Bronnenstrategie warmtenetten Nijmegen

Bronnenstrategie warmtenetten Nijmegen

Overzicht van duurzame bronnen voor de grootschalige warmtenetten

▪

▪

1

Inhoudsopgave Inhoudsopgave Voorwoord Samenvatting 1. Inleiding 1.1 Doelstelling 1.2 Scope 1.3 Leeswijzer 2. De verschillende rollen en stakeholders 2.1 Gemeente 2.2 Nationale en Europese beleidsmakers 2.3 Warmtebedrijven 2.4 Bronontwikkelaars en bevoegd gezag 3. Warmtenetten in Nijmegen 3.1 De afnemer 3.2 Infrastructuur 3.3 Benodigde bronwarmte in Nijmegen 4. Huidige warmtebron: ARN 4.1 De ARN als energieproducent 4.2 De duurzaamheid van warmte van de ARN 4.3 De toekomst van afval 5. Ontwikkelperspectief warmtebronnen 5.1 Restwarmte 5.2 Aquathermie 5.3 Geothermie 5.4 Zonthermie 5.5 Aerothermie 5.6 Overige bronnen 5.7 Warmteopslag en pieklevering 6. Scenario’s voor bronnenmix in 2050 6.1 Voorkeursvolgorde van bronnen 6.2 Ontwikkelpad met warmte uit afvalverbranding 6.3 Ontwikkelpad zonder warmte uit afvalverbranding 7. Conclusie Bijlage 1 – Praktijkvoorbeelden warmtebronnen Aquathermie Geothermie Zonthermie Aerothermie Bijlage 2 – Small Modular Reactors SMR als warmtebron Toepassing en financieringsmogelijkheden

2 3 3 7 7 8 8 9 9 10 10 11 12 12 14 15 17 17 18 20 21 22 23 26 27 28 28 30 31 31 32 34 37 39 39 39 40 40 42 42 42

2

▪ ▪

Voorwoord Met de warmtevisie 2024 zet Nijmegen een duidelijke koers uit voor het aardgasvrij maken van haar stad. In verschillende stadsdelen wordt onderzocht welke opties een warmtenet kan bieden. Eén van de aandachtspunten is de toekomstbestendigheid van het warmtenet. Hebben we nu een oplossing waarmee we daadwerkelijk tot na 2050 op een duurzame manier kunnen verwarmen? Een goed inzicht in de beschikbare bronnen is nodig om deze vraag te beantwoorden. Dat inzicht helpt ook bij het maken van systeemkeuzes, zoals waar in de stad we de overstap willen maken naar een warmtenet. Daarnaast is inzicht in bronnen nodig om onze rol te kunnen vervullen als aandeelhouder van een publiek warmtebedrijf. Voor u ligt de bronnenstrategie warmtenet 2025. We bouwen voort op bestaand en eerder onderzoek. En bieden een helder inzicht in mogelijke bronnen en ontwikkelpaden.

Samenvatting Nijmegen heeft inmiddels meer dan tien jaar ervaring met warmtenetten. Daarmee is het een belangrijke oplossing in de warmtetransitie, waarmee we toewerken naar een aardgasvrije gemeente. Doel van deze bronnenstrategie is inzicht verwerven in de beschikbare bronnen voor de warmtenetten van Nijmegen en de bronnenmix van de toekomst. Dit uitgesplitst in een tweetal scenario’s. Doel is om comfort te krijgen bij voldoende beschikbaarheid van bronnen voor het warmtenet, nu en in de toekomst. Hoofdvraag Zijn er voldoende bronnen om de warmtenetten van Nijmegen te voorzien van warmte, nu en in de toekomst, rekening houdend met de eigenschappen van de warmtenetten, steeds strengere CO2-normering en mogelijk wegvallen van afvalverbranding als warmtebron. Belangrijkste conclusies • Zolang er restwarmte uit afvalverbranding beschikbaar is ligt het voor de hand dit te gebruiken. De warmte gaat anders verloren, is van relatief hoge temperatuur en relatief goedkoop beschikbaar te stellen. • Nieuwe warmtenetten moeten ontworpen worden op een aanvoertemperatuur van maximaal 85 °C. Dan is het mogelijk om lage temperatuur bronnen in te zetten voor het warmtenet. • Op verschillende locaties in Nijmegen zijn er mogelijkheden voor de ontwikkeling van duurzame warmtebronnen. Er zijn dus alternatieven mocht afvalverbranding niet meer plaatsvinden bij de ARN.

• Op zowel het terrein van de ARN als de voormalige elektriciteitscentrale aan de Waal (Waal Energie) is er ruimte voor grootschalige ontwikkeling van duurzame bronnen. Dit kan aangevuld worden met lokale bronnen langs het tracé van de warmtenetten. • Deze bronnenstrategie biedt de basis om straks met onderbouwing warmtekavels aan te wijzen. • Daarnaast geeft het de kaders voor de invulling van onze rol als aandeelhouder van het publiek warmtebedrijf. De – nog op te stellen – bronnenstrategie van het warmtebedrijf zal in lijn zijn met deze bronnenstrategie. De hoofdvraag kan dus positief beantwoord worden: er zijn voldoende duurzame bronnen voor de warmtenetten van Nijmegen, nu en in de toekomst.

3

In verschillende hoofdstukken is uitgewerkt welke rollen er zijn, hoe het warmtenet werkt en welke bronnen beschikbaar zijn. De samenvatting daarvan is hieronder gegeven. De verschillende rollen en stakeholders Verschillende partijen hebben invloed op de ontwikkeling van duurzame bronnen: • De gemeente bepaalt straks waar nieuwe warmtenetten komen. Dit kunnen we alleen doen als we weten of er voldoende (duurzame) bronnen zijn. Vandaar dat we werken aan een bronnenstrategie. • Europees en nationaal beleid is bepalend voor de bronnenstrategie van warmtenetten. Daar wordt namelijk bepaald hoe duurzaam een bron is en welke subsidie er is voor verschillende bronnen. En dus welke bronnen financieel haalbaar gerealiseerd kunnen worden. • Warmtebedrijven bepalen zelf welke bronnen zij gebruiken. Ze kunnen dus afwijken van de gemeentelijke bronnenstrategie. Ze moeten wel een strategie uitwerken om aan leveringszekerheid- en duurzaamheidseisen te blijven voldoen. Als aandeelhouder van een publiek warmtebedrijf kunnen we als gemeente invloed uitoefenen op de bronnenstrategie van dat warmtebedrijf. Warmtenetten in Nijmegen In Nijmegen gaan we conform de warmtevisie in verschillende stadsdelen de mogelijkheden voor warmtenetten onderzoeken. Om iedereen zonder hoge kosten of overlast aan te kunnen sluiten levert dit warmtenet 70 °C bij de inwoner.

Dit betekent dat warmtebronnen voor ons warmtenet minstens 85 °C moeten produceren, rekening houdend met overdracht van warmte en verlies. Toekomstige warmtenetten moeten op zo’n manier ontworpen worden dat het mogelijk is om andere bronnen in te voeden. Dit betekent dat ze ontworpen moeten worden op een aanvoertemperatuur van maximaal 85 °C. Op dit moment zijn er in Nijmegen Noord ongeveer 10.000 woningen aangesloten op het warmtenet. De bron levert nu maximaal 30 MW warmte. Rekening houdend met de plannen uit de warmtevisie kan dit groeien tot uiteindelijk 50.000 woningequivalenten. Dan is er 80 tot 120 MW bronwarmte nodig. Huidige warmtebron: ARN Afvalverbrandingsinstallatie ARN levert nu warmte aan het warmtenet Nijmegen Noord. Het warmtenet krijgt nu vooral aftapwarmte van ARN: een deel van de warmte waarmee anders elektriciteit gemaakt zou worden wordt nu gebruikt voor het leveren van warmte aan het warmtenet. Het verlies aan elektriciteitsproductie bepaalt ook de duurzaamheid van aftapwarmte. Die elektriciteit moet dan elders geproduceerd worden. Zolang dat op een niet-duurzame manier gebeurt is aftapwarmte ook niet duurzaam. De ARN zou nog veel meer warmte kunnen leveren, vooral uit de restwarmtestromen. Deze warmte gaat nu verloren. Gebruik van deze warmte is dus volledig duurzaam. De restwarmte is wel van lagere temperatuur.

Het is nu nog onduidelijk hoeveel afval er in de toekomst is in Nederland en welke rol ARN dan speelt in de verwerking ervan. Omdat er geen garantie is over de toekomst van ARN zal ook gekeken moeten worden naar alternatieve warmtebronnen voor het Nijmeegs warmtenet.

