelen, maakt de woning geschikt voor een bepaald temperatuurniveau, leidt tot een bepaalde warmtevraag en brengt bepaalde investeringskosten met zich mee. Deze isolatiepakketten met bijbehorend temperatuurniveau, warmtevraag en investeringskosten komen uit een studie van Merosch (2020). We rekenen met vier isolatieniveaus; 1. Huidige isolatie: • in de meeste gevallen betekent dit dat de woning geschikt is voor verwarming op het HT-niveau; • de warmtevraag is gelijk aan de huidige warmtevraag (zie Paragraaf 2.2); • dit isolatiepakket brengt geen kosten met zich mee. 2. Isolatie naar het MT-niveau: • de woning is geschikt voor verwarming op het MT-niveau; • de warmtevraag na isolatie van de woning is 70 kWh/m 2; • dit niveau is vergelijkbaar met het oude energielabel C. 3. Isolatie naar het LT-niveau: • de woning is geschikt voor verwarming op het LT-niveau; • de warmtevraag na isolatie van de woning is 50 kWh/m 2; • dit niveau is vergelijkbaar met het oude energielabel B. 4. Isolatie naar het BENG-niveau: • de woning is geschikt voor verwarming op het LT-niveau; • de warmtevraag na isolatie van de woning is 30 kWh/m 2; • dit niveau is vergelijkbaar met het oude energielabel A.

12

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

3 Nationale kosten voor aardgasvrij verwarmen 3.1

Wat zijn nationale kosten? In het Klimaatakkoord is afgesproken dat gemeenten hun keuze voor een aardgasvrije warmteoplossing onder andere programmeren op basis van de laagste nationale kosten. Nationale kosten zijn de totale kosten voor de maatschappij van alle maatregelen die nodig zijn om ergens (bijvoorbeeld in een buurt) over te stappen op een aardgasvrije warmtetechniek, ongeacht wie die kosten betaalt. Dit zijn de kosten over de gehele keten: — Productie: kosten voor het in gebruik nemen van warmtebronnen. — Distributie: kosten voor het eventueel aanleggen van een warmtenet, verzwaren van het elektriciteitsnet, aanpassen of verwijderen van het gasnet. — Gebouwmaatregelen: kosten voor de warmte-installatie en isolatiemaatregelen. — Consumptie: inkoop van energie (zoals elektriciteit en warmte). Deze nationale kosten wijken af van de kosten die de verschillende partijen in de keten dragen. De verschillende partijen hebben te maken met tarieven, in plaats van daadwerkelijke kosten. Gebruikerskosten zijn de kosten die iedereen dagelijks ervaart en die mensen en bedrijven elkaar betalen, dus kosten inclusief winstopslagen, belastingen (btw en andere belastingen) en heffingen (zoals accijns op benzine), etc. In Tekstkader 2 staat een voorbeeld van het verschil tussen nationale kosten en eindgebruikerskosten.

Door de nationale kosten te bepalen, kunnen technieken objectief met elkaar vergeleken worden, zonder dat de keuze wordt beïnvloed door huidige marktwerking, winstoogmerken, belastingen en subsidies. De warmtetechniek met de laagste nationale kosten is dus niet vanzelfsprekend de warmtetechniek met de laagste kosten voor bewoners. Vanuit de gedachte dat de kosten uiteindelijk worden doorberekend aan de eindgebruikers, kan het echter wel een logische keuze zijn te richten op de warmtetechniek met de laagste nationale kosten.

13

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Tekstkader 2 - Voorbeeld: verschil nationale kosten en eindgebruikerskosten Een buurt wordt aangesloten op een warmtenet. De kosten voor deze aanpak bestaan onder andere uit het aanleggen van een warmtenet, het plaatsen van installaties in de woning om van de warmte gebruik te maken, het aanbrengen van eenvoudige isolatie om de warmte beter binnen te houden en de kosten voor het gebruik van warmte. Bij nationale kosten worden al deze kosten bij elkaar opgeteld. Er wordt geen rekening gehouden met het feit dat de warmteleverancier de kosten voor het aanleggen uiteindelijk doorrekent naar een woningeigenaar: de kosten worden gemaakt, en bij wie de kosten terechtkomen is voor deze berekening niet relevant. Op deze wijze kunnen verschillende technieken, waarbij er andere regels gelden over eigendom en doorrekenen van kosten, objectief met elkaar worden vergeleken. De kosten voor een bewoner zijn slechts deels gerelateerd aan deze nationale kosten. Een bewoner draagt enkel de kosten aan installaties en woningisolatie, en betaalt verder een energierekening. Hiernaast kan een bewoner gebruik maken van subsidies waardoor de kosten voor hem lager worden. Op basis van deze kostenberekening bepaalt een woningeigenaar of hij een warmtetechniek kan en wil betalen. De totale investering die dit vraagt is hiermee echter buiten beeld.

De kosten van een bewoner worden weergegeven door middel van de eindgebruikerskosten. Deze methodiek kijkt enkel naar de kosten voor de eindgebruiker. De eindgebruikerskosten zijn lastig te bepalen: deze hangen erg af van de op dat moment aanwezige subsidies, de wijze waarop kosten worden doorberekend aan de klant, welke winstmarges partijen hiervoor willen vragen, et cetera. De berekende eindgebruikerskosten zijn daarmee altijd slechts een indicatie, en zullen daarmee ook nog altijd verschillen van de daadwerkelijke kosten.

