Document · PDF

Bijlage 2 Geleerde lessen Quickscan studies Gelderland met bijlagen.pdf

Raadsvergadering 28 september 2021, gemeente RhenenBij agendapunt: Raadsvoorstel vaststellen Transitievisie Warmte40.526 woorden

Open het PDF bij de gemeente ↗Naar de vergadering →

Tekst van het document

Uit het bestand gehaald, zonder opmaak, tabellen en afbeeldingen · deel 3 van 5

Bijlage 1: voorwaarden en aannames waaronder deze studie is uitgevoerd Deze Quickscan is gebaseerd op bureauonderzoek en informatie die is aangeleverd door de gemeente. Het betreft een momentopname en heeft een beperkt detailniveau. Deze bijlage omschrijft de belangrijkste uitgangspunten van deze studie die de resultaten significant kunnen beïnvloeden, en die in een vervolg gedetailleerder uitgewerkt kunnen worden. Naast het verder verdiepen van het beoogde systeem, is het raadzaam de haalbaarheid van andere alternatieven (warmteoplossingen) te onderzoeken en te vergelijken met het beoogde systeem. Het steeds gedetailleerder uitwerken van enkele strategieën is in lijn met de handreiking lokale analyse van het expertise centrum warmte (ECW). Ook de rekenmethodes zijn overeenkomstig de templates van het ECW, maar gedetailleerder en specifieker uitgevoerd. Er zijn veel kengetallen en datasets gemoeid met de technischeconomische analyse in de Quickscan. We verdelen deze data in drie categorieën op basis van de impact op de resultaten van de analyse en de mate waarin de generieke data passen bij de lokale situatie (zie Figuur 8). Enkele concrete getallen staan in bijlage 3.  Te verrijken data (zie Figuur 8- linksboven): data die grote impact hebben op de resultaten én waar op landelijk niveau weinig informatie over beschikbaar is.

 Optioneel te verrijken data (zie Figuur 8 – linksonder): data die of een kleine impact hebben op de resultaten van de analyse, of al van redelijke kwaliteit zijn, kunnen worden verrijkt. Maar dit heeft geen prioriteit. Als er reden is om aan te nemen dat de lokale situatie sterk afwijkt van het gebruikte uitgangspunt kan verrijken van dit datatype een verbetering van de resultaten opleveren.  Landelijk gevalideerde data (zie Figuur 8 – rechtsboven): data die zijn afgestemd met verschillende stakeholders en geen verrijking behoeven.  Rekenregels (zie Figuur 8 – rechtsonder): er zijn enkele rekenregels en definities vastgesteld waarmee bij analyses rekening moet worden gehouden.

Figuur 8 Overzicht gebruikte data en bronnen

Bijlage 2: Gevoeligheid De businesscase omvat nog veel onzekerheden. Om de invloed van (een deel) van de onzekerheden op de businesscase te bepalen doen we een gevoeligheidsanalyse. In deze gevoeligheidsanalyse zijn standaard opgenomen:    

Synergie in de aanleg van het net (20% goedkoper). Bijvoorbeeld omdat het net tegelijkertijd met andere werkzaamheden kan worden gelegd of omdat de kosten meevallen. Hogere energiekosten (30% hoger). Bijvoorbeeld door fluctuatie in stroom- en gasprijzen. Minder warmte afzet (30% lager). Bijvoorbeeld door lagere volloop of betere isolatie van woningen. Hieraan valt ook af te leiden wat een eventueel hogere warmtevraag/vollooppercentage doet. Goedkopere warmtepompen (30% lager). Bijvoorbeeld door innovatie.

Gevoeligheid gebruikerskosten 5.000 4.500 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 Base Case 100%

Synergie net aanleg (-20%)

Energie kosten (+30%)

Minder warmte afzet (-30%)

Individueel nieuwbouw

tuinders + nieuwbouw

Tuinders, nieuwbouw en bestaand

1 tuinder + bestaand

Warmtepomp prijzen (-30%)

Figuur 9 Gevoeligheidsanalyse op de gemiddelde jaarlijkse gebruikerskosten (dat zijn de kosten die nodig zijn om de business case rendabel te maken)

Bijlage 3: Tabellen met gebruikte getallen In de tabellen hieronder staan enkele van de gebruikte kentallen (CBS, PBL, SDE++, RHDHV). Investering Bronnen HT Warmtepomp Gasketel Warmtenet Distributienet Aansluitleidingen

Schalingsfactor

EUR/MW € 525.000

X 1,00

Referentie vermogen MW 0,50

Herinvestering

Kosten verwijdering

EUR/MW € 300.000

€ 60.000 EUR/M € 700 € 400

Onderhoud en beheer Opex vaste kosten

% van CAPEX

Verzekeringen Beheerkosten

0% 7%

% van CAPEX % van Rev

Communicatie

% van Rev

Inkoopprijs elektra

€ 0,05

EUR/kWh

Inkoopprijs gas

€ 0,20

EUR/m3

Energie inkoop

SDE

TEO

Basis bedrag € 0,0900

Correctie bedrag € 0,0350

CO2-uitstoot & Duurzame opwek Aardgas Grijze stroom WTW (jan. 2020)

1,89 0,556

Kg CO2/ m3 Kg CO2/ kWh

Groene stroom WTW Wind (LCA benadering incl. sloop en productie molen) Zon (LCA benadering incl. sloop en productie panelen) Biomassa (aanname: kort-cyclisch)

0 0,014

Kg CO2/ kWh Kg CO2/ kWh

0,093

Kg CO2/ kWh

0,075

Kg CO2/ kWh

Externe warmte 2030 mix stroom

0 0,254

Kg CO2/ kWh Kg CO2/ kWh

Maximale vollasturen 3.500,00

Aantal subsidie jaren 15,00

EUR/MW €0

Rhenen Quickscan naar de haalbaarheid van thermische energie uit oppervlaktewater in (de kern van) Rhenen

Inhoudsopgave 1

Introductie

1.1

Doel van deze Quickscan

1.2

Betrokken partijen

1.3

Samenvatting/conclusie

Scope en warmtevraag van het beoogde gebied

2.1

Afbakening van het gebied

2.2

Huidige warmtevraag

2.3

De toekomstige warmtevraag

Schets van het warmte systeem

3.1

Een introductie op Aquathermie

3.2

Eerste inzicht in de haalbaarheid van aquathermie

3.3

Potentie van de bron

3.4

Bronpotentie - Pieklast

3.5

Ruimtelijke schets

3.5.1

Leidingnetwerk

Business case

4.1

Duurzaamheid (CO2- reductie)

4.2

Financiële analyse – toelichting kosten & opbrengsten

4.3

Organisatie van het collectieve-systeem

4.4

Conclusie

4.5

Aandachtspunten

4.6

Vervolgstappen

Bijlage 1: voorwaarden en aannames waaronder deze studie is uitgevoerd

Bijlage 2: Gevoeligheid

Bijlage 3: Tabellen met gebruikte getallen

Disclaimer: Aan deze Quickscan kunnen geen rechten worden ontleend. Royal HaskoningDHV aanvaardt geen aansprakelijkheid als gevolg van beslissingen of schade als gevolg van eventuele onjuistheden of verkeerde interpretatie van dit rapport. Dit rapport geeft een eerste indruk en is louter bedoeld om de discussie aan te scherpen. De gebruikte berekeningen zijn een vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid. Dit kan resulteren in foutieve interpretatie van de resultaten. In bijlage 1 staan voorstellen om de nauwkeurigheid van de Quickscan verder te detailleren richting een ‘bankable businessmodel’. Datum: 12-04-2021 Opgesteld door: Margit Heine

Introductie

worden, met als warmtebron thermische energie uit oppervlaktewater (TEO), in combinatie met een warmtepomp en een gasketel voor de pieklast (15% van de warmtevraag).

Samen met bewoners, bedrijven en gemeenten staat de provincie Gelderland voor de uitdaging om de gebouwde omgeving te verduurzamen en uiteindelijk alle gebouwen los te koppelen van het aardgas. Hiervoor zijn duurzame warmtebronnen, technologieën en initiatieven nodig, die bovendien financieel aantrekkelijk zijn en op breed draagvlak 1.1 Doel van deze Quickscan kunnen rekenen. De provincie heeft Royal HaskoningDHV gevraagd in het versnellen van de regionale energietransitie te ondersteunen. Dat doen wij door lokale stakeholders Het doel van deze Quickscan wordt sluitend samengevat in onderstaande hoofdvraag: inzicht te geven in de haalbaarheid van duurzame warmtebronnen. “Is het realiseren van een collectief warmtesysteem met aquathermie in Rhenen kansrijk en is verder onderzoek zinvol?” Als onderdeel van dit versnellingstraject voert Royal HaskoningDHV 24 Quickscans uit naar de haalbaarheid van duurzame warmtebronnen binnen de provincie Gelderland. Een van de Quickscans richt zich op de haalbaarheid van een collectieve warmteoplossing in Rhenen. Deze Quickscan geeft betrokken partijen inzicht in de Om de hoofdvraag te beantwoorden geven we voor alle scenario’s antwoord op de inpassing van een collectieve warmteoplossing en een doorkijk naar de te nemen volgende deelvragen: 1. Wat is de warmtevraag van het beoogde gebied? vervolgstappen. 2.