4

▪ ▪

Ontwikkelperspectief bronnen Naast de ARN zijn er verschillende andere mogelijke warmtebronnen. Deze hebben elk een eigen ontwikkelperspectief in Nijmegen. De belangrijkste bronnen zijn restwarmte, aquathermie, geothermie, zonthermie en aerothermie. Van de meeste bronnen is de potentie in Nijmegen de afgelopen jaren in studies onderzocht. Onderstaande tabel geeft dit overzicht. Aandachtspunt is dat in de praktijk altijd gekeken zal moeten worden naar de technische, ruimtelijke en financiële mogelijkheden van het inpassen van bronnen. De hier genoemde potentie zal dus niet altijd volledig te verzilveren zijn. Temperatuur bron

Potentieel vermogen

Restwarmte – Waal Energie

10-75 °C

Onbekend op dit moment

TEO – Waal

5-20 °C

Op basis van vraag

TEO – Maas Waalkanaal

5-20 °C

1 – 5 MW per onttrekkingspunt

TEA – RWZI

10-20 °C

20 MW

TED

10-15 °C

1 - 4 MW per onttrekkingspunt

Geothermie (ondiep)

40-60 °C

2-9 MW per bron

Geothermie (diep)

-

geen potentie

Geothermie (ultradiep)

140 °C

25 MW per bron, met zeer grote onzekerheidsmarge

zonthermie

10-90 °C

Beperkt in Nijmegen

aerothermie

-5-20 °C

Op basis van vraag

Scenario’s voor bronnenmix in 2050 Met en zonder warmte uit afvalverbranding zijn er verschillende manieren om voldoende warmte ter beschikking te stellen aan de warmtenetten van Nijmegen. Zolang er warmte uit afvalverbranding beschikbaar is kan deze zoveel mogelijk gebruikt worden. In dat geval is er ruim voldoende warmte beschikbaar voor zowel Nijmegen als de omliggende regio. Onderstaande tabel geeft dit mogelijke scenario weer, waarbij zowel warmte vanuit afvalverbranding als enkele andere bronnen ontwikkeld worden. Het scenario is indicatief om aan te geven dat er verschillende mogelijkheden zijn. Jaar

warmtevraag

Aftapwarmte

Restwarmte

ARN

ARN

TEO Waal

Geothe

TEA RWZI

rmie

2025

30 MW

25-30 MW

0-5 MW

-

-

-

2035

60 MW

25-45 MW

20-30 MW

0-10 MW

-

-

2050

80-120 MW

0-45 MW

0-60 MW

0-50 MW

0-20 MW

0-20 MW

Zonder warmte uit afvalverbranding is het nodig om voldoende andere duurzame bronnen te realiseren. Op het terrein van de ARN en de voormalige elektriciteitscentrale aan de Waal is er ruimte voor het ontwikkelen van verschillende duurzame bronnen. Daarnaast kunnen er langs de warmtenetten verspreid kleinere bronnen ontwikkeld worden. Onderstaande tabel geeft dit mogelijke scenario weer. Het scenario is indicatief om aan te geven dat er verschillende mogelijkheden zijn.

5

Jaar

warmtevraa

aftapwarmte

rest-

g

ARN

warmte

TEO Waal

geother

TEA

overig

mie

RWZI

(lucht, zon,

ARN

restwarmte, kleinschalig TEO/TED)

2025

30 MW

25-30 MW

0-5 MW

-

-

-

2035

60 MW

25-45 MW

20-30 MW

0-10 MW

-

-

2050

80-120 MW

-

-

0-50 MW

0-20 MW

0-20 MW

0-50 MW

De inpassing van deze bronnen vindt zoveel mogelijk plaats langs het transportnet van het warmtenet. Zie onderstaande figuur voor een impressie van de mogelijkheden om bronnen in dit scenario te realiseren (dit is enkel indicatief ter illustratie, geen werkelijk ontwerp).

6

▪ ▪

1. Inleiding Nijmegen heeft inmiddels meer dan tien jaar ervaring met warmtenetten. Een warmtenet is een buizenstelstel waarbij warm water rechtstreek bij de gebruiker gebracht wordt, zodat de gebruiker zelf niet langer een aardgasketel nodig heeft. Daarmee is het een belangrijke oplossing in de warmtetransitie, waarmee we toewerken naar een aardgasvrije gemeente. Het water in het warmtenet kan door verschillende bronnen verwarmd worden. Het biedt daarmee ook flexibiliteit. Bronnen die nu beschikbaar zijn om warmte te leveren aan het warmtenet kunnen met de tijd vervangen worden door alternatieven, als nieuwe inzichten, technieken of financiering beschikbaar is. De huidige hoofdbron van ons warmtenet ligt nu net buiten de gemeentegrens: de afvalverbrandingsinstallatie (AVI) in Beuningen genaamd ARN. Bij de ARN wordt afval gescheiden, gecomposteerd, gestort en wordt elk uur van het jaar afval verbrand, waarbij hitte vrijkomt. Dankzij de ARN kunnen we op groot vermogen voor een relatief lage prijs warmte beschikbaar maken voor ons warmtenet. Maar afvalverbranding roept ook vragen op.

Op welke manieren kunnen we de warmte die vrijkomt gebruiken? En is er genoeg warmte voor alle warmtenetten in zowel Nijmegen als de regio? Hoe duurzaam is het om ons afval te verbranden? Hoe lang is er nog afval beschikbaar? Deze onzekerheden vragen om een verdere uitwerking van een bronnenstrategie. Voordat we meer warmtenetten ontwikkelen moeten we weten dat er voldoende duurzame bronnen zijn, nu én in de toekomst. Helemaal zonder aardgas? Verreweg de meeste warmte in het warmtenet wordt geleverd vanuit de ARN. Dit noemen we de basisbron. Maar een klein deel van het jaar (bijvoorbeeld als het heel koud is of bij onderhoud in de ARN) komt de warmte van een aparte centrale. Dit noemen we de hulpwarmtecentrale. Daar wordt nu nog aardgas verbrand. Helemaal aardgasvrij is de warmte van het warmtenet dus nog niet. Omdat maar een klein deel van de warmte (ongeveer 5-10%) uit de hulpwarmtecentrale komt gaat deze bronnenstrategie vooral over de invulling van de basisbron. Met een duurzame basisbron wordt al heel erg op het gasverbruik bespaard. Om helemaal aardgasvrij te worden zal op termijn ook de hulpwarmtecentrale aardgasvrij worden. Meer hierover is te lezen in paragraaf 3.3 en 5.7.

1.1 Doelstelling Doel van de bronnenstrategie is inzicht verwerven in de beschikbare bronnen voor de warmtenetten van Nijmegen en de bronnenmix van de toekomst. Dit uitgesplitst in een tweetal scenario’s. Doel is om comfort te krijgen bij voldoende beschikbaarheid van bronnen voor het warmtenet, nu en in de toekomst. Hoofdvraag is dan ook: Zijn er voldoende bronnen om de warmtenetten van Nijmegen te voorzien van warmte, nu en in de toekomst, rekening houdend met de eigenschappen van de warmtenetten, steeds strengere CO2-normering en mogelijk wegvallen van afvalverbranding als warmtebron.

7

Het doel is niet om te komen tot een verdeling van bronnen op basis van specifieke hoeveelheden. Aan de ene kant is er namelijk onzekerheid over de ontwikkeling van warmtevraag en ontwikkeling van bronnen. Aan de andere kant hebben warmtebedrijven de vrijheid om zelf een keuze te maken in toe te passen bronnen. Dit schrijven wij als gemeente niet voor. Een bronnenstrategie moet toekomstbestendig en robuust zijn. We geven dan ook een overzicht van alle beschikbare bronnen rondom Nijmegen, met per bron de perspectieven om aanvullend op of ter vervanging van de ARN te fungeren. Het “Ontwikkelperspectief duurzame warmtebronnen” van het ministerie KGG1 vormt daarbij een belangrijke bron van informatie. De bronnenstrategie sluit af met twee mogelijke scenario’s van een volledige en duurzame bronnenmix in 2050.

1.2 Scope Deze bronnenstrategie heeft betrekking op de bronnen voor de grote warmtenetten van Nijmegen. Dit zijn warmtenetten die op midden temperatuur (70 °C) warmte leveren aan de eindgebruiker. In de warmtevisie zijn verschillende gebieden aangewezen waar deze warmtenetten nu warmte leveren en/of onderzoek plaatsvindt naar de haalbaarheid van deze netten. Aanpak 2, 3, 4 en 5 uit de warmtevisie hebben betrekking op deze warmtenetten (zie ook Figuur 1 uit paragraaf 3.1). Naast deze grootschalige warmtenetten zijn er delen van Nijmegen waar lage temperatuur warmtenetten gerealiseerd worden. Of waar we ruimte laten aan (hybride) warmtepompen en kleinschalige initiatieven. Deze warmtenetten zijn (veel) kleiner en maken typisch gebruik van lokale, lage temperatuur omgevingsbronnen. Voorliggende bronnenstrategie gaat niet in op de bronnen voor deze netten. Vanwege de grote verscheidenheid in kleine lage temperatuur warmtenetten en bijbehorende bronnen zal op projectbasis uitgewerkt moeten worden welke bron er voor dit soort warmtenetten geschikt is.