3.2

Methode Buurtniveau als basis Er zijn verschillende soorten oplossingen om de warmtevraag van gebouwen klimaatneutraal in te vullen. Sommige oplossingen zijn individueel, andere oplossingen zijn collectief. Wat de kostenoptimale oplossing per buurt is, hangt sterk af van het type, de eigenschappen en mogelijkheden van de gebouwen in de buurt. Gaat het bijvoorbeeld om dichtbebouwde historische binnensteden, recente hoogbouw, een dorpskern, buitengebied of bedrijventerrein? En zijn er mogelijkheden voor restwarmte, geothermie, wko of groengas? CEGOIA maakt daarom berekeningen op buurtniveau (CBS-indeling), waarbij de karakteristieken van een buurt worden gebruikt als input voor het model. Hierbij valt te denken aan het type bebouwing (gestapeld, grondgebonden, gemiddeld oppervlak, woningtype), het bouwjaar van de gebouwen, de gebouwfuncties (woningen, kantoren, winkels, etc.) en de dichtheid van de bebouwing (aantal gebouwen per hectare).

Totale jaarlijkse kosten Om een vergelijking te kunnen maken tussen de kosten van de verschillende technieken, worden alle investeringen omgerekend naar jaarlijkse kosten en opgeteld bij de onderhoudskosten en energiekosten. Het omrekenen van de investeringen naar jaarlijkse kosten wordt gedaan door middel van een specifieke discontovoet en een afschrijftermijn (zie Bijlage C). Er wordt hierdoor ook rekening gehouden met het doen van vervangingsinvesteringen.

14

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Combinatie woningen en utiliteit Buurten kunnen bestaan uit enkel woningbouw of utiliteitsbouw, maar vaak is het een mix van beide. In het CEGOIA-model worden aparte berekeningen gemaakt voor het gedeelte woningbouw en utiliteitsbouw in dezelfde buurt, maar de uitkomsten moeten uiteindelijk wel op elkaar aansluiten. Het is bijvoorbeeld niet logisch om in een gemixte buurt een warmtenet aan te leggen voor de utiliteitsgebouwen en de woningen over te laten stappen op elektrische warmtepompen. Het model legt de uitkomsten van de woningbouw en utiliteitsbouw naast elkaar en zorgt ervoor dat er dezelfde energie-infrastructuur is in de hele buurt. Een uitzondering hierop zijn een verzwaard elektriciteitsnet en een ZLT-net. Deze verschillende energie-infrastructuren mogen binnen een buurt worden gecombineerd. Een voorbeeld hiervan is dat de woningen een verzwaard elektriciteitsnet krijgen en de utiliteit een ZLT-net met wko.

Kostenoptimalisatie voor de hele gemeente, gegeven de beschikbaarheid van bronnen Met het CEGOIA-model worden voor elke buurt alle mogelijke combinaties doorgerekend van isolatieniveau van de gebouwen en warmtetechniek, inclusief de daarbij behorende kosten van energie-infrastructuur. Vervolgens wordt er een kostenoptimalisatie uitgevoerd om een eindbeeld van de warmtevoorziening te bepalen. Bij deze optimalisatie rekent het model uit welke verdeling van beschikbare warmtebronnen en energiedragers over de buurten leidt tot de laagste nationale kosten voor de hele gemeente.

Wat zit er niet in het model Een model is altijd een versimpeling van de werkelijkheid. Om de resultaten van de analyse goed te interpreteren is het van belang om te weten dat het model onder andere geen rekening houdt met het volgende: — De ruimtelijke inpasbaarheid van verschillende warmteoplossingen. — Huidige status van installaties in gebouwen en de energie-infrastructuur5. — Schaalvoordelen die ontstaan als een warmtenet groter wordt. — Organisatorische uitvoerbaarheid (de ene oplossing is organisatorisch eenvoudiger te realiseren dan de ander). — De kosten van de transportleiding tussen de warmtebron en de buurten waarin de warmte wordt toegepast. Er wordt geen tracé bepaald.

3.3

Beschikbaarheid van gasvormige energiedragers Groengas en waterstof zijn energiedragers die op termijn aardgas mogelijk kunnen vervangen als brandstof voor de warmtevoorziening in de gebouwde omgeving. Groengas en waterstof zullen zeker tot 2030 echter geen significante rol kunnen spelen in de verduurzaming van de gebouwde omgeving. Ook de toekomstige beschikbaarheid en prijs van deze gassen is zeer onzeker, waardoor waterstof en groengas ook na 2030 voor de gebouwde omgeving naar verwachting alleen een logische optie zijn als er geen andere reële warmtealternatieven voorhanden zijn (Ministerie van BZK, 2021).

________________________________ 5

Denk hierbij aan of de installatie al aan het einde van zijn levensduur is of dat de infrastructuur al economisch is afgeschreven.

