Bijlage 3 Verkenning haalbaarheid restwarmte Oasen - RIB Warmtetransitie.pdf

01-11-2023

Notitie 2: Verkenning uitkoppeling warmte Drinkwaterzuiveringsstation Oasen 1

Versie: Definitief Auteur: Johan Seuren

Inleiding

De gemeente Ridderkerk onderzoekt de mogelijkheden om de wijken binnen de gemeente aardgasloos te verwarmen. Aan de rand van de wijk Slikkerveer ligt een zuiveringsstation voor drinkwater van Oasen. Het water dat uit deze zuivering komt is een potentiële laagtemperatuur warmtebron waarmee een deel van de gebouwen in Ridderkerk aardgasloos verwarmd kan worden. Onderliggende verkenning concentreert zich met name op de technische haalbaarheid en geeft een indicatieve doorkijk naar de financiële haalbaarheid van een koppeling van het zuiveringsstation van Oasen met de wijk Slikkerveer of recreatiecentrum De Fakkel. Deze gebieden zijn kansrijk omdat ze in directe omgeving van het zuiveringsstation liggen. In onderstaande figuur zijn het zuiveringsstation en de wijk Slikkerveer weergegeven met de energielabels van de woningen.

Zuiveringsstation

Figuur 1: Zuiveringsstation en de wijk Slikkerveer

2

Kenmerken van de wijken

De wijk Slikkerveer bevat zowel goed geïsoleerde als minder goed geïsoleerde woningen. In totaal betreft het ruim 4.200 woningen. In onderstaande tabel staan de belangrijkste kenmerken van de wijk. De energielabels van de woningen lopen uiteen van slecht geïsoleerde woningen (energielabel E,F en Sweco

Postbus 1265

Sweco Nederland B.V.

Johan Seuren

NL 5602 BG Eindhoven

Handelsregister 30129769

Senior consultant Energietransitie

Netherlands

Statutair gevestigd te: De Bilt

johan.seuren@sweco.nl

T +31 88 811 6600

M +31 6 30 43 14 62

www.sweco.nl 1/12

G) tot goed geïsoleerde woningen (energielabel A en B). De wijk bevat zowel eengezinswoningen als veel meergezinswoningen. Behalve woningen zijn er ook beperkt andere functies zoals kinderopvang, scholen, dienstverlening, kerken. Slikkerveer Aantal woningen

4.211 woningen

Aantal aardgasloze woningen

Geen gegevens bekend

Aandeel grondgebonden (eengezins)

56%

Bouwdichtheid (omgevingsadressendichtheid)

1.492 woningen per km2

Bouwperiode

1900 – 2020

Aandeel woningcorporatiewoningen

35%

Tabel 1: Kenmerken van de woningen in de wijken

De cijfers in de tabel zijn gebaseerd op CBS data 1. Daarnaast is BAG-data gebruikt om het aantal en het oppervlak van de woningen te bepalen 2. De huurwoningen in de wijk zijn van woningcorporatie Wooncompas en Woningbouwvereniging Samenwerking Slikkerveer.

3

Warmtevraag

In onderstaande tabel is een indicatie opgenomen van de warmtevraag van de woningen in Slikkerveer. De warmtevraag is gebaseerd op cijfers met betrekking tot het aardgasverbruik van het CBS over 2017 tot 2021.

Aardgasverbruik per woning in Slikkerveer 1400 1210

AARDGAS (M3/JR)

1200

1230

1190

1210

1210 1110

1100

1060

1000 800 600 400 200 0 2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

Figuur 2: Gemiddeld aardgasverbruik per woning per jaar in wijk Slikkerveer (incl. koken)3,4

1

Wijk Slikkerveer (gemeente Ridderkerk) in cijfers en grafieken (bijgewerkt 2023!) | AlleCijfers.nl Basisregistratie Adressen en Gebouwen (BAG) | Data overheid 3 Wijk Slikkerveer (gemeente Ridderkerk) in cijfers en grafieken (bijgewerkt 2023!) | AlleCijfers.nl 4 Wijk Slikkerveer (gemeente Ridderkerk) in cijfers en grafieken (bijgewerkt 2023!) | AlleCijfers.nl 2