Kan het beoogde systeem in de warmtebehoefte voorzien? 3. Is dit systeem duurzaam? Er zijn vier scenario’s onderzocht: 1. Gehele kern met WKO en gas voor pieklast: Collectieve warmteoplossing, 4. Wat zijn globaal de investeringskosten? waarin 80% van de gebouwen in de wijken Rhenen Hoog, Bruine Eng, 5. Is het systeem rendabel (terugverdientijd <30 jaar)? Molenberg, Binnenstad, Donderberg, Koerheuvel en Domineesberg op een warmtenet aangesloten worden, met als warmtebron thermische energie uit oppervlaktewater (TEO), in combinatie met een warmtepomp en een warmtekoude opslag (WKO). De gasketel voorziet in de pieklast op de koudste dagen (15% van de warmtevraag). 2. Kern 2, met WKO en gas voor pieklast: Collectieve warmteoplossing, waarin 80% van de gebouwen in de wijken Rhenen Hoog, Bruine Eng, Molenberg, Binnenstad en Domineesberg op een warmtenet aangesloten worden, met als warmtebron thermische energie uit oppervlaktewater (TEO), in combinatie met een warmtepomp en een warmte- koude opslag (WKO). De gasketel voorziet in de pieklast op de koudste dagen (15% van de warmtevraag). 3.

Kern 3, met WKO en gas voor pieklast: Collectieve warmteoplossing, waarin 80% van de gebouwen in de buurten Rhenen Hoog, Bruine Eng, Molenberg en Binnenstad op een warmtenet aangesloten worden, met als warmtebron thermische energie uit oppervlaktewater (TEO), in combinatie met een warmtepomp en een warmte- koude opslag (WKO). De gasketel voorziet in de pieklast op de koudste dagen (15% van de warmtevraag). 4. Gehele kern zonder WKO: Collectieve warmteoplossing, waarin 80% van de gebouwen in de buurten Rhenen Hoog, Bruine Eng, Molenberg, Binnenstad, Donderberg, Koerheuvel en Domineesberg op een warmtenet aangesloten

1.2

Betrokken partijen

De opdrachtgever voor deze studie is de provincie Gelderland. Het eerste aanspreekpunt is gemeente Rhenen. Er zijn nog geen andere partijen betrokken bij dit onderzoek. Indien uit het onderzoek blijkt dat een verdere verkenning zinvol is, is het wel verstandig om andere partijen hierbij te betrekken, zoals:  Beheerder Nederrijn (Rijkswaterstaat)  Grote vastgoed eigenaren  Netbeheerder (Stedin) 1.3

Samenvatting/conclusie

De in de introductie gestelde hoofdvraag kan ‘voorzichtig positief’ worden beantwoord: het collectieve warmtesysteem zoals dat onderzocht is voor Rhenen is ambitieus, maar niet onmogelijk, en daarom redelijk kansrijk om nader te onderzoeken:  De netto contante waarde van alle scenario’s is negatief, maar met een eenmalige subsidie/bijdrage kostenneutraal te maken.  Dat scenario 3 beter scoort dan de andere scenario’s is vooral te verklaren door de schaalgrootte: hoe groter het gebied, hoe negatiever de netto contante waarde. Het is echter niet zo dat het gebied in scenario 3 ‘gunstiger’ is om aan

3 te sluiten op een warmtenet dan het gebied in de andere scenario’s. De warmtedichtheid is voor deze gebieden namelijk vergelijkbaar. De keuze voor de aansluiting van een groter of kleiner gebied is dus vooral afhankelijk van het draagvlak (de wens om deel te nemen zou minimaal 75/80% moeten zijn) en de maximale beschikbare subsidie/bijdrage.



Alle scenario’s voldoen aan de duurzaamheidsvereisten. Na 2040 zou wel het aardgas dat gebruikt wordt voor de pieklast moeten worden vervangen door een andere duurzame warmtebron, zoals bijvoorbeeld duurzame/hernieuwbare gassen.

Scope en warmtevraag van het beoogde gebied

Dit hoofdstuk omschrijft het gebied waarvoor de Quickscan is uitgevoerd en de bijbehorende warmtevraag. Hiermee geven we antwoord op de eerste deelvraag en ontstaat een goed beeld van de warmte die het systeem in deze businesscase moet kunnen leveren (deelvraag 2). 2.1

Afbakening van het gebied

In overleg met de gemeente is ervoor gekozen het gebied ten westen van de spoorlijn te verkennen. Hier bevinden zich 7 wijken, met in totaal 3243 gebouwen (zie Figuur 1): 1. Rhenen Hoog 2. Bruine Eng 3. Molenberg 4. Binnenstad 5. Donderberg 6. Koerheuvel 7. Domineesberg Ten zuiden van dit gebied loopt de Nederrijn; de warmtebron voor het aquathermiesysteem.

Figuur 1 Onderzochte gebied (donkergrijs gearceerde gebouwen)

2.2

Huidige warmtevraag

De warmtevraag van de bestaande woningen is berekend met het Smart Energy Transition Platform (SETuP), het dataportaal van Royal HaskoningDHV. Tabel 1 geeft een indicatie van de huidige warmtevraag en Figuur 2 geeft een overzicht van de huidige energielabels. Tabel 1 Berekende huidige warmtevraag

Gebieden

Gehele kern (scenario 1 & 4)

Kern 2 (excl. Donderderberg & Koerheuvel)

Kern 3 (excl. Donderderberg, Koerheuvel en Domineesberg)

Totale berekende warmtevraag

175.400 GJ/Jaar

153.200 GJ/Jaar

133.700 GJ/Jaar

Gemiddelde warmtevraag per aansluiting/gebouw

54 GJ/Jaar

57 GJ/Jaar

58 GJ/Jaar

4 Overzicht Energielabels

2.3

Gehele kern (scenario 1 & 4)

309

322

1.138

735

620

F 436

geen label

498

Kern 2 (excl. Donderderberg & Koerheuvel)

B C D

Gezien de energielabels van de gebouwen gaan we uit van een warmtenet op minimaal middentemperatuurwarmte (50-70°C). Om de bestaande woningen met middentemperatuurwarmte te kunnen verwarmen zal de komende jaren in een deel van de gebouwen extra isolatie moeten worden aangebracht, met name in de slecht geïsoleerde woningen. Het is verstandig om de gebouwen aan te passen tot (minimaal) energielabel C. De kosten voor deze isolerende maatregelen zijn niet meegenomen in de business case.

584

De toekomstige warmtevraag

305 279 637 726

E F

618 582

G geen label

423 492

Met deze aanpassingen daalt ook de totale warmtevraag. Voor de toekomstige warmtevraag is uitgegaan van een gemiddelde besparing van 15% voor alle woningen. Dit lijkt misschien niet zo veel, maar is een grote uitdaging. In de praktijk blijkt namelijk dat zelfs na het toepassen van meerdere isolatiemaatregelen, de warmtevraag beperkt afneemt, onder andere door de invloed van (minder zuinig) gedrag. Zo kan worden aangenomen dat voor tussenwoningen, een aanpassing van energielabel G naar label B of van energielabel E naar label A, een besparing van ongeveer 15% oplevert (voor meer informatie, zie Energieverbruik van particuliere huishoudens - CBS, 2018). Aangezien het in dit gebied ook veel losstaande woningen betreft, zal de verwachte besparing voor de woningen die drie of vier labelschil sprongen maken waarschijnlijk wel iets hoger zijn dan 15%. Als er onverwachts toch gemiddeld meer dan 15% energie bespaard wordt, is dit ongunstig voor de business case (minder warmte afname). In bijlage 2 is weergegeven wat de veranderingen voor de business case zullen zijn als er meer energie bespaard wordt dan het huidige uitgangspunt.