15

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Groengas Groengas wordt geproduceerd uit biogas. Biogas is brandbaar gas uit biomassa. Biogas kan niet rechtstreeks gebruikt worden in bestaande installaties op aardgas, hiervoor moet het eerst opgewerkt worden naar aardgaskwaliteit. Dit is groengas. Het gemakkelijkst voor de bewoners en gebouweigenaren is als aardgas wordt vervangen door groengas. Groengas heeft dezelfde kwaliteit als aardgas, dus zijn er geen aanpassingen nodig aan het gebouw of aan de infrastructuur. Wel is het vanuit het oogpunt van comfort en energiebesparing wenselijk dat het gebouw enigszins is geïsoleerd. Groengas kan worden gebruikt in de hr-ketel of de hybride warmtepomp. De potentiële groengasproductie in Nederland, ligt ver onder de huidige aardgasvraag (CE Delft, 2021). In het Klimaatakkoord heeft de groengassector het streven uitgesproken om in Nederland 70 PJ groengas te produceren in 2030. Dit is ongeveer 6% van de huidige aardgasvraag. Het is nog onbekend of deze ambitie gehaald wordt, maar groengas zal sowieso een schaars product blijven. Daarnaast is het lastig om al toekomstbestendig groengas te alloceren aan bepaalde sectoren. Aangezien er voor de industrie en transportsector minder alternatieven zijn dan voor de gebouwde omgeving, is het zeer de vraag hoeveel groengas er over zal blijven voor verwarming in de gebouwde omgeving.

We gaan in deze analyse in het basisscenario uit van de een beschikbaarheid van 1,6 bcm (56 PJ) groengas voor de gebouwde omgeving (excl. industrie) voor Nederland (CE Delft, 2023) in het basisscenario. Naar rato van het huidig aardgasverbruik van de gebouwde omgeving in Nijmegen ten opzichte van huidig aardgasverbruik van de gebouwde omgeving in heel Nederland komt dit neer op 0,5 PJ voor Nijmegen.

Waterstof Waterstof komt niet op grote schaal als molecuul in de natuur voor, maar kan worden geproduceerd uit aardgas, waarbij CO₂ vrijkomt (‘grijze waterstof’), maar kan ook klimaatneutraal zijn. Dit kan door CO₂ af te vangen en op te slaan (‘blauwe waterstof’) of door waterstof direct te produceren uit duurzame elektriciteit of vergassing van biomassa (‘groene waterstof’). Waterstof opgewekt uit duurzame elektriciteit heeft in Nederland een beperkt productiepotentieel. De ambitie van de overheid is om in 2030 250-350 kton aan waterstof te produceren in Nederland. Dit is 30-40% van de hoeveelheid waterstof die nu in Nederland wordt gemaakt uit aardgas voor gebruik in de industrie. De rijksoverheid en natuurorganisatie Natuur en Milieu hebben aangegeven waar waterstof het meest zinvol kan worden ingezet (Ministerie van EZK, 2020). Dit is allereerst in de industrie en voor het zwaar transport omdat hiervoor geen goede alternatieven voorhanden zijn. Daarom nemen we waterstof niet mee in deze analyse (CE Delft, 2020).

3.4

Warmtebronnen in Nijmegen Geothermie Een potentieonderzoek van geothermie in Gelderland laat zien dat een deel van Nijmegen technisch een redelijke tot goede kans heeft om diepe geothermie te gebruiken voor warmtevoorziening. Het gaat hier om warmte uit de Rotliegend Formatie (Witteveen+Bos & PanTerra, 2022). Uiteindelijk is het nog onzeker of en hoe geothermie gebruikt zou kunnen worden voor warmtevoorziening in Nijmegen. Voor de kostenberekeningen zijn wij

16

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

uitgegaan van de beschikbaarheid van ondiepe (lage temperatuur) geothermie in heel Nijmegen.

ARN De Afvalenergiecentrale ARN te Weurt is voor Nijmegen de enige potentiële HT-warmtebron. Deze levert maximaal 120°C. Van de drie warmtebronnen in Nijmegen rekenen we alleen met een limiet voor warmte van de ARN. Wij gaan uit van een vermogen van maximaal 85 MW voor de gemeente Nijmegen in het basisscenario. Of het volledige vermogen van de ARN in de toekomst echt beschikbaar is voor Nijmegen is nog niet bekend. Naast de HT-warmte kan de ARN in de toekomst waarschijnlijk ook nog extra warmte produceren uit de rookgassen, in de ordegrootte van 6 MW.

Aquathermie Bij aquathermie wordt er thermische energie (warmte en soms koude) gewonnen uit water. De warmte die hieruit gewonnen kan worden is tussen de 7 en 25°C en is daarmee een zeerlagetemperatuurbron (ZLT). De warmte wordt vooral gewonnen als het warm is en opgeslagen in een wko-systeem tot de winter. Alhoewel aquathermie een bestaande techniek is, wordt deze op dit moment nog niet veel toegepast. Factoren die hierbij een rol spelen zijn de relatief hoge investeringskosten, kennis van de lokale situatie en het isolatieniveau van de gebouwen. Aquathermie is vooral kansrijk in nieuwbouw, mede vanwege de goede isolatiegraad. Als de warmte collectief opgewaardeerd wordt, kan aquathermie ook als bron dienen voor een MT-warmtenet (hiervoor is wel elektriciteit nodig). Aquathermie wordt meestal gebruikt in combinatie met een warmte-koudeopslag (wko), het is daarom van belang dat de bodem hiervoor geschikt is. Aquathermie kent verschillende varianten: thermische energie uit oppervlaktewater (TEO), afvalwater (TEA) en drinkwater (TED). De rioolwaterzuiveringsinstallatie van Nijmegen is gelegen naast de ARN en zou in de toekomst een extra warmtebron (TEA) kunnen vormen voor Nijmegen. Deze wordt niet expliciet als optie genoemd in de expertreview warmtenetstrategie van Berenschot (2023), maar wel in hun eerdere warmtenetstrategie (Innoforte & Berenschot, 2019).