2/12

Als er rekening mee gehouden wordt dat een deel van het aardgas gebruikt wordt voor koken dan is de warmtevraag voor verwarming en warm tapwater te bepalen. Dit is in onderstaande tabel weergegeven. Slikkerveer

Gemiddeld gasverbruik 20172021

1.156 m3/jr

Gasverbruik excl. koken

1.146 m3/jr

Warmtevraag voor verwarming en warm tapwater per woning

31 GJ/jr

Warmtevraag voor verwarming en warm tapwater per wijk

130.000 GJ/jr

Tabel 2: Jaarlijkse warmtevraag per woning voor verwarming en warm tapwater

4

Drinkwaterzuiveringsstation als warmtebron

Het zuiveringsstation van Oasen zuivert grondwater dat op verschillende punten in de omgeving wordt opgepompt. In een aantal stappen wordt dit water gezuiverd tot drinkwater. Na dit zuiveringsproces lopen er leidingen van het zuiveringsstation naar de huizen om het drinkwater te leveren. Dit zijn eerst twee grote transportleidingen, waarnaar het systeem vertakt in meerdere kleinere leidingen. De temperatuur van dit water ligt jaarlijks gemiddeld (relatief constant) rond de 12 graden Celsius. Uit de grote transportleidingen kan warmte gewonnen worden. De volumestroom in de leidingen varieert over de dag. In de onderstaande figuren, aangeleverd door Oasen, is dit weergegeven, Voor de lente/zomer is rekening gehouden met een gemiddelde volumestroom van 424 m3/h. Voor de herfst/winter is dit 316 m3/h5.

Figuur 3: Totale volumestroom in m3/h op een gemiddelde dag in de lente/zomer

5

De gegevens zijn verstrekt door Oasen Drinkwater.

3/12

Figuur 4 Totale volumestroom in m3/h op een gemiddelde dag in de herfst/winter

De temperatuur van het gezuiverde water is te laag om een woning te verwarmen of van warm tapwater te voorzien. Om die reden is een elektrische warmtepomp nodig die warmte onttrekt aan het effluent en deze verhoogt zodat deze wel geschikt is voor de woningen.

5

Kenmerken zuiveringsstation Oasen

Uit de gegevens zoals weergegeven in figuur 3 en 4 is een gemiddelde dag in de lente/zomer en herfst/winter weergegeven. In onderstaande tabel is weergeven welk warmtevermogen hiermee geproduceerd kan worden en hoeveel woningen daar ongeveer mee te verwarmen zijn. Uitgangspunt hierbij is dat het drinkwater 5 graden Celsius afgekoeld wordt en dat per woning een gelijktijdig vermogen nodig is van 6 kW. De gemiddelde COP van de warmtepomp is 4. In de tabel is geen WKO toegevoegd omdat het zuiveringsstation in een drinkwateronttrekkingsgebied ligt. Dit betekent dat er geen gesloten en/of open bronsystemen geboord mogen worden in dit gebied. Oasen heeft aangegeven dat de zuivering op basis van omgekeerde osmose plaatsvindt. Uit dit proces komt een reststroom vervuilt water die afgevoerd wordt. Aan deze reststroom van 85 m3/h en ongeveer 12 graden Celsius kan ook warmte onttrokken worden. Ook deze warmte is in de onderstaande tabel hieronder meegenomen.

Herfst/Winter

Lente/Zomer

Gemiddelde temperatuur

12°C

12°C

Gemiddelde volumestroom

316 m3/h

424 m3/h

Warmtevermogen drinkwaterleidingen

1.832 kW

2.456 kW

Warmtevermogen osmoseleiding (85 m3/h)

493 kW

493 kW

Elektrisch vermogen warmtepomp

775 kW

983 kW

Totaal warmtevermogen (na de warmtepomp)

3.100kW

3.932kW

Mogelijk aantal aan te sluiten woningen zonder WKO

516 wng

655 wng

Tabel 3: Potentiële aansluitingen van woningen op warmte van het zuiveringsstation.