Kern 3 (excl. Donderderberg, Koerheuvel en Domineesberg)

262

Tabel 2 Verwachte toekomstige warmtevraag

578

587

606

F G geen label

523 398 455 Figuur 2 Overzicht van energielabels in het onderzochte gebied

Gehele kern (scenario 1 & 4)

Kern 2 (excl. Donderderberg & Koerheuvel)

Kern 3 (excl. Donderderberg, Koerheuvel en Domineesberg)

149.100 GJ/Jaar

130.300 GJ/Jaar

113.700 GJ/Jaar

Daarnaast wordt er voor de bestaande gebouwen gerekend met een volloop percentage van 80% (20% van de gebouwen ‘doet niet mee’).

Schets van het warmte systeem

In dit hoofdstuk geven we antwoord op de vraag of het beoogde systeem op basis van aquathermie in de warmtebehoefte van het gebied kan voorzien (deelvraag 2). Er is gekeken naar de benodigde randvoorwaarden voor de techniek en de kenmerken van de beschikbare warmtebron (oppervlaktewater). Op basis van deze inzichten is een eerste ruimtelijke ‘schets’ van de engineering opgemaakt. Deze schets is in hoofdstuk 4 gebruikt voor het opstellen van de business case. 3.1

Een introductie op Aquathermie

gemeente aangegeven dat er geen andere lokale bezwaren (lokaal beleid of wet- en regelgeving) op dit moment bekend zijn. 3.3

Potentie van de bron

De Nederrijn is een tak van de Rijn vanaf Angeren tot Wijk bij Duurstede (vanaf daar wordt de hoofdstroom Lek genoemd en de oude stroom Kromme Rijn). De potentie van deze bron kan worden geschat aan de hand van het debiet (stroming) en/of oppervlakte van het waterlichaam en de temperatuur van het water. Een schatting van de gemiddelde stroomsnelheid en de temperatuur ter hoogte van Rhenen is gebaseerd op openbare gegevens van Rijkswaterstaat bij meetpunt Driel boven. Voor een vervolgonderzoek wordt aangeraden om uitgebreidere metingen en/of aanvullend onderzoek te doen.

Aquathermie is een techniek voor het verwarmen en koelen van gebouwen waarbij gebruik wordt gemaakt van warmte en koude uit oppervlaktewater (TEO), afvalwater (TEA) of drinkwater (TED). Vaak wordt deze technologie toegepast in combinatie met De gemiddelde temperatuur op dit punt ligt momenteel rond de 13 graden, zie grafiek 1 een warmte-koude opslagsysteem (WKO) om de warmte uit de zomer te benutten in de (Bron RWS). winter en een elektrische warmtepomp, om de warmte nog verder op te waarderen tot Tabel 4 Kenmerkende aannames van de Nederrijn bij Rhenen bruikbare niveaus. Dat kan centraal met een collectieve warmtepomp, of met een Kenmerkende aannames van de Nederrijn nabij Rhenen warmtepomp per gebouw. De individuele technieken zoals een warmtewisselaar, warmtenetwerk en warmtepompen zijn technologisch al ver doorontwikkeld. Van Breedte watergang +/- 16 meter grootschalige technologische innovatie is in dit geval dus geen sprake. De koppeling van Debiet 25-500 m³/s deze technieken in één systeem is daarentegen wel vernieuwend. Temperatuur

3.2

Gemiddeld 13

Graden celcius

Eerste inzicht in de haalbaarheid van aquathermie

De richtlijnen van het STOWA geven een eerste inzicht in de haalbaarheid van Aquathermie. Hiervoor zijn drie belangrijke factoren geanalyseerd, zoals weergegeven in Tabel 3. Een andere belangrijke factor die vaak wordt meegenomen om de haalbaarheid in te schatten is de mogelijkheid voor het plaatsen van een WKO. Tabel 3 Eerste inzicht in de haalbaarheid van aquathermie Richtlijn

Bestaande gebouwen

De energievraag en het aanbod is minimaal 1.000 GJ (ca. 30 woningen) Gebied geschikt voor LT-/MT-warmtenet

- na-isolatie nodig

Afnemer nabij thermische bron (binnen ca. 1 km)

Op basis van de richtlijnen uit Tabel 3 lijkt het gebied op hoofdlijnen (technisch gezien) redelijk geschikt voor het toepassen van aquathermie. Tijdens de kick-off heeft de

Grafiek 1: Temperatuur van de Rijn bij Driel boven als indicator van de temperatuur

6 De warmteonttrekking is op dit moment nog niet vastgelegd in wet- en regelgeving. Als pieklast. Op de lange termijn zou deze gasketel dan vervangen kunnen worden door een vuistregel is aangehouden dat de temperatuur van het water maximaal 3 graden daalt. duurzamere warmtebron. In de praktijk zijn er mogelijk wel andere hinderende factoren zoals scheepvaart. 3.5 Ruimtelijke schets Hierover zullen in een later stadium afspraken moeten worden gemaakt. Potentie-schatting Aan de hand van de kenmerkende aannames (Tabel 5) is een potentieschatting gemaakt. De ‘oogstbaarheid’ van de warmte is erg afhankelijk van de stroomsnelheid en de positionering van in- en uitlaat systemen, zodat deze niet met elkaar gaan interfereren. Voor deze studie is aangenomen dat de in- en uitlaat goed gedimensioneerd kan worden en dat er geen technische bezwaren zijn. De potentie is daarmee ruim voldoende voor de basislast. De Nederrijn heeft voldoende vermogen (warmte) om alle gebouwen binnen de scope bijna het gehele jaar van warmte te voorzien. Alleen op de koudste dagen in de winter is het onzeker of er voldoende warmte kan worden onttrokken. Er is daarom mogelijk een WKO en/of kleine warmtebuffer op hoge temperatuur nodig. Indien bij nader onderzoek blijkt dat er toch geen WKO/warmtebuffer nodig is, zal dit gunstig uitpakken voor de business case.

Het verschil is zichtbaar in de vergelijking tussen scenario 1 (met WKO) en scenario 4 (hetzelfde gebied en warmtesysteem, maar dan zonder WKO).

De warmteonttrekking moet plaats vinden op een punt waar het water goed doorstroomt en waar ruimte is om in- en uitlaat te plaatsen. Ongeveer ter hoogte van het punt waar warmte uit de Nederrijn wordt onttrokken, kan ook het installatiegebouw komen te staan waar de warmtepomp en de gasketel staan. Deze zorgen ervoor dat warmte op de goede temperatuur in het leidingnetwerk stroomt. Het beoogde systeem bestaat uit 1) een aquathermische bron (Nederrijn), 2) een installatiegebouw met daarin een elektrische warmtepomp en gasketel(s), 3) WKO’s in de ondergrond en 4) een leidingnetwerk.

Tabel 5 Potentieschatting bron Factor

Voldoende potentie?

Beschikbaarheid warmte

De stroomsnelheid is redelijk hoog. De potentie is daarmee voldoende.

Continuïteit

< 5% van de tijd onder de 3 graden.

Temperatuurniveau

Opwaardering noodzakelijk

3.4

Bronpotentie - Pieklast

Behalve de Nederrijn zal er ook nog gebruik moeten worden gemaakt van een extra warmtebron om in de meest koude periode van de winter aan te vullen. Deze pieklast, die 15% van de warmtevraag moet leveren, zou via een hoog elektriciteitsverbruik ook door de warmtepompen kunnen worden geleverd, maar dit is zeer kostbaar. Daarom is het aan te raden om in eerste instantie gebruik te maken van een gasketel voor deze

Figuur 3 Voorbeeld van een geschikte locatie voor het installatiegebouw in Rhenen

7 3.5.1

Leidingnetwerk

Het leidingnetwerk bestaat uit een transportnetwerk, een distributienetwerk aansluitleidingen en verdeelstations. Bij verder onderzoek naar dit warmtenet zal een preciezere engineering en dimensionering van het net nodig zijn. Voor deze studie hebben we gekeken naar de meest korte/logische route van het net. Hiermee is een aanname gedaan over de lengte (en de kosten voor de aanleg van) een distributienetwerk en aansluitleidingen (tot aan de meterkast). Scenario 1 & 4 In het beoogde gebied is rekening gehouden met:  15-20 verdeelstations/warmteclusters (Figuur 4)  Een transportleiding van ca. 6,1 km (Figuur 5)  Een distributienetwerk van ca. 32 km lengte in totaal (Figuur 6)  Aansluitleidingen van in totaal circa 39 km (gemiddeld 12 meter per gebouw) Figuur 5 Transportleiding voor het beoogde gebied

Figuur 4 Inschatting van het aantal warmteclusters voor het beoogde gebied Figuur 6 Mogelijk distributienetwerk van het beoogde gebied