Wij hebben de rioolwaterzuiveringsinstallatie niet meegenomen in de berekening. Nijmegen heeft voldoende oppervlaktewater beschikbaar vanuit de Waal en het MaasWaalkanaal voor TEO. In onze berekening nemen wij deze optie mee als ongelimiteerde warmtebron voor buurten in een straal van 500 meter.

Warmte-koudeopslag (wko) Voor seizoensopslag kun je gebruikmaken van een aquifer in de bodem. Dit is een waterlaag in de ondergrond waar de warmte (of koude) in opgeslagen kan worden. Een wko-systeem maakt hiervan gebruik. Zomers wordt er warm water de grond in gepompt en wordt koud water onttrokken. In de winter wordt de zomerwarmte weer uit de grond opgepompt en wordt de koude voor de zomer terug gestopt. Vaak gebeurt dit in combinatie met een warmtepomp. Hiermee is deze techniek dus vooral interessant als er zowel een warmte- als koudevraag is, en dus vooral geschikt voor kantoren en meerdere, goed geïsoleerde woningen. Bij een wko-systeem zijn de vaste kosten relatief hoog, waardoor het wenselijk

17

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

is om deze over zo veel mogelijk verbruik (warmte en koude) te delen. Deze optie is dan ook vooral geschikt voor grootschaliger systemen en minder goed voor een enkele woning. In Nijmegen is de toepassing van wko niet toegestaan in het verbodsgebied als gevolg van drinkwaterwinning in de buurt Brakkenstein en omgeving.

3.5

Aannames per scenario Deze paragraaf begint met een overzicht van de belangrijkste aannames die zijn gebruikt in de basisdoorrekening van de nationale kosten. Een volledig overzicht van alle gebruikte parameters is opgenomen in Bijlage A. Naast het basisscenario hebben we ook een aantal andere scenario’s doorgerekend om inzicht te kunnen geven in het effect van de onzekerheid op de verschillende aannames.

Overzicht aannames in het basisscenario — Zichtjaar: De nationale kosten zijn berekend voor het zichtjaar 2035. Dit betekent dat er in de kostenberekeningen rekening is gehouden met de verwachte kosten van installaties en klimaatneutrale energiedragers in 2035. Voor de bepaling van de toekomstige energiekosten gebruiken we de voorspellingen van de KEV (PBL, 2023a). Voor de investeringen gebruiken we de huidige investeringen met een indexatie van 2% per jaar. — Beschikbaarheid gas: Voor de berekening van de nationale kosten zijn we uitgegaan van een aardgasvrij Nijmegen (dus zonder aardgas) en een beperkte hoeveelheid groengas (zie ook Paragraaf 3.2). — Isolatieniveau: We gaan ervanuit dat de woningen in Nijmegen de komende jaren een isolatieslag maken en in 2035 minimaal geïsoleerd zijn naar MT-niveau (ongeveer label C). — Beschikbaarheid warmte: Voor ondiepe geothermie en aquathermie uit de Waal hebben we aangenomen dat deze kunnen voorzien in de vraag van Nijmegen. Voor berekening van de nationale kosten hebben we de warmte uit de ARN gelimiteerd. In het basisscenario gaan we uit van 85 MWth6.

Verschillen in aannames per scenario’s Tabel 2 geeft een overzicht van de verschillen in aannames per scenario voor berekening van de nationale kosten met CEGOIA. Tabel 2 – Verschillen in scenario-instellingen CEGOIA Scenario

Hoeveelheid groengas

Elektriciteitskosten

Isolatieniveau

Hoeveelheid warmte van de ARN

Basis

0,5 PJ (zie 3.3)

23,3 €/GJ (KEV midden)

Minimaal MT

85 MW

Geen groengas

0,0 PJ

23,3 €/GJ

Minimaal MT

85 MW

Hoge elektriciteitskosten

0,5 PJ

29,8 €/GJ (KEV hoog)

Minimaal MT

85 MW

________________________________ 6

Dit is de huidige capaciteit vanuit de ARN. De warmte uit de ARN zal echter niet enkel voor Nijmegen worden gebruikt, maar ook voor de buurtgemeenten. Hoeveel er voor Nijmegen beschikbaar zal zijn in de toekomst is nog niet bekend.