4/12

De tabel laat zien dat ongeveer 500 woningen in potentie aangesloten kunnen worden op de warmte uit het drinkwater. Oasen heeft aangegeven dat er nog ruimte zit in de vergunningen voor het onttrekken van water uit de bodem. Dit betekent dat ze mogelijk in de toekomst de drinkwaterproductie gaan verhogen. Hiermee zal het aantal woningen, dat aangesloten kan worden, toenemen. Dit betekent dat met de huidige drinkwaterproductie er 500 woningen in Slikkerveer aardgasloos gemaakt kunnen worden m.b.v deze bron. Er is onvoldoende warmte om de gehele wijk aardgasloos te maken.

6

Mogelijke aansluitingen: woningen en De Fakkel

Een optie is het aansluiten van de 500 woningen die weergegeven zijn in de afbeelding hieronder. Het betreft 265 woningen (gestapelde bouw) die een energielabel A hebben en daarnaast rijwoningen met voornamelijk label B, C en D.

Figuur 5: 500 woningen die mogelijk aangesloten kunnen worden

Eventueel kunnen er nog extra woningen toegevoegd worden, wanneer het drinkwaterbedrijf de productie gaat uitbreiden. In de figuur hieronder zijn deze extra woningen weergegeven in het geval van een uitbreiding van de productie met ongeveer 25%.

5/12

Figuur 6: 135 woningen die mogelijk extra aangesloten kunnen worden

In deze gebieden is woningcorporatie Wooncompas aanwezig en er zijn VvE woningen.

Zuiveringsstation

Figuur 7: Huurwoningen en VvE’s in Slikkerveer.

In de directe omgeving van het zuiveringsstation ligt recreatiecentrum De Fakkel. Dit is een gebouw van ongeveer 6.000 m2 bestaande uit een sporthal, zwembad, kantoren en horeca. Er zijn plannen om het gebouw de komende jaren te renoveren of te vervangen door nieuwbouw. Met name vanwege het zwembad is de warmtevraag van De Fakkel hoog. Er kan overwogen worden dit gebouw in plaats van woningen aan te sluiten. Een combinatie van het aansluiten van De Fakkel en woningen ligt minder voor de hand.

6/12

7

Warmtenet met centrale of decentrale warmteopwekking

Bij de toepassing van een collectief systeem zijn er in de basis twee opties. Het verschil tussen beide opties zit met name in de temperatuur van het warmtenet en het centraal of decentraal opwekken van warmte. De twee opties zijn: - Een laag-temperatuur (LT) warmtenet met decentrale warmtepompen: De warmte uit de grondwaterbronnen wordt op lage temperatuur (15-20°C) naar de woningen getransporteerd. In elke woning staat een warmtepomp die deze warmte geschikt maakt voor verwarming en warm tapwater. - Een midden-temperatuur (MT) warmtenet met centrale warmtepompen: De warmte uit de grondwaterbronnen wordt met collectieve centrale warmtepompen naar 70°C opgewarmd en naar de woningen getransporteerd. In de woning wordt met een warmteset de warmte geleverd en het warm tapwater geproduceerd.

Figuur 8: Decentrale versus centrale warmteopwekking In bovenstaande figuur zijn beide opties weergegeven. Beide opties zijn technisch haalbaar en kunnen in de volledige warmte en warmtapwatervraag van een woning voorzien. Elk systeem heeft zijn eigen voor- en nadelen. Het LT-net is bijvoorbeeld goedkoper in de aanleg en heeft minder warmteverlies maar stelt hogere eisen aan de woning. In iedere woning moet namelijk ruimte gezocht worden om een warmtepomp te plaatsen en omdat deze warmte ongeveer 55°C is, is bij woningen met label C of hoger mogelijk extra isolatie noodzakelijk. De warmteset bij een MT-net is kleiner en levert warmte van 70°C, extra isolatie is dan vaak niet nodig. In beide systemen is het overigens mogelijk om koudelevering toe te voegen. Bij het MT-systeem zal er dan naast het warmtenet een koudenet gelegd worden. Bij het LT-systeem kan ervoor gekozen worden om een extra koudenet aan te

7/12

leggen of om het warmtenet dubbel te gebruiken, warmte in de winter en koude in de zomer. Op dit moment is het nog niet mogelijk een keuze te maken tussen beide systemen. Hiervoor is een verdiepende studie waarin ook de wensen van de bewoners meegenomen worden noodzakelijk.