8 Scenario 2 In het beoogde gebied is rekening gehouden met:  10-15 verdeelstations/warmteclusters  Een transportleiding van ca. 5,3 km  Een distributienetwerk van ca. 26 km lengte in totaal (Figuur 7)  Aansluitleidingen van in totaal circa 32 km (gemiddeld 12 meter per gebouw)

Figuur 8 Mogelijk distributienetwerk van scenario 3

Figuur 7 Mogelijk distributienetwerk van scenario 2

Scenario 3 In het beoogde gebied is rekening gehouden met:  9-14 verdeelstations/warmteclusters  Een transportleiding van ca. 4,7 km  Een distributienetwerk van ca. 23 km lengte in totaal (Figuur 8)  Aansluitleidingen van in totaal circa 27 km (gemiddeld 12 meter per gebouw)

Business case

De tot dusver opgedane inzichten tonen aan dat de toepassing van een systeem op basis van aquathermie vanuit technisch oogpunt mogelijk is, indien flink wat isolatie wordt toegepast. In dit hoofdstuk wordt de business case van dit systeem verder uitgewerkt en geven we antwoord op de deelvragen 3 (duurzaamheid), 4 en 5 (financiële analyse). De gebruikte berekeningen zijn een vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid. Dit kan resulteren in foutieve interpretatie van de resultaten. In bijlage 1 staan de aannames, gebruikte rekenregels en voorstellen om de nauwkeurigheid van de Quickscan verder te detailleren. 4.1

Duurzaamheid (CO2- reductie)

Figuur 9 geeft de CO2-reductie van de beoogde oplossingen ten opzichte van een gasgestookte-cv. Hieruit blijkt dat alle collectieve scenario’s grotendeels vergelijkbaar zijn, omdat dezelfde duurzame bronnen worden gebruikt. De CO2-reductie wordt jaarlijks hoger, aangezien de elektriciteitsmix in Nederland naar verwachting steeds duurzamer wordt. Vanaf 2050 is er daarom alleen nog CO2-uitstoot van het aardgasverbruik (15%). Ter vergelijking: Een (individuele) all-electric oplossing zou op korte termijn minder duurzamer zijn, omdat de elektriciteitsmix in Nederland dan nog deels uit fossiele brandstoffen bestaat. Op de lange termijn is dit systeem naar verwachting duurzamer, omdat er dan geen gebruik wordt gemaakt van aardgas en wel van duurzame elektriciteit. Echter als het aardgasverbruik van het collectieve systeem op termijn ook vervangen wordt door duurzaam gas (biogas/waterstof), zijn beide opties even duurzaam.

Figuur 9 : geschatte CO2-reductie (o.b.v. 2030 elektra-mix (PBL))

Een extra elektriciteitsvraag (vanwege het gebruik van een warmtepomp) resulteert ook in een extra ‘opgave’ voor de opwek van duurzame elektriciteit en in een enkel geval ook voor een mogelijke verzwaring van het elektriciteitsnet. Er zijn in de businesscase geen kosten voor de verzwaring van het elektriciteitsnet meegenomen. Op basis van deze eerste inzichten zou de lokale netbeheerder gevraagd kunnen worden wat er nodig is om te voldoen aan de extra elektra-vraag. 4.2

Financiële analyse – toelichting kosten & opbrengsten

Een warmtenet wordt gekenmerkt door een fikse investering ‘aan de voorkant’, aangezien er eerst een infrastructuur moet worden aangelegd. Dit betekent een flinke kostenpost voordat er ook maar 1GJ aan warmte verkocht is, gevolgd door een langjarige betrekkelijk stabiele kasstroom. Dit maakt het systeem verliesmakend in de eerste jaren van exploitatie. Alle kosten zijn berekend voor een looptijd van 30 jaar. Toelichting op de kosten De kosten voor dit systeem bestaan uit:  Kapitaalsinvestering  Afschrijvingskosten  Financieringskosten  Operationele kosten Voor de ontwikkelkosten wordt uitgegaan van 15% van de kapitaalsinvestering. De kapitaalsinvestering bestaat met name uit de investering in civiele werken, pompen, warmtewisselaar(s) en warmtepompen. Hierin kan de tweedeling gemaakt worden voor kosten voor de bron (WKO, warmtepompen) en investeringen in het warmtenetwerk (waar mogelijk ook andere bronnen op aangesloten kunnen worden). Hierbij moet rekening worden gehouden met technische en ruimtelijke risico’s. De gemeente kan in theorie een bijdrage leveren aan de investering middels een investeringssubsidie. Hierdoor heeft de eigenaar van het warmtenet lagere afschrijvingen en lagere financieringskosten. In deze studie is geen rekening gehouden met investeringssubsidies, aangezien die op dit moment niet bekend zijn.

De investeringen op gebouwniveau worden met name bepaald door de investeringen die op- of aan het gebouw moeten worden gedaan. Voor de gemiddelde woning zijn deze kosten bekend, namelijk:  Installatie afleverset (inclusief muurdoorvoer/stijgleiding) en warmtemeter  Elektra voorziening

10  

Aansluiten CV en tapwater Aansluitleiding van 12 meter (gemiddelde afstand van distributienet tot aan voordeur)

genoemd) en hoeveel energie ze in de toekomst zullen afnemen (ook wel het afnamerisico genoemd). Daarnaast is de verwachting dat het vollooprisico zal dalen met ingang van de nieuwe warmtewet. Voor deze studie zijn we uitgegaan van een vollooppercentage van 80%. Dit is vrij hoog, maar kan haalbaar zijn als van te voren goed in kaart wordt gebracht of er draagvlak is voor deze oplossing.

Voor grote appartementencomplexen en andere utiliteitsgebouwen zijn deze kosten waarschijnlijk hoger. Ook komen er voor de eigenaren van de gebouwen (eventuele) isolatiekosten bij. Dit kan een grote investering zijn. De kosten voor isolatie zijn niet Het risico op een te lage warmtevraag en afnemingszekerheid beoordelen wij als gemiddeld. Een belemmering voor deelname kan de isolatieopgave zijn. Alhoewel hier meegenomen in de berekeningen. voor deze studie geen rekening mee is gehouden, kan de gemeente hier ook een rol in Afschrijvingskosten van een installatie kunnen het nettoresultaat negatief beïnvloeden, spelen middels het in kaart brengen/creëren van draagvlak of een exploitatiesubsidie. zeker als het verdienpotentieel van het systeem beperkt is. Dit heeft geen invloed op de Bij een exploitatiesubsidie neemt de gemeente een deel van het exploitatierisico over. kasstroom, maar wel op het financiële resultaat (de winstgevendheid). Afgesproken wordt dan dat exploitatietekorten door achterblijvende vraag gedeeltelijk Financieringskosten spelen bij dit systeem ook een belangrijke rol. De worden bijgepast. financieringskosten kunnen lager uitpakken dan is aangenomen voor deze studie als de In deze studie zijn we er niet van uitgegaan dat de inwoners via een eenmalige gemeente garant staat en daarmee het risico minimaliseert. aansluitbijdrage (ook wel BAK genoemd) bijdragen.

In de praktijk wordt dit regelmatig De operationele kosten zijn meegenomen en bestaan met name uit beheer & toegepast, aangezien gebouweigenaren normaliter ook na enkele jaren een nieuwe cvonderhoudskosten (preventief en correctief onderhoud, monitoring, administratie, ketel aanschaffen. Indien er wel een bijdrage wordt gedaan door inwoners heeft dit een verzekeringen, communicatie) en de energiekosten (aardgas en elektriciteitskosten van extra gunstig effect op de business case, omdat het aan het begin van het traject het gebruik van de warmtepomp en reguliere pompen). Belangrijk bij de operationele plaatsvindt waardoor ook de financieringskosten lager worden. kosten is dat ook de warmteverliezen van het net worden meegenomen, waardoor er per In deze studie hebben we de aanname gedaan dat het lukt om van SDE++-subsidie te GJ geleverde warmte ook een aanzienlijk deel (ca. 23%) verloren gaat. verkrijgen (9 cent per kWh, voor een looptijd van 15 jaar) op de TEO-installatie. Als aanvulling zijn er ook nog andere soorten subsidies en fiscale voordelen mogelijk. Hier Toelichting op de opbrengsten zal de gemeente zelf een afweging in moeten maken. Vooralsnog lijkt het erop dat dit noodzakelijk is om een warmtenet rond te krijgen. De opbrengsten bestaan uit drie soorten inkomsten:   

Eenmalige aansluitbijdrage (BAK) – in deze studie € 0,Afname van de warmte; Subsidies en fiscale stimuleringsregelingen.