18

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

3.6

Geen minimaal isolatieniveau

0,5 PJ

23,3 €/GJ

Geen minimum

85 MW

Geen minimaal isolatieniveau en geen ARN

0,5 PJ

23,3 €/GJ

Geen minimum

0 MW

Warmtetechniek per buurt De verdeling van warmtetechnieken die leidt tot de laagste nationale kosten voor de gehele gemeente Nijmegen7 verschilt per scenario. We vergelijken het basisscenario met de alternatieve scenario’s. Het is van belang om rekening te houden met het feit dat de gepresenteerde kosten een resultaat zijn van modelberekeningen. In iedere modelberekening zit een vorm van onzekerheid. De resultaten zijn dus geen absolute waarheid, maar een schatting op basis van de best beschikbare informatie en zeer afhankelijk van de aannames die gedaan zijn. In de praktijk betekent dit dat modelresultaten nuttig zijn om mee te nemen in de afweging tussen aardgasvrije technieken, maar dat dit geen absolute zekerheid biedt. Het is dus van belang om met die bril de resultaten te interpreteren.

Basisscenario De verdeling van warmtetechnieken die in het basisscenario leidt tot de laagste nationale kosten zijn weergegeven in Figuur 1. De kosten zijn berekend met de aannames van het basisscenario (zie Paragraaf 3.5). Bij de toewijzing van technieken wordt rekening gehouden met de beschikbare hoeveelheid warmte en groengas. De hybride warmtepomp heeft voor veel buurten de laagste nationale kosten, maar door de beperkte hoeveelheid groengas kan deze niet overal worden toegewezen. De warmtepomp is de meest voorkomende techniek. Voor 25 buurten komen op een elektrische warmtepomp uit en in tien buurten wordt de hybride warmtepomp toegewezen. De drie buurten die een warmtenet krijgen toegewezen maken gebruik van de warmte van de ARN. Deze drie buurten maken hierbij gebruik van 17,6 MW van het vermogen van de ARN (zie tabel in Bijlage A). Bij deze modeluitkomst zijn de drie warmtebuurten verspreid over de stad. De kosten van de transportleiding tussen de warmtebron en de buurten waarin de warmte wordt toegepast zijn niet berekend in dit eindbeeld. Bij bepaling van een werkelijk tracé zal deze afstand een grote rol spelen.

________________________________ 7

De drie noordelijkste buurten van Nijmegen (Oosterhout, Ressen en Lent) zijn niet weergegeven, omdat hier al warmtenet ligt en deze al (grotendeels) aardgasvrij zijn. Voor de woningen in deze buurten die nog niet zijn aangesloten op het warmtenet is geen berekening gedaan. De buurten Vogelzang, Westkanaaldijk en Bijsterhuizen zijn niet weergegeven omdat het merendeel van de gebouwen hier industrieel zijn.

19

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Figuur 1 – De verdeling van warmtetechnieken op basis van laagste nationale kosten in het basisscenario

De verschillen tussen de nationale kosten van de technieken zijn soms erg klein. Het nadeel van de uitkomst op de kaart is dat het verschil met het eerstvolgende alternatief niet zichtbaar is. In sommige buurten liggen de kosten van het warmtenet en een warmtepomp namelijk erg dicht bij elkaar. Als dit verschil kleiner is dan 10% is er geen duidelijke voorkeur op basis van de kosten. In Figuur 2 is het relatieve kostenverschil gegeven tussen de uitkomst in Figuur 1 en het eerstvolgende beschikbare alternatief. Aangezien groengas al volledig is toebedeeld in het eindbeeld is dit alternatief een warmtenet of elektrische warmtepomp. De hybride warmtepomp is niet meer beschikbaar als alternatief. Voor een derde van de buurten is het kostenverschil 10% of kleiner. Voor de helft van de buurten ligt het kostenverschil tussen de 10 en 20%. Voor de buurten die in het basisscenario groengas toegewezen hebben gekregen is het kostenverschil altijd meer dan 10%.

20

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Figuur 2 – Relatieve verschil in nationale kosten tussen uitkomst in het basisscenario en het eerstvolgende beschikbare alternatief

21

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Geen groengas In dit scenario is er helemaal geen groengas beschikbaar en is het dus niet mogelijk om te verwarmen met een hybride warmtepomp. Vergeleken met het basisscenario worden er drie extra buurten (Biezen, Benedenstad en Goffert) aangesloten op het warmtenet, gevoed door de ARN. In de rest van de buurten wordt een luchtwarmtepomp toegewezen. Figuur 3 - De verdeling van warmtetechnieken o.b.v. laagste nationale kosten in het scenario zonder groengas

22

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Hoge elektriciteitskosten De technieken per buurt die volgen uit de berekening met hogere elektriciteitskosten verschillen weinig van het beeld dat volgt uit het basisscenario. Door de hogere elektriciteitskosten is er één buurt (Groenewoud) waarin het warmtenet van de ARN goedkoper is in vergelijking met de luchtwarmtepomp die in het basisscenario wordt toegewezen. Het effect van de hogere elektriciteitskosten is beperkt, omdat de energiekosten van een warmtepomp maar een klein deel zijn van de totale kosten. Het merendeel van de kosten bestaan uit de investering in installatie en de extra isolatie die nodig is. Door het hoge rendement van de warmtepomp blijven de energiekosten beperkt. Figuur 4 - De verdeling van warmtetechnieken o.b.v. laagste nationale kosten in het scenario met hoge elektriciteitskosten