8

Subsidie mogelijkheden

De overheid ziet het aansluiten van bestaande woningen op een collectief warmtenet als een belangrijke optie om woningen van het aardgas te krijgen. Het blijkt echter moeilijk om deze projecten zonder subsidie financieel haalbaar te krijgen. Om die reden is er een scala aan subsidieregelingen in het leven geroepen waarmee dergelijke projecten ondersteund kunnen worden: • WIS: Subsidie voor warmtebedrijven voor het aansluiten van bestaande woningen; • SAH: Investeringssubsidie voor aansluiting van een huurwoning op een warmtenet; • SVOH: Investeringssubsidie Verduurzaming en Onderhoud Huurwoningen. Dit is een regeling voor o.a. de isolatiemaatregelen; • SDE++: Exploitatiesubsidie voor een aquathermie-systeem met WKObronnen in combinatie met een MT-net (niet met een LT-net); • ISDE: Investeringssubsidie op o.a. de aansluiting op een warmtenet, elektrische kookvoorziening of isolatiemaatregelen voor VvE’s, particuliere woningeigenaren en verhuurders; • DUMAVA: Investeringssubsidie op de aansluiting op een warmtenet of een warmtepomp voor maatschappelijk vastgoed (gemeentelijk vastgoed, scholen, musea, etc.); • SVVE: Investeringssubsidie voor VvE’s en woon coöperaties op isolatie, de aanschaf van een warmtepomp of aansluiting op een warmtenet; • SpUk: lokale aanpak isolatie.

Subsidie voor de gemeente voor het aanpakken van slecht geïsoleerde woningen (staat open tot 31 oktober dit jaar); • EIA: Fiscaal voordeel voor bedrijven op de aanschaf van centrale warmtepompen; • Warmtefonds: Een lening tegen een laag rentepercentage voor lage en midden inkomens voor de financiering van o.a. isolatiemaatregelen, de aansluiting op een warmtenet, warmtepompen en inductie koken. Bovenstaande opsomming laat zien dat er voor verschillende typen systemen, maatregelen en doelgroepen subsidies beschikbaar zijn. Elke regeling heeft zijn eigen voorwaarden en voordelen. Uit een eerste analyse komt de SDE++ naar voren als de regeling waarmee het grootste voordeel behaald kan worden. In de huidige regeling is SDE++ alleen mogelijk voor projecten met een MT-net. Het combineren van regelingen is in sommige gevallen wel mogelijk en in andere niet. Zo kan de SDE++ bijvoorbeeld niet gecombineerd worden met de EIA. Het is om die reden belangrijk om bij het ontwikkelen van het project de mogelijkheden en onmogelijkheden van subsidies en het combineren ervan goed in beeld te brengen. Op dit moment lijkt het dat de focus vooral gericht moet zijn op de combinatie van SDE++ met andere subsidieregelingen.

8/12

9

Financiële haalbaarheid uitwisseling warmte uit

Voor de financiële haalbaarheid van een warmtesysteem zijn in de praktijk met name de volgende zaken bepalend: • De investering • Subsidies • Het totaal aantal aansluitingen • De participatiegraad De investering die nodig is voor een warmte wisselaar bij het zuiveringsstation van Oasen zal in de range zijn die je voor een dergelijk systeem kunt verwachten. De omstandigheden waarbinnen het systeem gerealiseerd moet worden zijn namelijk redelijk standaard en de afstand van de het zuiveringsstation naar de woningen is niet groot. Zoals beschreven in het vorige hoofdstuk zijn er verschillende subsidies waarmee een collectief systeem met warmte uit het drinkwaterstation ondersteund worden. Met name een SDE++ subsidie is gewenst om het systeem financieel haalbaar te maken en de kosten voor de bewoners zo laag mogelijk te houden. Het totaal aantal aansluitingen dat minimaal nodig is om een collectief systeem haalbaar te maken blijkt in de praktijk ongeveer 500 woningen te zijn. Met de restarmte vanuit Oasen kunnen ongeveer 500 woningen aangesloten worden. Dit is onvoldoende om heel Slikkerveer van warmte te voorzien. Wel kan een deel van de woningen aangesloten worden zoals hoofdstuk 5 is laat zien. Het is ook een optie om te kiezen voor een “grote” aansluiting op recreatiecentrum “De Fakkel”, een combinatie met het aansluiten van woningen is dan niet logisch.