Kostenresultaten en toelichting De belangrijkste investeringskosten van de scenario’s staan in Tabel 6. De investeringskosten in combinatie met de onderhoudskosten minus de opbrengsten, De opbrengsten uit de afname van de warmte door de gebruikers is afhankelijk van het resulteert in de netto contante waarde. aantal aansluitingen (binnen de scope), de energieprijzen(/belastingen) en het Tabel 6 Kostenoverzicht van de scenario's energieverbruik per aansluiting. De verkoopprijs van de warmte is gebaseerd op het NietScenario 3 (Kern Scenario 2 (Kern excl. Scenario 4 Meer-Dan-Anders principe. Overige aannames die zijn gedaan voor het bepalen van de Investeringskosten en Scenario 1 excl. Donderderberg, (Gehele kern kosten zijn terug te vinden in bijlage 3. netto contante waarde (Gehele kern) Donderderberg & Koerheuvel)

De mate waarin voldoende warmte wordt verkocht is een belangrijke succesfactor. Hoe hoger de warmtevraag, hoe meer inkomsten. Hier worden vooraf aannames over gedaan, die in de praktijk anders kunnen uitpakken. Zo is van tevoren niet geheel zeker hoeveel gebouweigenaren een aansluiting willen hebben (ook wel het vollooprisico

Koerheuvel en Domineesberg)

zonder WKO)

Warmtenet Totaal transportleidingen

5.795 k€

5.007 k€

4.446 k€

5.795 k€

Totaal distributienet

22.400 k€

18.200 k€

15.820 k€

22.400 k€

Totaal overdrachtsstations

2.120 k€

1.723 k€

1.590 k€

2.120 k€

Totaal Aansluitleidingen

12.453 k€

10.257 k€

8.786 k€

12.453 k€

Investeringen Warmtepompen

6.557 k€

5.654 k€

4.928 k€

7.286 k€

Investeringen Gasketels

1.166 k€

1.005 k€

876 k€

1.166 k€

Investeringen Open WKO

1.936 k€

1.763 k€

1.587 k€

Investeringen Aquathermie

1.512 k€

1.304 k€

1.136 k€

1.455 k€

Investering overige kosten

25 k€

Bron

Gebruikerskosten (incl. EB Sub en BTW) 2.500 2.000 1.500 1.000 500 TEO - Gehele kern met WKO

Minimaal scenario

Overig Kosten aansluiting warmtenet (woningniveau)

9.080 k€

7.479 k€

6.406 k€

9.080 k€

Herinvestering + ontwikkelkosten

12.871 k€

10.825 k€

9.431 k€

12.181 k€

Netto contante waarde (30 jaar)

- 30,8 miljoen €

- 25,5 miljoen €

- 22,6 miljoen €

- 28,5 miljoen €

TEO - Gebied 2 met WKO

TEO - Gebied 3 met WKO

Maximaal scenario

TEO - Gehele kern zonder WKO

ACM NMDA kosten referentie

Figuur 10 Jaarlijkse gebruikerskosten die bij gebruikers (inwoners) in rekening moeten worden gebracht om het systeem kostenneutraal te maken

4.3

Organisatie van het collectieve-systeem

Er zijn vier essentiële rollen in de warmteketen: de producent, de netwerkbeheerder(s), de leverancier en de afnemer(s). De rollen kunnen door verschillende partijen worden uitgevoerd, maar ook door een of meer partijen die meerdere rollen op zich nemen. De organisatie wordt sterk bepaald door het type project. In Tabel 7 schetsen we de organisatiemodellen en geven kort aan welk model geschikt lijkt voor Rhenen.

De verschillen tussen de scenario’s zijn voornamelijk te verklaren door de grootte van het gebied en het aantal aansluitingen. Alleen in scenario 1 en 4 is het gebied exact hetzelfde, maar zit het verschil in de benodigde investering voor de WKO en het Tabel 7 Een eerste verkenning van het benodigde organisatiemodel benodigde warmtepompvermogen. Alle scenario’s hebben een negatieve netto contante waarde en zijn dus niet rendabel. Hoe groter het gebied, hoe lager de netto contante waarde is. Pas als de eenmalige bijdrage van inwoners (BAK) € 13.000,- zou bedragen, zijn deze scenario’s kostenneutraal. De kosten die in rekening zouden moeten worden gebracht bij de inwoners om het systeem rendabel te maken, zijn voor alle scenario’s ongeveer 1,25 keer zo hoog als de huidige kosten voor aardgas (Figuur 10).

Organisatiemodel

Kenmerken

Past bij business case?

Separate producent, transporteur en leverancier (1 partij eindverantwoordelijk voor hele keten)

Elk deel van de keten moet afzonderlijk haalbaar zijn en heeft eigen business case.

Vooral toegepast op grotere schaal en lijkt dus tot de mogelijkheden te behoren.

Productie en levering geïntegreerd, separate transporteur (1 partij eindverantwoordelijk voor hele keten)

Leverancier heeft ook grip op productie.

Het zou wenselijk kunnen zijn om als overheid monopolie op het net te houden / aansluit-mogelijkheden van restwarmte mogelijk te maken.

Integrale warmteketen

Groot risico voor 1 partij. Denkbaar bij nieuw aan te leggen systeem.

Er moet 1 partij opstaan om het grote risico te dragen. Dit moet een bedrijf zijn met warmtelicentie. Of er moet uitzondering

12 gevraagd worden bij de ACM. Alleen op kleinere schaal is dit misschien haalbaar.

Het is een hele opgave om belangen van verschillende partijen samen te laten komen in een collectief warmtenet. In een succesvol project zijn de belangen uiteindelijk In Tabel 8 volgt staat beknopte lijst met (mogelijke) belanghebbenden die van belang verenigbaar. Dit kan een gezamenlijk belang worden, maar er kunnen ook verschillende zijn bij een verdere realisatie de plannen. Dit is een indicatie. Het daadwerkelijke model belangen naast elkaar blijven bestaan. De slaagkans van een dergelijk complex project met bijbehorende belanghebbenden zal bij een vervolg samen met de belanghebbenden hangt af van de welwillendheid van de deelnemende partijen. Hiermee wordt bedoeld vormgegeven moeten worden. dat er vertrouwen moet zijn tussen de stakeholders, maar ook dat de juiste enthousiaste personen aan tafel zitten. Tabel 8 Een eerste verkenning van mogelijke belanghebbenden Belanghebbende

Kenmerken/taak/rol

Belang bij de business case

Ministeries (EZK/BZK)

Beleid uit Klimaatwet en -Akkoord realiseren

Aan beleid voldoen

Rijkswaterstaat

Beheer watersystemen.

Beleid uitvoeren (denk aan veiligheid, impact op de natuur).

Provincie

Vergunningverleningen, toezichthouder

Toezicht houden, aan beleid voldoen

Gemeente

Trekker van het project, eigenaar/beheerder grond

Aan beleid voldoen, belang van inwoners vertegenwoordigen

Netbeheerder (Stedin)

Gasaansluiting en netcapaciteit

Zekerheid levering. Inpassen infrastructuur

Energie-afnemers (gebouweigenaren)

Energie-afnemer (klant)

Comfortabel huis/gebouw; betaalbare energierekening

Belangenorganisaties (bijv. natuurorganisaties)

Bescherming specifieke belangen

Belangen behartigen

Adviseurs

Adviseren op techniek, organisatie etc.

Ondersteunen

Organisatorische risico’s De organisatie van een collectief warmtesysteem levert de nodige risico’s op. Zo zijn er lange termijncontracten nodig. Risico hierbij is dat partijen zich niet zo lang willen committeren of zich terugtrekken. Ook kan het uitdagend zijn om productiepartijen en afnemers te laten committeren aan dezelfde prijzen, indexatie etc. Hierbij moet ook rekening worden gehouden met de wetgeving die de komende jaren zal wijzigen, zoals met de warmtewet 2.0.

De gemeente kan in het organisatieproces een faciliterende en sturende rol nemen. Indien veel partijen betrokken worden, is het ook aan te raden om een procesfacilitator met voldoende kennis en ervaring in te schakelen.