23

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Geen minimaal isolatieniveau In het basisscenario nemen we aan dat de woningen minstens worden geïsoleerd naar een warmtevraagniveau van 70 kWh/m2 (ongeveer het oude energielabel C) en daarmee verwarmd kunnen worden op midden temperatuur. In dit scenario gaan we uit van de huidige isolatiegraad van de woningen en bepaald de modeloptimalisatie op laagste nationale kosten welke aanvullende isolatie er nodig is. Dit scenario verschilt het meest met het basisscenario. Het merendeel (21) van de buurten in gemeente Nijmegen komt op een warmtenet uit. Het vermogen van de ARN wordt helemaal opgebruikt in dit scenario. Er zijn drie buurten waarbij de hybride warmtepomp werd toegewezen in het basisscenario en waarbij dat in dit scenario ook zo is: Kwakkenberg, Hengstdal en Bottendaal. Figuur 5 - De verdeling van warmtetechnieken o.b.v. laagste nationale kosten in het scenario zonder minimaal isolatieniveau

24

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Geen minimaal isolatieniveau en geen ARN In het vorige scenario, waarbij er geen minimaal isolatieniveau van de woningen is aangenomen, werd de warmte uit de ARN volledig gebruikt. De beschikbare warmte vanuit de ARN is onzeker en op de lange termijn is verduurzaming van de warmtebron gewenst. Om de mogelijkheden van duurzame warmte te onderzoeken is in dit scenario zonder minimaal isolatieniveau gerekend en zonder warmte uit de ARN. Een MT- of LT-net op basis van aquathermie of ondiepe geothermie zijn duurder dan een warmtenet met de ARN als bron. De optimalisatie op nationale kosten laat zien dat een warmtepomp dan goedkoper is. Vanwege de beperkte beschikbaarheid van groengas worden komen de meeste buurten uit op een elektrische warmtepomp. Voor acht buurten in Nijmegen wordt de hybride warmtepomp toegewezen, veelal zijn deze buurten hetzelfde als de buurten met hybride warmtepomp in het basisscenario. Figuur 6 - De verdeling van warmtetechnieken o.b.v. laagste nationale kosten in het scenario zonder minimaal isolatieniveau en zonder warmte uit de ARN

25

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

3.7

Conclusies nationale kosten Voor de meeste buurten in Nijmegen heeft een hybride warmtepomp de laagste nationale kosten in een aardgasvrij eindbeeld voor 2035. Echter zal in 2035 niet genoeg groengas beschikbaar zijn om al deze buurten te voorzien. Door de beperking op groengas laat het eindbeeld in het basisscenario voor de meeste buurten een elektrische warmtepomp zien. De nationale kosten voor de elektrische warmtepomp en een warmtenet blijken in veel buurten dicht bij elkaar te liggen. Voor een derde van de buurten is het kostenverschil tussen de uitkomst in het basisscenario en het eerstvolgende beschikbare alternatief 10% of kleiner. In deze buurten zullen andere factoren dan de nationale kosten doorslaggevend zijn. Voor de helft van de buurten is dit kostenverschil tussen de 10 en 20%. Het eindbeeld blijkt gevoelig voor de aanname dat woningen minstens al isoleren naar een niveau van 70 kWh/m2 (ongeveer het oude energielabel C). Als er geen minimaal isolatieniveau wordt aangenomen laat het eindbeeld juist veel potentie zien voor een warmtenet met de ARN als bron. Als de woningen niet verder worden geïsoleerd heeft dit warmtenet in veel buurten de laagste nationale kosten. De beschikbare warmte uit de ARN wordt in dit scenario volledig toegewezen.

De aanname uit het basisscenario dat woningen wel verder geïsoleerd zullen worden, leidt er toe dat de warmtepomp lagere nationale kosten heeft in veel buurten. Een warmtenet op aquathermie of ondiepe geothermie heeft hogere nationale kosten dan een warmtenet met warmte uit de ARN. Als we aannemen dat er geen warmte uit de ARN beschikbaar is, blijkt in de meeste buurten de elektrische warmtepomp goedkoper dan een warmtenet.

26

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

4 Eindgebruikerskosten voor aardgasvrij verwarmen 4.1

Wat zijn eindgebruikerskosten? De eindgebruikerskosten zijn alle kosten die een bewoner of pandeigenaar betaalt voor de omschakeling naar aardgasvrij verwarmen. De eindgebruikerskosten verdelen we in twee categorieën: investeringskosten en doorlopende kosten. De investeringskosten bestaan onder andere uit de aanschaf van installaties en isolatie. Onder de doorlopende kosten vallen de kosten voor energie en onderhoud. Daarnaast zijn er subsidies en belastingen. Om de technieken onderling te kunnen vergelijken, rekenen we de totale kosten om naar jaarlijkse kosten. De jaarlijkse kosten van investeringen worden berekend op basis van de marktrente en afschrijvingstermijn (zie Bijlage D) die voor de eindgebruiker van toepassing is. De eindgebruikerskosten zijn afhankelijk van beleid. Wie de nationale kosten uiteindelijk betaalt en met name hoe die kosten over burgers, bedrijven en overheden verdeeld worden, hangt af van hoe en welke belastingen, heffingen en subsidies worden ingezet en hoe wetten en regelingen worden aangepast. Dat zorgt ervoor dat er grote onzekerheden zitten in de eindgebruikerskosten. Beleid is, zeker in het huidige politieke klimaat, veranderlijk en de keuzes over wie welke kosten draagt zijn nog lang niet allemaal gemaakt. Dit onderzoek houdt bij het berekenen van de eindgebruikerskosten de bestaande/aangekondigde regelgeving aan.