1.3 Leeswijzer In hoofdstuk 2 wordt een toelichting gegeven op de rol van de gemeente en andere stakeholders bij de bronnenstrategie. Dit geeft meer inzicht in wat de lezer wel en niet kan verwachten van deze strategie. In hoofdstuk 3 wordt beknopt een samenvatting gegeven van de situatie in Nijmegen met betrekking tot warmtenetten. Een warmtenet bestaat uit de afnemer, de infrastructuur en de bron. En alhoewel de bron hier centraal staat, is het voor de context nodig om ook iets over de afnemers en de infrastructuur te zeggen. Hoofdstuk 4 geeft meer informatie over de ARN als warmtebron. In hoofdstuk 5 volgt een overzicht van overige beschikbare bronnen met bijbehorende eigenschappen. Ook minder kansrijke bronnen en opslag en pieklevering van energie wordt beschreven. In hoofdstuk 6 leest u de scenario’s waarmee de Nijmeegse warmtenetten de bronnenmix richting 2050 kunnen invullen. Hoofdstuk 7 biedt de conclusies van deze strategie.

Ministerie van Klimaat en Groene groei (2024) – Ontwikkelperspectief duurzame warmtebronnen 1

8

▪ ▪

2. De verschillende rollen en stakeholders Samenvatting • De gemeente bepaalt straks waar nieuwe warmtenetten komen. Dit kunnen we alleen doen als we weten of er voldoende (duurzame) bronnen zijn. Vandaar dat we werken aan een bronnenstrategie. • Europees en nationaal beleid is bepalend voor de bronnenstrategie van warmtenetten. Daar wordt namelijk bepaald hoe duurzaam een bron is en welke subsidie er is voor verschillende bronnen. En dus welke bronnen financieel haalbaar gerealiseerd kunnen worden. • Warmtebedrijven bepalen zelf welke bronnen zij gebruiken. Ze kunnen dus afwijken van de gemeentelijke bronnenstrategie. Ze moeten wel een strategie uitwerken om aan leveringszekerheid- en duurzaamheidseisen te blijven voldoen. Als aandeelhouder van een publiek warmtebedrijf kunnen we als gemeente invloed uitoefenen op de bronnenstrategie van dat warmtebedrijf. Verschillende partijen hebben invloed op de ontwikkeling van duurzame bronnen. In dit hoofdstuk wordt de rol van de belangrijkste partijen nader toegelicht.

2.1 Gemeente Met het Klimaatakkoord heeft de gemeente de rol gekregen om de regie te voeren over de gebiedsgerichte aanpak richting een aardgasvrije gebouwde omgeving. Vanuit die rol is het aan de gemeenten om te bepalen waar en op welke manier gebieden aardgasvrij worden. Dit beschrijven we in onze warmtevisie2. Daar waar we de voorkeur uitspreken voor een warmtenet moet dit haalbaar zijn. Inzicht in de beschikbare bronnen is daarbij randvoorwaardelijk. Zijn er namelijk geen goede toekomstbestendige bronnen, dan komt warmtelevering met een warmtenet vroeg of laat in gevaar. En daarmee de leveringszekerheid van warmte aan onze inwoners. Voorliggende gemeentelijke bronnenstrategie is dan ook nodig om als gemeente te bepalen waar we uitspreken dat er daadwerkelijk een warmtenet moet komen. Zie daarbij ook onderstaande kader over de warmtekavels in de Wet Collectieve Warmte. Echter, verschillende partijen hebben een rol te vervullen in de uiteindelijke ontsluitingen van de bronnen voor een warmtenet. De Wet Collectieve Warmte (WCW) De WCW staat ook wel bekend als de nieuwe warmtewet. De wet gaat naar verwachting op 1 juli 2026 in. Binnen de WCW kan het college van B&W gebieden aanwijzen waar een warmtenet gerealiseerd moet worden, zogenaamde warmtekavels. Het college van B&W baseert zich daarbij op de aanpakken uit de warmtevisie.

Een gemeente moet vooraf een redelijke onderbouwing geven dat een warmtenet in zo’n gebied daadwerkelijk haalbaar is en de laagste maatschappelijke kosten heeft. Inzicht in de beschikbare bronnen is daarvoor cruciaal. Hoe, wanneer en welke bronnen gebruikt worden is dan weer niet aan de gemeente. Dat is de keuze van het warmtebedrijf dat aangewezen wordt op dat kavel. Het aangewezen warmtebedrijf werkt dit uit in een kavelplan. Dit kavelplan moet goedgekeurd worden door het college van B&W voordat tot realisatie over wordt gegaan.

2

Gemeente Nijmegen (2024) – Warmtevisie 2024 “Oude Stad, Nieuwe Warmte”

9

2.2 Nationale en Europese beleidsmakers De keuze om bronnen te ontwikkelen gaat verder dan enkel de aanwezigheid van die bron in een bepaald gebied. De betaalbaarheid, duurzaamheid conform geldende normen en mogelijkheden om de bron te ontsluiten spelen daarin mee. In belangrijke mate bepalen Europese en nationale wetgevers deze factoren. Zij bepalen hoe berekend moet worden hoe duurzaam een bron is. En met subsidies of juist belastingen bepalen ze in belangrijke mate welke bron financieel haalbaar te gebruiken is en welke niet. Als gemeente hebben we hier beperkt invloed op. Zo kan het zijn dat een bron in onze gemeente wellicht duurzamer is dan een huidige bron maar vanwege onvoldoende subsidies niet ontwikkelt kan worden. Ook de mogelijkheid om een bron te ontsluiten wordt vaak mede bepaald door nationale en Europese wetgevers. Zij geven bijvoorbeeld kaders voor een circulaire economie en bepalen zo de beschikbaarheid van afval als warmtebron. Beleid kan ook invloed hebben op de wenselijkheid en beschikbaarheid van bronnen zoals biomassa, groen gas of waterstof. En op de grip op netcongestie en daarmee de mogelijkheid om lage temperatuurbronnen te ontsluiten waar een grote elektriciteitsaansluiting voor nodig is. Alhoewel het einddoel inmiddels vaststaat (een klimaatneutrale Europese Unie in 2050) wordt het instrumentarium om dat doel te bereiken regelmatig aangepast.

Bronnen die eerst actief gestimuleerd worden krijgen een kleinere rol (bijvoorbeeld biomassa3), bronnen die veelbelovend leken komen lastig van de grond (bijvoorbeeld waterstof4) en andere bronnen moeten juist meer gaan bijdragen aan de doelen (bijvoorbeeld kernenergie5). Dit maakt het lastig om een bronnenstrategie vast te leggen voor de komende 25 jaar. Voorliggende strategie zal dus aan verandering onderhevig blijven. En welke bron het beste (of überhaupt) gebruikt kan worden is niet enkel aan ons als gemeente, maar wordt in belangrijke mate op nationaal en Europees niveau bepaald.

2.3 Warmtebedrijven De warmtebedrijven zijn conform de warmtewet verantwoordelijk om de leveringszekerheid van hun warmte te garanderen. In steeds belangrijkere mate worden ze ook verantwoordelijk om de duurzaamheid van hun geleverde warmte te verbeteren. De warmte moet uiterlijk in 2050 uitstootvrij geleverd worden. De opties om daar te komen moeten altijd afgewogen worden tegen de financiële mogelijkheden van het bedrijf. Bij het ontwikkelen van warmtenetten in nieuwe gebieden moet het warmtebedrijf aan kunnen tonen dat er voldoende bronnen op de korte en lange termijn beschikbaar zijn. Het bedrijf moet daarnaast aan kunnen tonen dat de duurzaamheidseisen nu en in de toekomst redelijkerwijs gehaald kunnen worden. Een warmtebedrijf is dus altijd zelf verantwoordelijk voor een bronnenstrategie voor zijn warmtenetten. De aandeelhouders van het warmtebedrijf hebben invloed op de bronnenstrategie van het bedrijf. Zijn wij als gemeente aandeelhouder van een publiek warmtebedrijf, dan hebben Ministerie van infrastructuur en waterstaat (2019) – Uitwerking afspraken Klimaatakkoord over duurzame biomassa 4 Planbureau voor de Leefomgeving (2025) - groene waterstof: de praktische uitdagingen tussen droom en werkelijkheid 5 Ministerie van economische zaken en klimaat (2022) - Nadere uitwerking van de afspraken uit het coalitieakkoord op het gebied van kernenergie 3

10

▪ ▪

wij in die rol dus ook invloed op de bronnenstrategie van dat warmtebedrijf. Daarbij kan voorliggende strategie als basis dienen voor onze inbreng om te komen tot een bronnenstrategie van het publieke warmtebedrijf.