5. 4.4

Conclusie, aandachtspunten en vervolgstappen



Conclusie



De netto contante waarde van alle scenario’s is negatief, maar kan met een eenmalige subsidie/bijdrage van € 13.000,- kostenneutraal worden gemaakt. Dat scenario 3 de minst negatieve netto contante waarde heeft is vooral te verklaren door de schaalgrootte: hoe groter het gebied, hoe negatiever de netto contante waarde. Het is echter niet zo dat het gebied in scenario 3 ‘gunstiger’ is om aan te sluiten op een warmtenet dan het gebied in de andere scenario’s. De warmtedichtheid is voor deze gebieden namelijk vergelijkbaar. De keuze voor de aansluiting van een groter of kleiner gebied is dus vooral afhankelijk van het draagvlak (de wens om deel te nemen zou minimaal 75-80% moeten zijn) en de maximale beschikbare subsidie/bijdrage. Alle scenario’s voldoen aan de duurzaamheidsvereisten. Na 2040 zou wel het aardgas dat gebruikt wordt voor de pieklast moeten worden vervangen door een andere duurzame warmtebron, zoals bijvoorbeeld duurzame/hernieuwbare gassen, om aan de landelijke doelstellingen te voldoen. 4.5



Aandachtspunten

Deze Quickscan geeft een eerste indicatie van de haalbaarheid van een collectief warmtenet op basis van aquathermie. Veel van de in deze Quickscan genoemde onzekerheden en risico’s zijn in het algemeen van toepassing op het implementeren van nieuwe collectieve warmtesystemen. Conclusies worden daarom uitgedrukt in termen als “relatief laag”, “kansrijk”, “haalbaar’, ’uitdagend’ etc. Door gebruik te maken van lokale kennis, expert-kennis en andere specifieke lokale informatie is deze Quickscan echter wel een significante verdiepingsslag op de al bestaande algemene rekenmodellen. In dit vroegtijdige stadium geldt echter voor de berekeningen wel een grote onzekerheid. Van een aantal aannames die in deze Quickscan zijn gedaan is bekend dat ze significante impact kunnen hebben op de business case. Op verkeerde aannames kan worden gemitigeerd door nader onderzoek te doen en vervolgstappen te nemen. Een overzicht van deze aannames staat in bijlage 1. Een paar concrete aandachtspunten zijn:



Het systeem zoals geschetst is relatief groot. Het modulair en stapsgewijs opzetten van een aquathermie gevoed net is in de praktijk logischer. In dat geval zijn de investeringen aan het begin ook groot (overcapaciteit), maar dit levert wel eerder (de nodige) inkomsten op. Voor het beoogde collectieve systeem is een warmtepomp nodig om de warmte van de bron op te waarderen tot een hogere temperatuur. In deze studie is ervoor gekozen om dit middels een collectieve warmtepomp te doen. Er is voor deze optie gekozen vanwege meerdere voordelen: o De warmtepompen kunnen effectiever worden ingezet, waardoor er minder vermogen nodig is; o Er is maar 1 locatie waar de warmtepomp bereikbaar hoeft te zijn voor onderhoud; o Het huidige elektriciteitsnet in de wijken hoeft niet verzwaard te worden. Op de locatie van de collectieve warmtepomp moet dit mogelijk wel. N.B. De kosten voor deze mogelijke netverzwaring zijn niet meegenomen. Een andere mogelijkheid is om een individuele warmtepomp per huishouden te installeren. In deze variant kan mogelijk meer subsidie worden aangevraagd. De precieze voor- en nadelen van deze twee opties zouden verder kunnen worden onderzocht, maar is gezien de conclusie niet aan te raden. Er zijn hoge kosten gemoeid met de aanleg van het netwerk. Het is bekend dat een langere transportafstand tussen de bron en de afname ongunstig is.

Echter ook (de efficiëntie van) het distributienet kan grote invloed hebben op de business case. Op locaties waar de gebouwen ruimer opgezet zijn (bijvoorbeeld twee-onder-1-kap woningen, grotere wegen) kunnen de kosten al flink toenemen t.o.v. een straat met smallere rijtjeshuizen. In deze studie zijn hier aannames voor gedaan. Hoeveel strekkende meters leiding uiteindelijk nodig zijn om de kernen van warmte te voorzien, kan pas worden bepaald als er een studie wordt gedaan naar de ruimtelijke impact en wordt toegewerkt naar een voorlopig ontwerp. Op dit moment is nog niet 100% zeker of het noodzakelijk is om WKO’s te installeren. Bij een verder technische uitwerking/ontwerp moet blijken wat er precies nodig is om het systeem technisch haalbaar te maken en hoe dit verder kan worden geoptimaliseerd. Dit heeft wel invloed op de business case, maar in mindere mate dan bijvoorbeeld de (optimalisatie van de) kosten van het warmtenet. Indien de warmtevraag de komende jaren meer gaat afnemen dan verwacht, zal dit ongunstig zijn voor de business case. Dit is een belangrijk (exploitatie)risico. Gezien de nieuwe warmtewet is uitgegaan van een deelname van 80%. Dit heeft geen invloed op de keuze voor een scenario, maar wel op de winstgevendheid



4.6

van alle scenario’s. Indien deelname lager wordt dan 80% kan dit een zeer ongunstig effect hebben op de business case. Draagvlak peilen en draagvlak creëren is daarom een cruciaal onderdeel van een succesvolle business case. In de business case is Rijkssubsidie meegenomen. Of dit in de praktijk ook verkregen kan worden is op dit moment nog niet zeker/bekend. Dit beleid heeft ook invloed op de business case. Zo wordt aquathermie momenteel goedkoper ‘gemaakt’ door SDE-subsidie. Met individuele oplossingen betaal je hogere energiebelasting vanwege het staffelsysteem voor elektriciteitsbelasting.

Sociaal-maatschappelijk: Voor het vervolgtraject is aan te raden een communicatieen participatieplan op te stellen. Hieruit moet duidelijk worden waarom er met bepaalde wijken eerder wordt gestart dan in andere wijken (transitievisie). Samen met stakeholders wordt daarin bepaald hoe en op welk moment inwoners kunnen en willen participeren: co-creatie, actief input geven of vooral meeluisteren. Eerst moet de communicatie en participatie zich richten op de keuze voor een warmtesysteem, later ook op de uitvoering en realisatie van dit systeem. Dit resulteert in een samengevat stappenplan:

Vervolgstappen

Indien er toch interesse is in verdere ontwikkeling adviseren wij vervolgacties op drie sporen: het technisch-economisch spoor, het organisatorische spoor en het sociaalmaatschappelijke spoor. Technisch-economisch: Deze Quickscan kan waar nodig worden aangevuld en verdiept. In de Quickscan ligt de focus op één techniek, maar het kan wenselijk zijn om een Quickscan uit te werken voor meerdere technieken of scenario’s. Dat kan leiden tot een robuuster afwegingskader om uiteindelijk een beter afgewogen keuze te kunnen maken. Indien wordt overgegaan tot realisatie van een warmtesysteem, zal telkens zowel een technische als een economische verdiepingsslag moeten plaatsvinden. De eerste inzichten van de TVW zullen hier richting aan geven. Organisatorisch: Het is van belang na te gaan wie (intern en extern) mee kunnen en zouden moeten praten over het toekomstige warmtesysteem. Ook moet de rolverdeling tussen gemeente, andere (semi-)overheden, betrokken bedrijven en inwoners verduidelijkt worden. Hiervoor kan een plan van aanpak worden opgesteld. Ook een tijdige voorbereiding vanuit het college is wenselijk, zodat ze tijdig een besluit kan nemen over rolneming in collectieve warmtesystemen. In dit plan zou ook een voorstel kunnen worden opgenomen over het meenemen/betrekken van de gemeenteraad en andere bestuurders van (semi-)overheden zoals de Provincie en Rijkswaterstaat.

1. Opstellen communicatie- en participatieplan; voor, samen en met eigenaren en bewoners; 2. Starten van onderzoek naar alternatieven (waar nodig en gewenst voor het maken van een keuze);  Andere technieken in een Quickscan doorrekenen  Groengas, hybride of individueel oplossing lijkt het meest voor de hand liggend binnen de gemeente 3. Indien collectieve optie als beste naar voren komt: Politiek voorbereiden van besluit over rolneming in collectieve warmtenetten;  De randvoorwaarden opstellen over de organisatie of eigenaarschap van een collectief warmtesysteem (mits collectief net tot de mogelijkheden behoort)  Een voorstel maken over de rol van de gemeente voor collectief warmtesysteem  Bodemenergieplan 4. Samen met de politiek en stakeholders uitgangspunten (‘keuze-kader’) formuleren en een scenario kiezen 5. Plan maken voor de realisatie en exploitatie, bijvoorbeeld via concessieverlening; 6. Opstellen uitvoeringsplan; 7. Realisatie – de aanleg van het warmtesysteem; 8. Gebruik en exploitatie – o.a. monitoren hoe het systeem functioneert.