Het belangrijkste verschil met de nationale kosten, is dat de eindgebruikerskosten rekening houden met alle kosten en opbrengsten die specifiek zijn voor de eindgebruiker, wat betekent dat deze ook tarieven, belastingen en subsidies omvatten. De eindgebruikerskosten geven inzicht in de rekening die de eindgebruiker uiteindelijk betaalt bij verschillende warmtetechnieken. Deze informatie kan worden gebruikt bij de discussie over de betaalbaarheid van de energietransitie. Wat niet in de berekeningen is meegenomen, is dat investeringen een positief effect kunnen hebben op de waarde van een woning of gebouw. De berekening van de eindgebruikerskosten is alleen gedaan voor de woningen niet voor de utiliteit.

4.2

Methode Om de eindgebruikerskosten van de verschillende aardgasvrije warmtetechnieken te berekenen, hebben we het CEKER-model (CE-kosten voor eindgebruikers rekentool) van CE Delft gebruikt. Grofweg ziet de berekening er als volgt uit: — Elke buurt bestaat uit een verzameling van verschillende typen woningen, uit verschillende bouwjaren, en met een verschillend isolatieniveau. Daarnaast bestaan er ook verschillende vormen van eigenaarschap: koopwoningen, particuliere huurwoningen en sociale huurwoningen. Voor elke woning (type, bouwjaar, label en eigenaarschap) is berekend wat de eindgebruikerskosten zijn voor een specifieke warmtetechniek. — Vervolgens hebben we deze kosten bij elkaar opgeteld en gedeeld door het aantal woningen in een buurt.

27

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

— Het eindresultaat geeft de gemiddelde eindgebruikerskosten van een warmtetechniek in de buurt weer. Dit betekent dat deze inschatting niet geldt voor individuele eindgebruikers. Figuur 7 geeft een overzicht van de verschillende kostencomponenten die worden meegenomen in het CEKER-model van CE Delft. Figuur 7 - Overzicht kostencomponenten CEKER-model

Bij het berekenen van de gemiddelde eindgebruikerskosten per buurt hebben we, zoals hiervoor genoemd, rekening gehouden met de verhouding huurder en bewoner-eigenaren in een buurt. Bewoner-eigenaren dragen zowel de kosten voor de investeringen als de doorlopende kosten zoals de energierekening. Voor huurders geldt vaak dat een gedeelte van de investeringen wordt gedaan door de verhuurder. Echter worden niet alle investeringen door de verhuurder gedaan. Hoe verhuurders de investeringen doorberekenen in de huurprijs is op voorhand niet te zeggen.

4.3

Aannames per scenario Deze paragraaf begint met een overzicht van de belangrijkste aannames die zijn gebruikt in de basisdoorrekening van de eindgebruikerskosten. Een volledig overzicht van alle gebruikte parameters is opgenomen in Bijlage D. Naast het basisscenario hebben we ook een aantal andere scenario’s doorgerekend om inzicht te kunnen geven in het effect van de onzekerheid op de verschillende aannames. Deze worden onderaan deze paragraaf beschreven.

Overzicht aannames in het basisscenario — Zichtjaar: De berekeningen zijn gedaan met de kosten en tarieven die we verwachten in het jaar 2035. Voor de bepaling van de toekomstige energiekosten gebruiken we de voorspellingen van de KEV (PBL, 2023a). Voor de investeringen gebruiken we de huidige investeringen met een indexatie van 2% per jaar. — Beschikbaarheid gas: Voor de eindgebruikerskosten hebben we zowel gerekend met de kosten van aardgas (ter referentie) als met groengas. In het basisscenario is geen rekening gehouden met een beperking op de beschikbaarheid van groengas. Er is wel een scenario doorgerekend zonder groengas en aardgas. — Isolatieniveau: We gaan ervanuit dat de woningen in Nijmegen de komende jaren een isolatieslag maken en in 2035 minimaal geïsoleerd zijn naar MT-niveau (ongeveer label C).

28

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

— Aansluitkosten warmte: Voor berekening van de eindgebruikerskosten hebben we de bijdrage aansluitkosten (BAK) gevarieerd. De BAK zijn de éénmalige kosten die een gebouweigenaar betaalt om aangesloten te worden op een warmtenet. In het basisscenario gaan we uit van een BAK van 4.000 €/woning, wat aansluit bij de huidige ISDE-subsidie voor aansluiting op een warmtenet.

Scenario’s Tabel 3 geeft een overzicht van de aannames voor berekening van de eindgebruikerskosten met CEKER. Tabel 3 – Verschillen per scenario in modelinstellingen CEKER. Variabele energietarieven in 2035 (incl. btw en energiebelasting, excl. indexatie) Scenario

Gas

Elektriciteit

Warmte

Isolatieniveau

BAK

Basis

1,53 €/m3 (groengas)

0,18 €/kWh (KEV midden)

43,56 €/GJ

Minimaal MT

BAK laagbouw en hoogbouw: 4.000 €/woning

Aardgas i.p.v. groengas

1,11 €/m3 (aardgas)

0,18 €/kWh

43,56 €/GJ

Minimaal MT

BAK laagbouw en hoogbouw: 4.000 €/woning

n.v.t.