2.4 Bronontwikkelaars en bevoegd gezag Volledig duurzame bronnen zijn onuitputtelijk en van iedereen. Niemand hoeft te betalen voor gebruik van de warmte in de lucht, de energie van de zon of het halen van warmte uit de ondergrond. De ontwikkeling van veel bronnen is echter wel voorbehouden aan een enkele ontwikkelaar, of vraagt goede afstemming met het bijbehorende bevoegd gezag. Zo kan warmtewinning uit water alleen met toestemming van het drinkwaterbedrijf, waterschap of Rijkswaterstaat. De ontwikkeling van aardwarmte is voorbehouden aan de concessiehouder van de opsporingsvergunning, in Nijmegen Tellus Nijmegen B.V.. Voor de meeste grote collectieve bronnen geldt dus dat gebruik pas mogelijk is als je eruit bent met de bronontwikkelaar en/of het bevoegde gezag van de bron. De Autoriteit Consument en Markt (ACM) treedt op als bevoegd gezag van de warmtewet. De ACM controleert bij de warmtebedrijven of zij zich houden aan de vastgestelde regels met betrekking tot o.a. leveringszekerheid, tariefstelling, maximaal rendement en duurzaamheid. Ze toetst dus ook of het inzetten van verschillende bronnen volstaat om aan de warmtewet te (blijven) voldoen. Bij overtreding deelt de ACM boetes uit. In het uiterste geval wordt de licentie om warmte te mogen leveren ingetrokken.

11

3. Warmtenetten in Nijmegen Samenvatting

•

• •

•

In Nijmegen gaan we conform de warmtevisie in verschillende stadsdelen de mogelijkheden voor warmtenetten onderzoeken. Om iedereen zonder hoge kosten of overlast aan te kunnen sluiten levert dit warmtenet 70 °C bij de inwoner. Dit betekent dat warmtebronnen voor ons warmtenet minstens 85 °C moeten produceren, rekening houdend met overdracht van warmte en verlies. Toekomstige warmtenetten moeten op zo’n manier ontworpen worden dat het mogelijk is om andere bronnen in te voeden. Dit betekent dat ze ontworpen moeten worden op een aanvoertemperatuur van maximaal 85 °C. Op dit moment zijn er in Nijmegen Noord ongeveer 10.000 woningen aangesloten op het warmtenet. De bron levert nu maximaal 30 MW warmte. Rekening houdend met de plannen uit de warmtevisie kan dit groeien tot uiteindelijk 50.000 woningequivalenten. Dan is er 80 tot 120 MW bronwarmte nodig.

Warmtenetten bestaan uit drie componenten: de afnemer, de infrastructuur en de bron. Voordat de bronnenstrategie beschreven wordt gaat dit hoofdstuk kort in op de afnemers en de infrastructuur.

3.1 De afnemer Warmte wordt geleverd aan inwoners en ondernemers. Figuur 1 is overgenomen uit de warmtevisie, met daarbij de verschillende aanpakken richting een aardgasvrije stad. Grofweg wordt onderzoek gedaan naar warmtenetten in twee gebieden in Nijmegen: in en rondom stadsdeel Dukenburg en rondom Nijmegen Noord en centrum.

Figuur 1 – zeven aanpakken richting een aardgasvrije stad. Uit “warmtevisie 2024”

12

▪ ▪

De aan te sluiten gebouwen worden uiteindelijk zoveel mogelijk geïsoleerd. Nijmegen heeft de ambitie om uiteindelijk alle woningen naar label B te isoleren. Het zal niet altijd zo zijn dat een woning al label B heeft voordat deze aangesloten wordt op een warmtenet. Isoleren gebeurt namelijk meestal op een natuurlijk moment (bijvoorbeeld een verhuizing of grote verbouwing) terwijl de aansluiting op een warmtenet het liefst kort naar elkaar in een gebied plaatsvindt. Om voor alle woningen voldoende warmte te kunnen leveren én direct aan de eisen te voldoen om warmtapwater te leveren6 wordt altijd 70 °C warmte geleverd aan de afnemer. Zou de aanvoertemperatuur verlaagd worden dan moeten alle woningen in het gebied eerst goed geïsoleerd zijn. Daarnaast zal dan in sommige gevallen de afgiftevoorziening ingrijpend aangepast moeten worden (denk aan betere radiatoren om het huis warm te krijgen op lage temperatuur). Ook zou er een aparte voorziening voor warmtapwater gerealiseerd moeten worden. De kosten nemen dan fors toe, net als de doorlooptijd en onzekerheid over het tempo van de aansluitingen. Ook vraagt dit veel meer van de inwoners, die ingrijpende aanpassingen in hun woning moeten doen waarbij zij veel tijd moeten investeren. Bij het ontwikkelen van de bronnen moet dus rekening gehouden worden met de noodzaak om bij de afnemer 70 °C te leveren.

Bij de overdracht van warmte tussen het transportnet en distributienet en het transport van warmte vinden altijd verliezen plaats. Daarom is het uitgangspunt dat de bron warmte van 85 °C7 moet leveren om betrouwbaar 70 °C bij de eindegebruiker te kunnen leveren. Het bestaande warmtenet Nijmegen Noord Vattenfall Warmte N.V. (verder Vattenfall) levert warmte via het warmtenet Nijmegen Noord aan de nieuwbouw in Waalfront en Waalsprong. Zij hebben hier het alleenrecht toe sinds de gunning van de concessie in 2012. In het afgelopen decennium zijn bijna 10.000 woningen aangesloten. Het net wordt nog steeds uitgebreid, met uiteindelijk ca 14.000 beoogde aansluitingen. De bron van het net is de afvalverbrandingsinstallatie ARN. Deze levert nu tijdens de zomer warmte van 80 °C en tijdens koude winterdagen 110 °C warmte aan het transportnet van Vattenfall. Via wijknetten wordt aan de woningen het gehele jaar warmte van 70°C geleverd. Vattenfall is zelf verantwoordelijk voor een bronnenstrategie voor dit warmtenet, zie ook paragraaf 2.3. In gesprek met Vattenfall geven zij aan bezig te zijn om deze strategie verder vorm te gaan geven. Welke bronnen Vattenfall hierbij in de toekomst in wil zetten is nu nog niet duidelijk. Dit zal ook afhankelijk zijn van de mogelijkheden om de maximale benodigde temperatuur in het transportnet te kunnen verlagen.

De productie van warm water voor douchen en als kraanwater is gebonden aan regels om legionellabesmetting te voorkomen. Concreet wordt dit vaak opgelost door het water op te warmen tot 65 °C om te garanderen dat er geen legionellabesmetting kan plaatsvinden. 7 Door optimaal netontwerp met goede isolatie en goede warmtewisselaars tussen het transport- en distributienet is het wellicht mogelijk om ook met iets lagere brontemperatuur uit te kunnen. Maar om voor nu aan de veilige kant te zitten wordt uitgegaan van een benodigde temperatuur van 85 °C. 6

13

3.2 Infrastructuur Het transport van warmte van de bron naar de afnemer gaat via een buizenstelsel: de infrastructuur. Typisch bestaat dit uit twee aparte netten: het transportnet en het distributienet. De netten hebben verschillende druk en temperatuur, zo ontworpen dat warmte zo efficiënt en veilig mogelijk geleverd kan worden aan de eindgebruiker. Overdracht van warmte van het transportnet naar het distributienet vindt plaats in overdrachtstations (OS), ofwel in de openbare ruimte ofwel inpandig in bijvoorbeeld een appartementencomplex. Zie een overzicht van de onderdelen van een warmtenet in Figuur 2.

Figuur 2 – onderdelen van een warmtenet. De bron (helemaal links) – al dan niet gecombineerd met opslag – levert warmte aan het transportnet. Bij onderstations wordt de warmte overgedragen aan een distributieleiding richting de eindgebruiker. Een hulpwarmtecentrale (midden) zorgt ervoor dat altijd warmte geleverd kan worden. Realisatie van de infrastructuur is wat warmtenetten kostbaar maakt. Niet alleen de materialen moeten bekostigd worden, maar er gaat ook veel arbeid zitten in de realisatie. Hoe groter de leiding, hoe hoger de kosten voor zowel materiaal als arbeid. In het ontwerp worden de leidingen dan ook zo klein mogelijk gehouden. Aandachtspunt bij het ontwerp van het net is de locatie van de bron(nen), nu én in de toekomst. Vanaf de bron vertakt het net zich en wordt het net steeds kleiner richting de verschillende eindgebruikers. Dat betekent ook dat het niet zomaar mogelijk is om later op een andere plek in het net een nieuwe bron toe te voegen. Als de leiding daar niet dik genoeg is kan de warmte van die bron niet bij alle gebruikers gebracht worden. Een tweede aandachtspunt is dat de benodigde grootte van de leiding bepaald wordt door het vermogen dat afgeleverd moet worden. Vermogen wordt bepaald door de hoeveelheid water én het temperatuurverschil op het overdrachtspunt.