Bijlage 1: voorwaarden en aannames waaronder deze studie is uitgevoerd Deze Quickscan is gebaseerd op bureauonderzoek en informatie die is aangeleverd door de gemeente. Het betreft een momentopname en heeft een beperkt detailniveau. Deze bijlage omschrijft de belangrijkste uitgangspunten van deze studie die de resultaten significant kunnen beïnvloeden, en die in een vervolg gedetailleerder uitgewerkt kunnen worden. Naast het verder verdiepen van het beoogde systeem, is het raadzaam de haalbaarheid van andere alternatieven (warmteoplossingen) te onderzoeken en te vergelijken met het beoogde systeem. Het steeds gedetailleerder uitwerken van enkele strategieën is in lijn met de handreiking lokale analyse van het expertise centrum warmte (ECW). Ook de rekenmethodes zijn overeenkomstig de templates van het ECW, maar gedetailleerder en specifieker uitgevoerd. Er zijn veel kengetallen en datasets gemoeid met de technischeconomische analyse in de Quickscan. We verdelen deze data in drie categorieën op basis van de impact op de resultaten van de analyse en de mate waarin de generieke data passen bij de lokale situatie (zie Figuur 11). Enkele concrete getallen staan in bijlage 3.  Te verrijken data (zie Figuur 11- linksboven): data die grote impact hebben op de resultaten én waar op landelijk niveau weinig informatie over beschikbaar is.

 Optioneel te verrijken data (zie Figuur 11 – linksonder): data die of een kleine impact hebben op de resultaten van de analyse, of al van redelijke kwaliteit zijn, kunnen worden verrijkt. Maar dit heeft geen prioriteit. Als er reden is om aan te nemen dat de lokale situatie sterk afwijkt van het gebruikte uitgangspunt kan verrijken van dit datatype een verbetering van de resultaten opleveren.  Landelijk gevalideerde data (zie Figuur 11 – rechtsboven): data die zijn afgestemd met verschillende stakeholders en geen verrijking behoeven.  Rekenregels (zie Figuur 11 – rechtsonder): er zijn enkele rekenregels en definities vastgesteld waarmee bij analyses rekening moet worden gehouden.

Figuur 11 Overzicht gebruikte data en bronnen

Gevoeligheid Gebruikskosten 2.200 2.150 2.100 2.050 2.000 1.950 1.900 1.850 1.800 1.750 TEO - Gehele kern met WKO

TEO - Gebied 2 met WKO TEO - Gebied 3 met WKO TEO - Gehele kern zonder WKO

Base Case 100%

Synergie net aanleg (-20%)

Energie kosten (+30%)

Minder warmte afzet (-30%)

Warmtepomp prijzen (-30%)

Alle investeringen jaar 1

Kosten geothermie (+50%) Figuur 12 Gevoeligheidsanalyse op de gemiddelde jaarlijkse gebruikerskosten (dat zijn de kosten die nodig zijn om de business case rendabel te maken)

Schalingsfactor

EUR/MW € 525.000

X 1,00

Referentie vermogen MW 0,50

Herinvestering

Kosten verwijdering

EUR/MW € 300.000

€ 60.000 EUR/M € 700 € 400

Onderhoud en beheer Opex vaste kosten

% van CAPEX

Verzekeringen Beheerkosten

0% 7%

% van CAPEX % van Rev

Communicatie

% van Rev

Inkoopprijs elektra

€ 0,05

EUR/kWh

Inkoopprijs gas

€ 0,20

EUR/m3

Energie inkoop

SDE

TEO

Basis bedrag € 0,0900

Correctie bedrag € 0,0350

CO2-uitstoot & Duurzame opwek Aardgas Grijze stroom WTW (jan. 2020)

1,89 0,556

Kg CO2/ m3 Kg CO2/ kWh

Groene stroom WTW Wind (LCA benadering incl. sloop en productie molen) Zon (LCA benadering incl. sloop en productie panelen) Biomassa (aanname: kort-cyclisch)

0 0,014

Kg CO2/ kWh Kg CO2/ kWh

0,093

Kg CO2/ kWh

0,075

Kg CO2/ kWh

Externe warmte 2030 mix stroom

0 0,254

Kg CO2/ kWh Kg CO2/ kWh

Maximale vollasturen 3.500,00

Aantal subsidie jaren 15,00

EUR/MW €0

ffffff

Gemeente Ermelo Quickscan naar de haalbaarheid voor een WKO bronnet met aansluiting van winkels en woningen in het centrum van Ermelo

Inhoudsopgave 1 1.1 1.2 1.3

Introductie Doel van deze Quickscan Eigenaar van deze Quickscan Samenvatting/conclusie

2 Bijlage 1: voorwaarden en aannames waaronder deze studie is uitgevoerd 2 Bijlage 2: Gevoeligheid 2 2 Bijlage 3: Tabellen met gebruikte getallen

2 2.1 2.2 2.3 2.4

Scope en warmtevraag van het beoogde gebied Afbakening van het gebied Kenmerken van het gebied Warmtevraag De toekomstige warmtevraag

3 3 3 4 4

3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6

Schets van het warmte systeem Een introductie op Open Bodem Energie Systeem (OBES) Regeneratie Eerste inzicht in de haalbaarheid van WKO Potentie van de bron Tussentijdse conclusie technische haalbaarheid Extra scenario: klein cluster

5 5 5 5 5 7 7

4 4.1 4.2

Ruimtelijke schets Scenario 1: Gekoppeld WKO-systeem Scenario 2: kleine clusters

9 9 9

5 5.1 5.2 5.3

Business case Duurzaamheid (CO2- reductie) Financiële analyse beoogde systeem Organisatie van het collectieve-systeem

10 10 11 13

6 6.1 6.2 6.3

Conclusie, aandachtspunten en vervolgstappen Conclusie Aandachtspunten Vervolgstappen

15 15 15 16

Disclaimer: Aan deze quickscan kunnen geen rechten worden ontleend. RHDHV aanvaardt geen aansprakelijkheid als gevolg van beslissingen of schade als gevolg van eventuele onjuistheden of verkeerde interpretatie van dit rapport. Dit rapport geeft een eerste indruk en is louter bedoeld om de discussie aan te scherpen. De gebruikte berekeningen zijn een vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid. Dit kan resulteren in foutieve interpretatie van de resultaten. In bijlage 1 staan voorstellen om de nauwkeurigheid van de quickscan verder te detailleren richting een ‘bankable businessmodel’. Datum: 10-11-2020

Opgesteld door: Laurens Steenbruggen & Sander Fransen

Introductie

Samen met bewoners, bedrijven, buurgemeenten en de provincie Gelderland staat de gemeente Ermelo voor de taak om de gebouwde omgeving te verduurzamen en aardgasvrij te maken. Hiertoe zijn duurzame warmtebronnen, technologieën en (financieel aantrekkelijke) initiatieven nodig. Deze Quickscan geeft inzicht in de inpassing van een collectieve warmteoplossing en een doorkijk naar de te nemen vervolgstappen. De volgende oplossing is onderzocht: Collectieve warmteoplossing waarin gebouwen op een warmtenet aangesloten op WKO-bronnen worden met als warmtebron restwarmte van winkels en zonthermische panelen voor de levering van warmte en koude. 1.1

Doel van deze Quickscan

Het doel van deze quickscan is aantonen of de scope van deze studie kansrijk is voor nader onderzoek of dat nader onderzoek niet zinvol blijkt. Het doel van deze quickscan wordt sluitend samengevat in onderstaande hoofdvraag:

1.3

Samenvatting/conclusie

Wanneer we naar de hiernaast gedefinieerde scope kijken, zien we dat een WKO bronnet systeem voor Ermelo op dit moment uitdagend en risicovol is en daarnaast in eerste instantie Energetisch onlogisch. Een WKO-bron is geen warmtebron op zichzelf, er is tevens externe warmte benodigd in de vorm van restwarmte uit koelprocessen en zonthermie (regeneratie bronnen). Daarnaast is het koppelen van WKO-doubletten niet zinvol als door koppeling een betere energiebalans ontstaat. Dat wil zeggen dat een overschot aan warmte aan de ene kant met een overschot aan koude aan de andere kant afgestemd kan worden. Hierdoor moeten onnodig veel investeringen in een warmtenet worden gedaan, die niet terugverdiend kunnen worden en bovendien overbodig zijn. Daarnaast brengt de schaalgrootte van het systeem risico’s met zich mee, waardoor het aan te raden is eerst ervaring op te doen met een kleiner systeem. Als een klein systeem met het oog op een grotere warmtevoorziening wordt gebouwd, dan kan het systeem later mogelijk worden uitgebreid. Belangrijkste aandachtspunten zijn: -

“Is het realiseren van een collectief warmtesysteem met een WKO bronnet voor de kern van Ermelo kansrijk en heeft verder onderzoek nut?”