Als er namelijk nog warmte overblijft voor woningen is dit aantal duidelijk lager dan nodig is voor een rendabel net. Voor de rentabiliteit van een collectief systeem is het belangrijk dat er zo veel mogelijk woningen aangesloten worden. De investering wordt dan zo goed mogelijk benut zodat de kosten per aansluiting zo laag mogelijk zijn. Een hoge participatiegraad is daarom wenselijk. Mocht de participatiegraad in een deel van de wijk onvoldoende zijn, dan kan overwogen worden om ook andere woningen binnen Slikkerveer aan te sluiten. Als gekeken wordt naar de verwachte investering, mogelijke subsidies en het totale aantal potentiële aansluitingen is het de verwachting dat een sluitende businesscase haalbaar is mits de participatiegraad hoog genoeg is.

10 Juridische aspecten Om een warmtenet aangesloten op het drinkwaterstation te realiseren en exploiteren zijn vergunningen nodig. De volgende vergunningen zijn minimaal noodzakelijk: • Een bouw- en milieuvergunning van de Omgevingsdienst voor de technische installaties bij het zuiveringsstation van Oasen; Vooralsnog lijkt het dat het warmtenet niet onder de WCW, de Wet Collectieve Warmte, zal vallen. In de huidige wet is namelijk 1.500 aansluitingen opgenomen als grens waarboven een warmtenet onder deze wet valt. Dit

9/12

betekent in praktijk dat het warmtenet zowel in eigendom (en exploitatie) mag zijn van een private als een publieke partij, zoals de gemeente.

11 Koude levering De gemiddelde temperatuur van de aarde neemt toe, vooral door menselijke invloeden. Zelfs als het ons lukt om de temperatuurstijging lager te houden dan 2°C zal hierdoor de koudevraag van woningen en kantoren toenemen. Daarnaast worden woningen en kantoren steeds beter geïsoleerd, dat leidt tot een verdere toename van de koudevraag. In onderstaande figuur is de effect van temperatuurstijging en isolatie weergegeven in 2050 volgens het warmste KNMIscenario.

Figuur 9: Effect van temperatuurstijging en isolatie op de warmte- en koudevraag van woningen6

Bovenstaande figuur laat zien dat naar verwachting de warmtevraag van woningen zal dalen terwijl de koudevraag fors stijgt. Op dit moment heeft 14% van de woningen in Nederland een airco en wordt een aandeel van 38% verwacht in 20307. Als deze trend doorzet tot 2050 dan zal 60% van de woningen een airco hebben. Het gevolg daarvan is een forse toename van het elektriciteitsverbruik in de zomer. Als de koude geleverd wordt met een duurzaam koudenet kan dit voorkomen worden. Gelet op het bovenstaande is het aan te bevelen om, naast de levering van warmte, de levering van koude te overwegen. Zowel bij een systeem met een LTnet als een MT-net is dat mogelijk, bijvoorbeeld door naast het warmtenet ook nog een koudenet te leggen. De koude die op die manier geleverd kan worden heeft een temperatuur van ongeveer 16°C. Woningen die een vloerverwarmingssysteem of speciale laagtemperatuur radiatoren hebben kunnen daarmee koelen. Het aantal woningen dat daarover beschikt is echter nog beperkt. Of het leveren van koude al bij de start van het project al toegevoegd kan worden is daarom de vraag. Het is aan te bevelen koude als optie wel mee te nemen wanneer bij de bewoners de interesse gepeild wordt voor het warmtenet. Afhankelijk van de reacties kan dan de keuze gemaakt worden of de levering van koude meteen of eventueel op een later moment toegevoegd wordt.