Wil je uitkunnen met de helft van je water (en dus een kleinere leiding), dan moet je twee keer zoveel warmte kunnen overdragen op het eindpunt. Andersom betekent het dat als je een lagere temperatuur hebt in je net en je dus minder warmte kunt overdragen je meer water moet transporteren om hetzelfde vermogen te leveren. Dit gegeven is bepalend bij de keuze voor de benodigde

14

▪ ▪

brontemperatuur. In eerste instantie een warmtenet ontwerpen op hoge temperatuur en later de temperatuur verlagen is namelijk niet altijd mogelijk. Met die lagere temperatuur kan namelijk niet hetzelfde vermogen geleverd worden aan de eindgebruiker. Ontwerp van het warmtenet moet dus al rekening houden met beschikbaarheid van toekomstige bronnen en de toekomstige temperatuur van het net. De bronnenstrategie van een warmtebedrijf moet hier ook rekening mee houden. Zo is het misschien mogelijk om alle warmte uit één heel grote bron te halen, maar het zal vervolgens niet mogelijk zijn die warmte ook door de leidingen te krijgen. Door verschillende bronnen, verspreid over de gemeente, te realiseren vormt de capaciteit van de infrastructuur minder snel een knelpunt. Dit wordt verder uitgewerkt in de scenario’s in Hoofdstuk 6.

3.3 Benodigde bronwarmte in Nijmegen De piek in warmtevraag komt slechts zelden voor in een jaar. Om geen dure investeringen te doen in een warmtebron die maar beperkt gebruikt wordt, wordt de piek meestal geleverd met een aparte voorziening. De warmtebron levert dan de basislast en een hulpwarmtecentrale levert de pieklast. Dit concept is weergegeven in Figuur 3. Omdat de piek slechts kort voorkomt kan met het leveren van basislast een groot deel van de energie geleverd worden. Zo is er weinig vermogen vanuit de bron voor de basislast nodig (slechts 30 tot 50% van het totaal) maar daar kan wel 70 tot 95% van de energie mee geleverd worden. Bij het leveren van basislast en pieklast worden verschillende technieken zo optimaal mogelijk ingezet. Voor de basislast worden typisch technieken ingezet die goedkoop veel energie kunnen leveren. Zo kan beschikbare restwarmte ingezet worden. Of warmte uit een geothermiebron. Voor de pieklast worden juist technieken ingezet die met weinig investeringskosten veel vermogen kunnen leveren zoals een gasketel of elektrische boiler. Het is weliswaar duurder om deze technieken te gebruiken, maar omdat ze enkel in de piek nodig zijn is het belangrijker om te besparen op de investeringskosten. Meer over de piekvoorziening is te lezen in paragraaf 5.7.

15

Figuur 3 – voorbeeld warmteproductieprofiel warmtenet8. Een warmtebron levert de basislast jaarrond (gele deel grafiek). De pieken komen weinig voor, alleen in de winter. Een aparte voorziening levert de pieklast tijdens de koude uren in de winter (rode deel grafiek). Op dit moment wordt door de ARN maximaal 30 MW warmte geleverd aan het warmtenet in Nijmegen Noord. Hiermee wordt de basislast geleverd9. Daarmee worden nu 10.000 woningen en in de toekomst 14.000 woningen van warmte voorzien. In de warmtevisie zijn verschillende gebieden aangewezen voor verdere ontwikkeling en onderzoek naar de realisatie van warmtenetten. Worden in al deze gebieden warmtenetten gerealiseerd dan worden tot 50.000 woningequivalenten aangesloten op een warmtenet. Daarvoor is dan 80 tot 120 MW bronwarmte nodig voor de basislast. Dit is bepalend voor de verdere uitwerking van de bronnenstrategie. Er moeten voldoende bronnen beschikbaar zijn om mee te kunnen groeien met deze stijgende warmtevraag. Na mate het warmtenet groeit en er meerdere bronnen ontwikkeld worden is er meer afstemming nodig om de bronnen goed in te zetten. Optimale inzet van bronnen wordt ook bereikt door hiervoor regionale afstemming op te zoeken. Met buurgemeenten Wijchen en Beuningen werken we samen aan de regionale verdeling van bronnen.

Voorliggende bronnenstrategie geldt voor de situatie in Nijmegen, maar afstemming hierover vindt regelmatig plaats met de buurgemeenten.

Uit RES Rotterdam Den Haag (2021) – Notitie “Werking van warmtenetten” Alhoewel de ARN de basislast levert aan het warmtenet in Nijmegen Noord verschilt het geleverde vermogen. Op koude dagen is dit 30 MW, maar tijdens de zomer zakt het geleverde vermogen tot minder dan de helft hiervan. Ook de geleverde temperatuur verschilt, van 110 °C in de winter tot ongeveer 80 °C in de zomer. 8 9

16

▪ ▪

4. Huidige warmtebron: ARN Samenvatting • Afvalverbrandingsinstallatie ARN levert nu warmte aan het warmtenet Nijmegen Noord. • Het warmtenet krijgt nu vooral aftapwarmte: een deel van de warmte waarmee anders elektriciteit gemaakt zou worden wordt nu gebruikt voor het leveren van warmte aan het warmtenet. • Het verlies aan elektriciteitsproductie bepaalt ook de duurzaamheid van aftapwarmte. Die elektriciteit moet dan elders geproduceerd worden. Zolang dat op een niet-duurzame manier gebeurt is aftapwarmte ook niet duurzaam. • De ARN zou nog veel meer warmte kunnen leveren, vooral uit de restwarmtestromen. Deze warmte gaat nu verloren. Gebruik van deze warmte is dus volledig duurzaam. De restwarmte is wel van lagere temperatuur. • Het is nu nog onduidelijk hoeveel afval er in de toekomst is in Nederland en welke rol ARN dan speelt in de verwerking ervan. Omdat er geen garantie is over de toekomst van ARN zal ook gekeken moeten worden naar alternatieve warmtebronnen voor het Nijmeegs warmtenet. In Nijmegen Noord wordt warmte geleverd met een warmtenet. De bron voor dit warmtenet is het gebruik van warmte van afvalverbrandingsinstallatie (AVI) ARN. In dit hoofdstuk wordt verder toegelicht hoe de ARN warmte produceert, de mogelijkheden van ARN om extra warmte te leveren en het toekomstperspectief van deze warmte.

4.1 De ARN als energieproducent De primaire taak van de ARN is het verwerken van afval. Afval wordt zoveel mogelijk gescheiden en hergebruikt. Reststromen worden waar mogelijk verbrand en in het laatste geval wordt afval gestort. Bij de verbranding van afval komt energie vrij. Die energie moet weggekoeld worden om een zo optimaal mogelijk verbrandingsproces te garanderen. De vrijgekomen energie wordt gebruikt om elektriciteit te produceren. Dit kan alleen met stoom onder hoge druk. Nadat de druk is afgenomen wordt de stoom verder afgekoeld. De vrijgekomen warmte en de warmte die vrijkomt tijdens het reinigingsproces van de rookgassen is restwarmte. Deze heeft een temperatuur van 20 °C tot 75 °C. Een deel van deze restwarmte wordt nu geleverd aan de naastgelegen rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI). Het grootste deel van de restwarmte wordt via de lucht weggekoeld en wordt dus niet nuttig gebruikt. Naast de productie van elektriciteit levert de ARN sinds 2015 ook warmte aan het warmtenet van Nijmegen. Dit is in belangrijke mate aftapwarmte: tijdens en na de opwekking van elektriciteit wordt een deel van de stoom gebruikt voor het produceren van warmte. Dit gaat deels ten koste van de productie van elektriciteit.