Geografische scope: Centrumgebied Ermelo (zie hoofdstuk 2) Warmtebron(nen): Restwarmte uit koelprocessen en zonthermie

Om dit aan te tonen geven we antwoord op de volgende deelvragen: 1. Wat is de warmtevraag van het beoogde gebied? 2. Kan het beoogde systeem in de warmtebehoefte voorzien? 3. Is dit systeem duurzaam? 4. Wat zijn globaal de investeringskosten? 5. Is het systeem rendabel (terugverdientijd <30 jaar?) 1.2

Eigenaar van deze Quickscan

Vanuit de Regionale Energie Strategie is aangegeven dat de gemeente Ermelo behoefte heeft aan een quickscan. In overleg met de gemeente is het centrumgebied van Ermelo gekozen als gebied voor een eerste quickscan (verkenning).

Een WKO-bron is geen warmtebron, extra thermische energie is benodigd van een aparte bron (regeneratie). Voor een WKO bronnet systeem met warmte koude-opslag (WKO) is veel ruimte in de ondergrond nodig. Inpassing in het gebied kan problematisch zijn. Een WKO-bron levert een te lage temperatuur om direct een woning mee te verwarmen, een (booster) warmtepomp is nodig. Dit leidt tot een hoge investering. De extra elektriciteitsvraag is in alle scenario’s aanzienlijk. Of het elektriciteitsnet verzwaard moet worden dient verder onderzocht te worden met de netbeheerder. De kosten hiervoor zijn niet meegenomen in deze studie.

Op basis van financiële analyse kan het volgende geconcludeerd worden: - Een WKO-bronnet voor een groot centrumgebied is niet logisch omdat een match tussen warmte en koude ontbreekt. De extra leidingen brengen onnodige kosten met zich mee. - Een klein cluster met woningen en winkels zou in potentie een WKO-bron kunnen delen om restwarmte, warmte- en koudevraag op elkaar af te kunnen stemmen - De financiële analyse voor een kleiner cluster geeft aan dat een verdere analyse zeker aan te raden is, daarnaast is het advies om ook andere clusters in het centrum gebied te onderzoeken.

Scope en warmtevraag van het beoogde gebied

Dit hoofdstuk omschrijft het gebied waarvoor de quickscan is uitgevoerd. 2.1

Afbakening van het gebied

De geografische scope van deze quickscan is de het centrumgebied van Ermelo. In overleg is met de gemeente is dit gebied vanuit de transitievisie aangedragen voor een Quickscan, in Figuur 1 is dit gebied weergegeven.

2.2

Kenmerken van het gebied

Tabel 1 geeft een overzicht van voor deze Quickscan relevante kenmerken en huidige status van het centrumgebied. Daarnaast is in Figuur 3 is een overzicht gegeven van de energie labels. De warmtevraag waarop de berekening zijn gebaseerd zal in sectie 2.3 Warmtevraag worden toegelicht. Tabel 1: Kenmerken van de geografische afbakening in Figuur 2 Wat?

Aantal

Aantal woningen

634

Aantal gebouwen

810

Percentage woningen 78%

Figuur 1: Potentiegebied vanuit transitievisie warmte (bron: Transitievisie Warmte Gemeente Ermelo) Figuur 3: verdeling van energie labels per gebouw

Met behulp van het binnen Royal HaskoningDHV ontwikkelde dataplatform SETuP is een nadere geografische afbakening bepaald. In het gebied, weergegeven in Figuur 2, Binnen deze buurt heeft nog een optimalisatie plaatsgevonden; in de berekeningen van is een afbakening gemaakt van een gebied met een hoge warmtedichtheid. Dit gebied deze studie gaan we ervan uit dat niet alle huizen worden aangesloten op het warmtenet, zal in deze Quickscan nader onderzocht worden. alleen de dichtbebouwde kern. Dit heeft geleid tot een kleiner aantal gebouwen en een lagere warmtevraag. in Figuur 4 is een visualisatie gegeven van de verdere afbakening.

Figuur 2: Geografische afbakening Scope: CBS buurt Centrum Ermelo

Figuur 4: Alle groene gebouwen zijn meegenomen binnen de scope

4 Tabel 2 geeft het aantal gebouwen en percentage woningen in het gebied. Tabel 2: Kenmerken van het Quickscan-gebied. Bron: CBS Wat?

Aantal

Aantal gebouwen

391

Aantal gebouwen met woonfunctie 331 Percentage woningen

85%

Aan de hand van de gedefinieerde scope is in sectie 2.3 de warmtevraag in kaart gebracht en in hoofdstuk 3 het technisch concept van een collectief warmtesysteem uitgewerkt, gebaseerd op een WKO bronnet. 2.3

Warmtevraag

De warmtevraag is berekend met het Smart Energy Transition Platform (SETuP), het dataportaal van Royal HaskoningDHV. Deze berekende warmtevraag is gemodelleerd en ter controle vergeleken met het gasverbruik van 2018 (bron, CBS). Uit de vergelijking blijkt dat de gemodelleerde data op wijkniveau slecht (111% afwijking) overeenkomen met de gemeten data. Dit kan komen door een grootverbruiker binnen de wijk. Voor de geselecteerde scope kon geen afwijking worden gevonden, waardoor het aannemelijk is dat de gebruikte data kloppen. De totale warmtevraag van het gebied is op basis van SETuP 42.536 GJ/jaar. Naast warmtevraag is in dit energieconcept ook de mogelijkheid om te koelen. Hiervoor is een aanname gedaan dat in het gebied 20% van de warmtevraag als koelvraag ingevuld kan worden. De huidige potentiële koelvraag op basis van deze berekening bedraagt 17.014 GJ/jaar. Het bouwjaar van de huizen in het gebied maakt dat de warmtevraag voornamelijk moet worden ingevuld met hogetemperatuur (70°C+) of middentemperatuur warmte (5070°C). 2.4

De toekomstige warmtevraag

Op aangeven van de Gemeente Ermelo zijn de bestaande data verrijkt met toekomstige bouwprojecten. De extra toekomstige warmtevraag is berekend met kentallen uit Tabel 7 op basis van de verwachte ontwikkelingen. Ondanks deze ontwikkelingen zal door nieuwbouw van appartementen de toekomstige warmte- en koelvraag iets toenemen.

Naar schatting zal het gebied in de toekomst een warmtevraag van ca. 45.063 GJ/jaar hebben. De koudevraag wordt geschat op 17.520 GJ/jaar. Gezien de verwachte woningverbeteringen zullen de meeste huizen in de toekomst comfortabel warm kunnen worden met minimaal middentemperatuur warmte (50-70°C) en hogetemperatuur (70°C+). Tabel 3: Warmte- en koudevraag Totale warmtevraag GJ/jaar

Totale koudevraag GJ/jaar

Nieuwbouw

2.527

Nieuwbouw

505

Bestaande bouw

42.536

Bestaande bouw

17.014

Totaal

45.063

Totaal

17.520

Met behulp van deze warmte- en koudevraag is in hoofdstuk 3 het energieconcept uitgewerkt.

Schets van het warmte systeem

3.1

Een introductie op Open Bodem Energie Systeem (OBES)

waar zich een warmtewisselaar bevindt. Dit is niet anders dan een gesloten spiraal van buizen in het watervat waar de verwarmde glycol doorheen stroomt en zo het water kan In de volgende paragrafen onderzoeken we of een WKO bronnet voor het centrumgebied opwarmen. Op zonnige dagen kan snel water van 60 graden of meer worden verwarmd. van Ermelo kansrijk is en of verder onderzoek naar realisatie nuttig blijkt. Eerst Op koelere dagen is het belangrijk om een naverwarmer te hebben, in dit geval een omschrijven we kort de basis van de technologie. Vervolgens kijken we kwalitatief naar (collectieve) warmtepomp om het water verder op te warmen. De zonnepanelen kunnen de haalbaarheid. Als deze kwalitatieve analyse kansrijk lijkt, dan bekijken we de potentie op zowel een plat als een schuin dak worden geïnstalleerd. van de bron. Mocht de potentie voldoende lijken, dan zullen de haalbaarheidsparameters in verder detail worden doorgerekend. 3.3 Eerste inzicht in de haalbaarheid van WKO

← Vorig deel Volgend deel →

De tekst is automatisch uit het bestand gehaald en kan afwijken van het origineel (kolommen, tabellen en koppen lopen door elkaar). Het officiële stuk bij de gemeente is leidend. Bron: https://api.notubiz.nl/document/10411402/1