0,18 €/kWh

43,56 €/GJ

Minimaal MT

BAK laagbouw en hoogbouw: 4.000 €/woning

Hoge elektriciteitskosten

1,53 €/m3

0,21 €/kWh (KEV hoog)

43,56 €/GJ

Minimaal MT

BAK laagbouw en hoogbouw: 4.000 €/woning

Geen minimaal isolatieniveau

1,53 €/m3

0,18 €/kWh

43,56 €/GJ

Geen minimum

BAK laagbouw en hoogbouw: 4.000 €/woning

Hoge BAK

1,53 €/m3

0,18 €/kWh

43,56 €/GJ

Minimaal MT

BAK laagbouw en hoogbouw: 6.000 €/woning

Geen (groen)gas

29

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

4.4

Techniek met laagste kosten voor eindgebruiker De warmtetechniek met de laagste kosten voor de eindgebruiker verschilt per scenario. We vergelijken het basisscenario met de alternatieve scenario’s.

Basisscenario De warmtetechniek met de laagste eindgebruikerskosten in 2035 in het basisscenario is per woning weergegeven in Figuur 8. Voor ongeveer 40% van de woningen heeft de hybride warmtepomp de laagste kosten. De hybride warmtepomp op groengas is goedkoper dan de hr-ketel. Voor een derde van de woningen is een elektrische warmtepomp het goedkoopst. Het warmtenet is voor een vijfde deel van de woningen het goedkoopst. Figuur 8 – Warmtetechniek met de laagste eindgebruikerskosten in het basisscenario

30

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Aardgas in plaats van groengas In 2035 zal aardgas nog niet verdwenen zijn uit de gebouwde omgeving. Daarom hebben we voor de eindgebruikerskosten ook naar een scenario gekeken waarbij we uit gaan van de aardgasprijs in plaats van de groengasprijs. De warmtetechniek met de laagste eindgebruikerskosten in dit scenario is per woning weergegeven in Figuur 9. Voor twee derde van de woningen heeft de hybride warmtepomp de laagste kosten, de hr-ketel is maar voor 10% van de woningen het goedkoopst. Voor een vijfde van de woning is een elektrische warmtepomp het goedkoopst. Het warmtenet is maar voor een heel klein deel van de woningen het goedkoopst. Figuur 9 - Warmtetechniek met de laagste eindgebruikerskosten in het scenario met aardgas i.p.v. groengas

31

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Geen (groen)gas In 2035 zal er niet voldoende groengas beschikbaar zijn voor de gebouwde omgeving. Daarom hebben we voor de eindgebruikerskosten ook naar een scenario gekeken waarbij we helemaal geen groengas (en geen aardgas) meenemen. De warmtetechniek met de laagste eindgebruikerskosten in dit scenario is per woning weergegeven in Figuur 10. Voor ongeveer de helft van de woningen is het warmtenet het goedkoopst en voor de andere helft een elektrische warmtepomp. Figuur 10 - Warmtetechniek met de laagste eindgebruikerskosten in het scenario zonder (groen)gas

32

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Hoge elektriciteitskosten Dit scenario verschilt niet heel veel met het basisscenario. De hybride warmtepomp blijft het goedkoopst voor 40% van de woningen. Het aantal woningen waarvoor het warmtenet goedkoper is neemt iets toe ten opzichte van het basisscenario (van ongeveer 20 naar 30%). Dit gaat ten koste van het aandeel woningen met een elektrische warmtepomp als goedkoopste oplossing. Figuur 11 - Warmtetechniek met de laagste eindgebruikerskosten in het scenario met hoge elektriciteitskosten

33

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Geen minimaal isolatieniveau In dit scenario gaan we er niet vanuit dat de woningen minimaal isoleren naar een warmtevraag niveau van 70 kwh/m2 (ongeveer label C). In tegenstelling tot wat we zagen bij de nationale kosten, scheelt dit scenario weinig met het basisscenario. Er is een kleine verschuiving van het aantal woningen met een elektrische warmtepomp als goedkoopste optie naar het aantal woningen met een warmtenet als goedkoopste optie. Figuur 12 - Warmtetechniek met de laagste eindgebruikerskosten in het scenario zonder minimaal isolatieniveau

34

240121 - Technisch-economische analyse – Juni 2024

Hoge BAK Wat de hoogte zal zijn van de aansluitbijdrage als er een warmtenet wordt aangelegd is lastig in te schatten. Daarom is er ook gerekend met een verhoging van de BAK van € 4.000 per woning naar € 6.000 per woning. De BAK heeft een groot effect op het aantal woningen waarvoor een warmtenet de goedkoopste optie is in de berekening van de eindgebruikerskosten. Ten opzichte van het basisscenario daalt het aandeel woningen met het warmtenet als goedkoopste optie van 20 naar 2%. Voor een deel komt hier de hybride warmtepomp als goedkoopste optie voor in de plaats, maar ook het aantal woningen met de elektrische warmtepomp als goedkoopste optie neemt toe ten op zichtte van het basisscenario. Figuur 13 - Warmtetechniek met de laagste eindgebruikerskosten in het scenario met een hogere BAK