Door gebruik te maken van aftapwarmte kan warmte geleverd worden van hoge temperatuur (tot 110 °C) zodat in de winter veel vermogen met het warmtenet geleverd kan worden. Op dit moment ligt er een contract vanuit ARN om 30 MW warmte te leveren aan het warmtenet Nijmegen Noord. Door de verschillende warmtestromen in de ARN verder te benutten zou de ARN nog meer dan 90 MW extra warmte kunnen leveren, voor een totaal

17

van meer dan 120 MW. Het gaat daarbij zowel om aftapwarmte als restwarmte, waarbij de verhouding tussen die twee onder andere afhankelijk is van de verduurzaming bij de ARN zelf. In alle gevallen zou de beschikbare warmte voldoende moeten zijn om de totale toekomstige basislast van alle warmtenetten in Nijmegen te kunnen leveren. Aandachtspunt is dat ook de buurgemeenten gebruik willen maken van deze beschikbare warmte. In overleg wordt een goede verdeling van deze warmte besproken. De regionale warmtevraag wordt periodiek inzichtelijk gemaakt en vergeleken met het aanbod van ARN. Zou houden we zicht op de benodigde warmte, de planning van uitbreiding van de warmtenetten en de noodzaak om alternatieve bronnen te ontwikkelen.

4.2 De duurzaamheid van warmte van de ARN De meeste warmte die de ARN op dit moment levert aan het warmtenet is aftapwarmte10. Dit gaat ten koste van de elektriciteitsproductie van de ARN. Om de duurzaamheid van deze aftapwarmte te bepalen wordt dan ook gekeken hoeveel elektriciteitsproductie ‘verloren’ gaat. Alle elektriciteit die niet geproduceerd wordt moet immers elders geproduceerd worden. Bij die elektriciteitsproductie komt CO2 vrij. Dit is de CO2 uitstoot en dus de duurzaamheid van de aftapwarmte11. Op basis van de normering uit 2023 was de uitstoot van de aftapwarmte daarmee ongeveer 10 kg CO2/GJ. De duurzaamheidsprestatie van een warmtenet Binnen de huidige warmtewet zijn warmtebedrijven verplicht om te rapporteren over de duurzaamheid van hun warmtenetten. De totale CO2 uitstoot per geleverde GJ warmte wordt bepaald door de uitstoot van verschillende energiestromen bij elkaar op te tellen: •

De uitstoot van de bron voor de basislast (in dit geval ARN, 10 kg CO2/GJ)

•

De uitstoot van de hulpwarmtecentrale voor de pieklast (in dit geval een gasketel)

•

De verliezen van warmte in het warmtenet

•

De uitstoot van pompenergie om het water in het warmtenet rond te pompen

Vattenfall heeft in 2023 een uitstoot van 19,6 kg CO2/GJ gerapporteerd voor het warmtenet Nijmegen-noord. Dit wordt onafhankelijk gecontroleerd door TNO. Een cv-ketel stoot 58,5 kg CO2/GJ uit. Met het warmtenet wordt dus 66% CO2 reductie gerealiseerd.

Op dit moment wordt gewerkt aan een nieuwe warmtewet. Daarin worden ook regels opgenomen over de duurzaamheid van warmtebronnen. Het uitgangspunt voor aftapwarmte wordt dat de misgelopen elektriciteit door een gascentrale moet worden opgewekt. Nu wordt bij de verrekening nog gerekend met de landelijke elektriciteitsmix, die deels al duurzaam is. In de nieuwe normering neemt de duurzaamheid van aftapwarmte dan ook af. Bij ingang van de nieuwe warmtewet (na verwachting 1 juli 2026) Een deel van de warmte wordt onttrokken tijdens en een deel na de productie van elektriciteit. Dit wordt nu allemaal als aftapwarmte gerapporteerd in het net van Nijmegen Noord. Maar het deel wat na de productie van elektriciteit wordt onttrokken zou ook als restwarmte gezien kunnen worden. Dit moet verder onderzocht worden. 11 Duurzaam kan verschillende dingen betekenen. In deze context gaat het waar duurzaamheid staat om de duurzaamheidsprestatie in relatie tot uitstoot van broeikasgassen. Dit zijn ook termen zoals ze in de warmtewet worden gebruikt. Of het proces van warmtewinning uit afval een tot in de toekomst haalbaar – en dus duurzaam – proces is wordt verder beschreven in paragraaf 4.3. 10

18

▪ ▪

zal de uitstoot van aftapwarmte vastgesteld worden op 14 kg CO2/GJ. De warmtewet blijft in ontwikkeling en het is dan ook niet zeker hoe in de toekomst de uitstoot van aftapwarmte genormeerd gaat worden. Naast aftapwarmte wordt ook gebruik gemaakt van de restwarmtestromen van de ARN. Dit is warmte die anders verloren gaat. In principe is de uitstoot daarvan dus 0 kg CO2/GJ. De temperatuur van de restwarmte is echter lager. Om daar op grote schaal gebruik van te maken zal een warmtepomp geplaatst moeten worden om de temperatuur te verhogen naar het juiste niveau. De elektriciteit die daarbij gebruikt wordt is nu nog niet volledig duurzaam. Na mate de elektriciteitsmix de komende jaren duurzamer wordt wordt het dus ook duurzamer om de restwarmte met warmtepompen te gebruiken. Hoe duurzaam is warmte uit afvalverbranding als er CO2 vrijkomt bij afvalverbranding? Conclusie van deze paragraaf is dat de werkelijke CO2 uitstoot van de ARN niet direct een factor is bij het bepalen van de duurzaamheid van de warmte van de ARN. Immers, restwarmte heeft altijd een uitstoot van 0 kg CO2/GJ en bij ingang van de nieuwe warmtewet heeft aftapwarmte altijd een uitstoot van 14 kg CO2/GJ. Mocht de ARN veel minder CO2 gaan uitstoten, bijvoorbeeld door het realiseren van een CO2 afvanginstallatie, dan verandert dat dus niets aan de duurzaamheid van de warmte.

Het verandert wel iets in het aandeel van beschikbare restwarmte, omdat de CO2 afvanginstallatie aftapwarmte zal gebruiken en restwarmte oplevert. Die restwarmte zal bovendien deels van hoge temperatuur zijn en daarmee direct inzetbaar voor het warmtenet. Aandachtspunt bij het bepalen van de duurzaamheidseisen van de warmtebron is dat de waardering van de duurzaamheid afhangt van Europees en nationaal beleid. Zo wordt aftapwarmte bij een AVI met ingang van de nieuwe warmtewet vastgesteld op 14 kg CO2/GJ. Dit wordt gedaan om te voorkomen dat warmtebedrijven enkel gebruik maken van aftapwarmte. De geleverde warmte moet namelijk steeds duurzamer gaan worden en met 14 kg CO2/GJ zal men op termijn niet meer aan de normen kunnen voldoen. Het toevoegen van andere bronnen is dan nodig om wel de duurzaamheidseisen te halen. In de onderstaande tabel is de maximale toegestane uitstoot weergegeven op basis van de nu bekende wettekst. Voor het warmtenet in Nijmegen Noord – met een uitstoot van 19,6 kg CO2/GJ – betekent dit dus dat vanaf 2033 niet meer aan de wet voldaan wordt als er niet verder verduurzaamd wordt.

Max CO2 uitstoot per GJ warmte

2027

2029

2031

2033

2035

30,6

26,9

23,1

19,4

15,6

(kg)

19

4.3 De toekomst van afval In januari 2025 heeft het Kabinet de Tweede Kamer geïnformeerd over de beleidsvisie afvalverbranding12. Deze beleidsvisie geeft de opvatting weer van de rijksoverheid over de toekomstige rol van afvalverbranding binnen een steeds meer circulaire samenleving. Een onderzoek van TNO vormt de achtergrond van de visie met betrekking tot de beschikbaarheid van te verbranden afval in Nederland13. De hoeveelheden beschikbaar Nederlands afval zijn als volgt: Megaton (1 miljard kilo) Nederlands afval 2021 2030 2050

7,1 5,1 – 6 2,5 – 6+

In de beleidsvisie wordt benadrukt dat de focus de komende jaren ligt op zoveel mogelijk hergebruik van materialen. Voorkomen moet worden dat afval verbrand wordt wat hergebruikt had kunnen worden. Tegelijkertijd laat het TNO onderzoek zien dat er ook in 2050 nog een behoorlijke hoeveelheid afval overblijft, met een grote bandbreedte van onzekerheid. De beleidsvisie benadrukt dat afvalverbranding in 2050 nog steeds nodig zal zijn en door het gebruik van afvang van CO2 netto nul emissies heeft. Tegelijkertijd wordt ook aangegeven dat warmtebedrijven niet langer afhankelijk kunnen zijn van afvalverbranding. Andere duurzame bronnen moeten dan benut worden. De uitwerking van het landelijke beleid over afvalverbranding moet de komende maanden en jaren verder vormkrijgen. Het ministerie voert maatwerkgesprekken met – in eerste instantie – de twee grootste AVI’s in Nederland om te bepalen hoe deze kunnen bijdragen aan betere recycling, terugdringen van de CO2 uitstoot en het afschalen van de capaciteit. In eerste instantie lijkt de ARN niet te hoeven vrezen voor capaciteitsafbouw. Een belangrijke reden is dat ARN een hoogcalorische verbrandingsoven is die als een van de weinige AVI’s gevaarlijk afval mag verbranden en andere stromen die nu nog worden geëxporteerd omdat zij in Nederland moeilijk te verwerken zijn.