In het geval van Oasen kan in de zomer koude onttrokken worden aan de grote transportleidingen bij het zuiveringsstation. Door het onttrekken van koude aan het drinkwater, neemt de temperatuur in het drinkwater in de zomer toe. Oasen

6 7

Kansen voor warmte-koudenetten, CE Delft, mei 2023 KEV 2022, PBL

10/12

doet verder onderzoek naar de gevolgen van de temperatuurstijging, bijvoorbeeld de groei van bacteriën. Oasen heeft aangegeven dat ze verwachten dat het effect van de temperatuurstijging in het drinkwaternet beperkt zal zijn, Het drinkwater neemt namelijk snel weer de temperatuur aan van de bodem waarin de leidingen liggen. Dus als de temperatuur van het drinkwater iets hoger is wanneer het de zuivering verlaat, zal deze vervolgens weer afnemen naarmate het drinkwater dichter bij de woningen komt.

12 Conclusies en aanbevelingen De volgende conclusies kunnen getrokken worden: -

-

-

-

-

Het zuiveringsstation levert het hele jaar door drinkwater, van 12°C direct na de zuivering. Daarnaast is er nog een reststroom van het osmoseproces van 12°C Door warmte te onttrekken aan het gezuiverde water en de reststroom van het osmoseproces en deze vervolgens met warmtepompen in temperatuur te verhogen kan warmte voor verwarming en warm tapwater gemaakt worden; Zowel een systeem met een laagtemperatuur (LT) warmtenet als een middentemperatuur (MT) warmtenet is mogelijk; Bij het LT-net staan kleine warmtepompen per woning opgesteld, bij het MT-net staan er grote warmtepompen bij het zuiveringsstation. Ongeveer 500 woningen (met minimaal een energielabel B) kunnen met het systeem voorzien worden van warmte. In het geval van een toekomstige vergroting van de drinkwaterproductie met 25% kunnen ongeveer 135 extra woningen (met minimaal een energielabel B) voorzien worden van warmte. Dit is onvoldoende om heel Slikkerveer van te voorzien van warmte. Van deze 500 woningen hebben een groot deel van de woningen de juiste isolatiegraad (minimaal energielabel B) om over te kunnen stappen op zowel een MT als een LT-warmtenet. Verdiepend onderzoek moet uitwijzen welke isolatiestappen er nog bij de overige woningen genomen moeten worden als voor een LT-net gekozen wordt.

Als de participatiegraad in delen van de wijk onvoldoende is om 500 woningen aan te sluiten, kan overwogen worden om het systeem uit te breiden naar andere delen van de wijk. Als 500 woningen aangesloten worden en er worden voldoende subsidies binnen gehaald lijkt het mogelijk om het systeem rendabel te exploiteren; Er kan ook overwogen worden om recreatiecentrum De Fakkel aan te sluiten i.p.v. woningen. Een combinatie van beide is niet logisch; Meerdere vergunningen zijn noodzakelijk voor het realiseren en exploiteren van de installatie; Het toevoegen van koudelevering kan overwogen worden. Oasen moet nog onderzoeken of dit haalbaar is, o.a. in relatie tot de drinkwaterkwaliteit.

13 Vervolgstappen De volgende vervolgstappen kunnen genomen worden: -

Een gesprek met de wethouder om de resultaten van onderliggende studie te bespreken; Overleg met Oasen om de resultaten van onderliggende studie te bespreken;

11/12

-

-

Onderzoek naar de toekomstige warmtevraag van De Fakkel; Onderzoek naar de voorwaarden voor het verkrijgen van de vergunningen; Een verdiepende studie naar de technische, financiële en juridische aspecten van het MT- en LT-net en de (mogelijke) woningaanpassingen waarin ook de wensen van bewoners meegenomen worden; Specifiek bepalen welke woningen in Slikkerveer aangesloten kunnen worden; Onderzoeken of koudelevering vanuit het drinkwaterzuiveringsstation mogelijk is; Als bovenstaande studies gesprekken een positief resultaat laten zien het opstarten van een traject om te komen tot een Wijkuitvoeringsplan (WUP), hierin is een participatietraject met bewoners en woningcorporaties (Wooncompas en Woningbouwvereniging samenwerking Slikkerveer) onmisbaar.

Verantwoording Titel: Projectnummer: Klant: Versie: Datum: Auteurs: E-mailadres: Gecontroleerd door: E-mailadres:

Verkenning haalbaarheid restwarmte Oasen 51012670 Gemeente Ridderkerk Definitief 24-11-2023 Johan Seuren & Bram Dijkstra johan.seuren@sweco.nl Veerle Valkema veerle.valkema@sweco.nl

12/12