Omdat desondanks onzeker is of en in welke vorm de ARN als AVI in de toekomst een rol zal blijven spelen in de afvalverwerking van Nederland is het nodig om in de bronnenstrategie ook uit te werken welke andere bronnen beschikbaar zijn voor de warmtenetten in Nijmegen. In het volgende hoofdstuk wordt het ontwikkelperspectief van deze bronnen voor Nijmegen gegeven.

Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat (2025) - Beleidsvisie afvalverbranding in 2030 en richting 2050 13 TNO (2024) - Een verkenning naar de verbranding van Nederlands afval en de milieuprestatie in 2030 en 2050 12

20

▪ ▪

5. Ontwikkelperspectief warmtebronnen Samenvatting Naast de ARN zijn er verschillende andere mogelijke warmtebronnen. Deze hebben elk een eigen ontwikkelperspectief in Nijmegen. De belangrijkste bronnen zijn restwarmte, aquathermie, geothermie, zonthermie en aerothermie. Van de meeste bronnen is de potentie in Nijmegen de afgelopen jaren in studies onderzocht. Onderstaande tabel geeft dit overzicht. Aandachtspunt is dat in de praktijk altijd gekeken zal moeten worden naar de technische, ruimtelijke en financiële mogelijkheden van het inpassen van bronnen. De hier genoemde potentie zal dus niet altijd volledig te verzilveren zijn. Temperatuur bron

Potentieel vermogen

Restwarmte – Waal Energie

10-75 °C

Onbekend op dit moment

TEO – Waal

5-20 °C

Op basis van vraag

TEO – Maas Waalkanaal

5-20 °C

1 – 5 MW per onttrekkingspunt

TEA – RWZI

10-20 °C

20 MW

TED

10-15 °C

1 - 4 MW per onttrekkingspunt

Geothermie (ondiep)

40-60 °C

2-9 MW per bron

Geothermie (diep)

-

geen potentie

Geothermie (ultradiep)

140 °C

25 MW per bron, met zeer grote onzekerheidsmarge

zonthermie

10-90 °C

Beperkt in Nijmegen

aerothermie

-5-20 °C

Op basis van vraag

In dit hoofdstuk wordt het ontwikkelperspectief van de vijf belangrijkste warmtebronnen in Nijmegen gegeven: restwarmte, aquathermie, geothermie, zonthermie en aerothermie. Per bron wordt aangegeven wat de technische kansen zijn in Nijmegen, welke onderzoeken reeds gedaan zijn en welke onderzoeken nog lopen. Achtergrond over deze technieken is beschreven in factsheets van het Nationaal Programma Lokale Warmtetransitie (NPLW). Daar wordt op de verschillende plekken dan ook naar verwezen. Ook de factsheet warmte van het Nationaal Programma Regionale Energiestrategie (NP RES) is een goede bron voor achtergrondinformatie van de verschillende technieken14. Daar is meer te lezen over de duurzaamheid van de technieken en over de kosten daarvan. Deze algemene eigenschappen zullen in Nijmegen op hoofdlijnen hetzelfde zijn en worden hier dus niet verder uitgeschreven. Daarnaast wordt het ontwikkelperspectief gegeven van enkele andere bronnen en energiedragers die naar verwachting om verschillende redenen geen – of een kleine – rol zullen spelen als warmtebron in Nijmegen. Afsluitend volgt een paragraaf over energieopslag en mogelijke piekvoorzieningen.

14

NP RES (2024) – Factsheet warmte – achtergrondinformatie per warmtebron

21

Veel van deze technieken zijn niet nieuw en worden al toegepast in Nederland en Europa. Praktijkvoorbeelden zijn gegeven in Bijlage 1.

5.1 Restwarmte De definitie van restwarmte is onvermijdelijke thermische energie. Het wordt als bijproduct opgewekt bij industriële processen of stroomopwekkingsinstallaties zoals een AVI. Lees meer over restwarmte in de factsheet van het NPLW15. Restwarmte heeft afhankelijk van het proces meestal een temperatuur tussen de 20 en 75 °C. Om dit te gebruiken als bron voor het warmtenet zal een warmtepomp ingezet moeten worden. Deze warmtepomp verbruikt elektriciteit en die is op dit moment nog niet jaarrond volledig duurzaam. De duurzaamheid van restwarmte is dus rechtstreeks gekoppeld aan de duurzaamheid van onze elektriciteitsmix. De toekomstbestendigheid van restwarmte is altijd onzeker. Omdat restwarmte een bijproduct is van een bepaald proces is de beschikbaarheid afhankelijk van dat proces. Vindt er een efficiëntieslag, verplaatsing of calamiteit plaats dan kan de hoeveelheid restwarmte van een proces afnemen of zelfs wegvallen. In Nijmegen is er geen zware industrie, grote datacenters of stroomopwekkingsinstallaties binnen de gemeentegrenzen. De belangrijkste producenten van restwarmte zijn: • Chipfabrikant NXP produceert restwarmte bij de koelingsprocessen van hun chipfabrikage. • Het Radboud ziekenhuis produceert restwarmte bij verschillende koelingsprocessen. Dit is warmte van lage temperatuur (tot 20 °C).

• Mogelijk in de toekomst: restwarmteproductie op het terrein van de voormalige elektriciteitscentrale (Waal Energie). • De ARN produceert restwarmte bij de verbranding van afval. Dit is warmte van 20 tot 75 °C. Meer hierover is te lezen in hoofdstuk 4. Naast deze grote producenten zijn er verschillende kleinere producenten van restwarmte. Elk proces waarbij gekoeld moet worden heeft per definitie restwarmte. Dit komt voor bij bijvoorbeeld kantoren, supermarkten en laboratoria. De hoeveelheid beperkt zich over het algemeen tot warmte voor maximaal enkele gebouwen en is daarmee niet geschikt als significante bron voor het warmtenet. Bij de processen van chipfabrikant NXP komt restwarmte vrij. De restwarmte heeft een lage temperatuur (tussen de 10 en 20 °C). NXP wil de warmte deels op hun eigen terrein gaan hergebruiken. In overleg met gemeente en ontwikkelaars zal gekeken moeten worden of de overige restwarmte gebruikt kan worden voor lokale ontwikkelingen. Als grootschalige bron voor het warmtenet is de restwarmte op dit moment geen optie. Het Radboud ziekenhuis heeft in de universiteit een partner gevonden om de warmte uit te wisselen. Deze restwarmtebron wordt dus lokaal gebruikt. Mogelijk blijft er in de toekomst dusdanig warmte over op de campus dat deze ter beschikking gesteld kan worden aan de directe omgeving.

Echter als bron voor het warmtenet zal dit naar alle verwachting te weinig zijn met te grote onzekerheid over de werkelijke potentie. De restwarmte is bovendien van lage temperatuur.

15

NPLW (2023) – Restwarmte | Nationaal Programma Lokale Warmtetransitie (nplw.nl)

22

▪ ▪

Op de hoek van de Waal en het Maas Waalkanaal ligt het terrein van Engie genaamd Waal Energie. Hier heeft de Elektriciteitscentrale Gelderland lange tijd elektriciteit geleverd aan het landelijke net. De centrale is gesloopt, maar de locatie wordt nog gereserveerd voor een mogelijke nieuwe centrale. Bij het produceren van elektriciteit zal ook restwarmte geproduceerd worden, van mogelijk hoge temperatuur (gelijk aan het proces bij de ARN). Daarnaast wordt er ruimte gereserveerd op het terrein voor andere ontwikkelingen zoals de realisatie van een aquathermiecentrale (zie paragraaf 5.2), batterijpark, bedrijven en een tankstation voor waterstof. Ook deze functies kunnen in meer of mindere mate wellicht dienen als bron van restwarmte. Echter bij al deze ontwikkelingen is het nog onzeker wanneer deze precies plaats gaan vinden en hoeveel restwarmte daarbij geproduceerd wordt, op welke momenten in het jaar en op welke temperatuur.

5.2 Aquathermie Aquathermie is benutting van warmte en koude uit water. We kunnen de thermische energie winnen uit: • oppervlaktewater (TEO); • rioolwater en afvalwater (TEA); • drinkwaterleidingen (TED). Lees meer over aquathermie in de factsheet van het NPLW16. Aquathermie is altijd een lage temperatuur warmtebron van tussen de 0 en 25 °C. Om dit te gebruiken als bron voor het warmtenet zal een warmtepomp ingezet moeten worden. Deze warmtepomp verbruikt elektriciteit en die is op dit moment nog niet jaarrond volledig duurzaam. De duurzaamheid van aquathermie is dus rechtstreeks gekoppeld aan de duurzaamheid van onze elektriciteitsmix. Zolang er water beschikbaar is kan daar ook energie uit gehaald worden. Dit maakt aquathermie een zeer toekomstbestendige warmtebron. In Nijmegen bieden alle vormen van aquathermie potentie. Dit biedt kansen om deze bronnen in te zetten als warmtebron voor het warmtenet, op verschillende locaties in de gemeente.

Thermische energie uit oppervlaktewater (TEO) Bij warmtewinning uit oppervlaktewater wordt water via een aanvoerleiding uit een waterlichaam gepompt. Na zuivering wordt de warmte uit het water gehaald bij een warmtewisselaar. Vervolgens wordt het water weer geloosd op hetzelfde waterlichaam. De te winnen warmte is afhankelijk van een tweetal factoren: • de temperatuur van het water. In de zomer maximaal 25 graden, in de winter soms onder het vriespunt. • de hoeveelheid water. Daarbij is ook de stroming van belang: bij veel stroming wordt er constant nieuw water met daarin warmte aangevoerd. In Nijmegen is eerder onderzoek gedaan naar de potentie van TEO binnen het onderzoeksprogramma WarmingUp17. Daaruit blijkt dat vooral de Waal een enorme potentie biedt. Door de grote stroming in deze rivier stroomt er veel water met daarin energie langs. Bovendien zakt de temperatuur in de Waal in de winter meestal niet lager dan 5 °C. 16 17

NPLW (2023) – Aquathermie | Nationaal Programma Lokale Warmtetransitie (nplw.nl) WarmingUp (2021) - Grootschalige aquathermie: realistische warmteoptie? Casus Nijmegen

23

Onderzoek naar de uitkoppeling van warmte uit de Waal is eerder gedaan op het terrein van de voormalige Elektriciteitscentrale Gelderland. De centrale werd gekoeld met water uit de Waal en deze onttrekkings- en infiltratiepunten zijn nog altijd aanwezig. Het terrein zelf is ook nog beschikbaar. Bovendien ligt het bestaande warmtenet in de buurt van dit terrein, met een aftakking naar TPN West, de overkant van de Waal en een aftakking richting het centrum. Dit maak het een ideale locatie voor een grote aquathermiecentrale18. De opgewekte warmte kan dan rechtstreeks op het warmtenet ingevoed worden. Ook het Maas Waalkanaal biedt mogelijkheden voor de toepassing van TEO. Zowel het oppervlak als de stroming in het kanaal is echter veel kleiner ten opzichte van de Waal. Dit betekent dat er minder warmte onttrokken kan worden. Volgens het onderzoek van WarmingUp is er 95.000 GJ warmte beschikbaar in het Maas Waalkanaal. Deze warmte is echter vooral beschikbaar in de zomer en onmogelijk te onttrekken op één locatie (de warmte zit namelijk verspreid over het hele kanaal). Omdat het water in het kanaal in de winter verder afkoelt is dit minder geschikt als bron tijdens de winterdagen en juist dan is de warmte nodig. Er is bovendien minder ruimte voor het realiseren van een onttrekkingen lozingspunt in of langs het kanaal.

Bestaande waterkeringen zoals de dijken en damwanden mogen namelijk niet zomaar doorstoken worden. Gebaseerd op een beperkt aantal draaiuren per jaar en de noodzaak om meerdere onttrekkingspunten te realiseren zal er per punt naar verwachting mogelijke enkele MW warmte onttrokken kunnen worden. Daarbij is het gebruik van warmteopslag in de vorm van bijvoorbeeld bodemenergiesystemen nodig om de warmte ook in de winter te kunnen gebruiken.

Thermische energie uit afvalwater (TEA) Bij warmtewinning uit afvalwater wordt energie gewonnen uit ons rioolwater. Dit kan voordat dit water bij de rioolwaterzuivering (RWZI) terecht komt of het kan daarna, bij het gezuiverde rioolwater na de RWZI (ook wel effluent genoemd). Omdat een RWZI beter functioneert bij hogere temperaturen van het rioolwater heeft het de voorkeur om warmte uit het rioolwater te halen ná het zuiveringsproces. In regio Nijmegen wordt ons afvalwater gezuiverd in RWZI Weurt, naast de ARN. Nu levert de ARN nog restwarmte aan de RWZI zodat dit zuiveringsproces wordt bevorderd. Als de ARN in de toekomst meer warmte gaat leveren aan de warmtenetten in de regio zal het de levering van restwarmte aan het RWZI verminderen. ARN heeft eerder een intern onderzoek laten doen naar de mogelijkheden van warmtewinning uit het effluent van de RWZI. De potentie is groot, zelfs als er geen restwarmte door de ARN aan de processen van de RWZI wordt geleverd. In dat geval is er ongeveer 400.000 GJ warmte beschikbaar, met een temperatuur tussen de 10 en 20 °C. Gebaseerd op 6.000 vollasturen per jaar en inzet van een warmtepomp kan er een vermogen van 20 MW geleverd worden. Warmte kan ook gewonnen worden rechtstreeks uit de riolering. Dit wordt riothermie genoemd. In Nijmegen is de potentie daarvan in 2019 onderzocht door Syntraal19.

De Engie (2023) - Waal energie, aanjager voor een duurzame stad, stedenbouwkundig raamwerk en beeldkwaliteit 19 Syntraal (2019) – Potentie riothermie in Nijmegen 18

24

▪ ▪

potentie is beperkt in verschillende leidingen aanwezig. Concreet zijn een paar kansen benoemd waarbij een enkele ontwikkelingen tot enkele honderden kW warmte zou kunnen winnen. Als significante warmtebron voor het warmtenet is de potentie te beperkt en te verspreid aanwezig.

Thermische energie uit drinkwater (TED) Bij thermische energie uit drinkwater wordt warmte gewonnen uit drinkwaterleidingen. Daarbij kan het gaan om aanvoerleidingen van drinkwater richting zuiveringsinstallaties (ruwwater) of om drinkwaterleidingen richting de eindgebruikers (reinwater). In Nederland gelden er strenge eisen voor drinkwater, zowel in kwaliteit als in temperatuur. Onttrekking van energie uit het drinkwater mag nooit de kwaliteit van het drinkwater beïnvloeden. Zeker in de zomermaanden kan het echter wel gewenst zijn warmte uit drinkwater te halen, om het zo af te koelen tot een wenselijk niveau voor levering. Daarbij is het gebruik van warmteopslag in de vorm van bijvoorbeeld bodemenergiesystemen nodig om de warmte ook in de winter te kunnen gebruiken. Vitens is bevoegd gezag van het drinkwater in Nijmegen. Zij hebben in 2025 Syntraal een opdracht gegeven om de potentie van energiewinning uit drinkwater in Nijmegen in kaart te brengen. Drinkwater wordt in Nijmegen gewonnen bij Heumensoord. Daarnaast is er aanvoer van drinkwater op twee plekken in het westen van Nijmegen. Op deze plekken is de hoeveelheid water het grootst en dus ook de potentie voor TED. In Neerbosch West kan tot 4 MW gewonnen worden in de leiding20. Op andere grote leidingen zit dit tussen de 1 en 3 MW. Een overzicht hiervan is gegeven in Figuur 4.

Figuur 4 – potentie reinwaterleiding voor TED. De potentie is relatief groot in het westen en rondom het stadscentrum (donkerpaarse leidingen).

20

Het is mogelijk om op meerdere plekken in het drinkwaterstelsel TED toe te passen. Er moet wel voldoende afstand tussen deze plekken zijn omdat het water anders te ver afkoelt. Een ondergrens van 1.000 m wordt typisch gehanteerd.

25

5.3 Geothermie Geothermie is de winning van warmte uit de ondergrond beneden 500m. In Nederland spreken we bij de ondiepe ondergrond (tot 500m) niet van geothermie maar van bodemenergie. De bodem is op die diepte niet warmer dan 25 °C. Bovendien gelden op deze diepte regels over het in balans onttrekken en infiltreren van warmte. Het is dus niet mogelijk enkel warmte te onttrekken uit dit deel van de bodem. Daarom laten we bodemwarmte als bron buiten beschouwing. Dieper dan 500m spreken we van geothermie waarbij de temperatuur oploopt na mate je dieper boort. Voor een overzicht van deze categorieën, zie onderstaande tabel. Lees meer over geothermie in de factsheet van het NPLW21.