B&W 06 - Voorkeurstechnieken & netimpact duurzame warmte Schiermonnikoog

Schiermonnikoog Voorkeurstechnieken & netimpact duurzame warmte

Datum: 03-12-2025 Versie: Definitief Opdrachtgever: Gemeente Schiermonnikoog Auteurs: BDH Advies Thijs Poiesz Guido Janssen Peter Wagener

Inhoudsopgave Begrippenlijst

3

1

Inleiding 1.1 Duurzame warmte 1.2 Doel onderzoek 1.3 Samenvatting

4 4 5 6

2

Onderzoeksgebied en energievraag 2.1 Clustervorming 2.2 Huidige warmtevraag 2.3 Toekomstige warmtevraag

9 9 10 10

3

Duurzame warmteopties 3.1 Individueel 3.2 Collectief 3.3 Duurzame warmte Schiermonnikoog

12 12 17 21

4

Business cases 4.1 Uitgangspunten 4.2 Exploitant aquathermie warmtenet 4.3 Bewonerskosten

22 22 23 27

5

Netimpact duurzame warmte 5.1 Elektriciteitsvraag 5.2 Piekvraag elektriciteit 5.3 Netcongestie Schiermonnikoog

29 29 30 32

6

Geluidsrisico’s warmtepompen 6.1 Geluidsnormen 6.2 Geluidsrisico’s Schiermonnikoog

33 33 35

7

Conclusies & aanbevelingen 7.1 Conclusies 7.2 Aanbevelingen

38 38 39

A Clusters en energievraag

40

B Uitgangspunten

41

C Bewonerskosten

44

D Warmtenet resultaten voor exploitant

47

E Netimpact

47

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 2

Begrippenlijst •

CAPEX (Capital Expenditure): De investeringskosten voor de aanleg van een warmtenet, zoals infrastructuur, leidingen en warmteopwekkingsinstallaties.

•

Clusters: Groeperingen van gebouwen of woningen die gezamenlijk op een warmtenet worden aangesloten of die een vergelijkbare individuele warmteoptie hebben.

•

Exploitant: De partij die verantwoordelijk is voor het beheer, onderhoud en exploitatie van het warmtenet. Dit kan een energiebedrijf, een gemeente of een coöperatie zijn.

•

Exploitatieduur: De periode waarin een warmtenet economisch rendabel wordt geëxploiteerd.

•

IRR (Internal Rate of Return): De interne rendementsvoet die aangeeft hoe winstgevend een investering in een warmtenet is over de levensduur van het project.

•

LT (Lagetemperatuur): Een verwarmingsoptie met een watertemperatuur van ongeveer 30-55°C, geschikt voor goed geïsoleerde woningen en lage-temperatuurverwarming zoals vloerverwarming.

•

MT (Middentemperatuur): Een verwarmingsoptie met een watertemperatuur van ongeveer 55-75°C, vaak gebruikt bij bestaande gebouwen met radiatoren en matige isolatie.

•

NCW (Netto Contante Waarde): De huidige waarde van een investering in een warmtenet, waarbij toekomstige kasstromen worden verdisconteerd tegen een bepaalde rentevoet.

•

Onrendabele top: Het deel van de investeringskosten van een warmtenet dat niet wordt terugverdiend via reguliere inkomsten en waarvoor subsidies of andere financiële steun nodig is.

•

OPEX (Operational Expenditure): De operationele kosten van een warmtenet, zoals onderhoud, beheer, energie-inkoop en personeelskosten.

•

Participatiegraad: Het percentage van bewoners of bedrijven in een gebied dat kiest voor aansluiting op het warmtenet.

•

Rendement: Het financiële rendement van een warmtenet, uitgedrukt als de verhouding tussen de opbrengsten en de totale investerings- en operationele kosten over de levensduur van het project.

•

SDE++ (Stimulering Duurzame Energieproductie en Klimaattransitie): Een subsidie van de Nederlandse overheid om de productie van schone, duurzame energie en CO2-reducerende projecten te stimuleren.

•

TCO (Total Cost of Ownership): De totale kosten voor een bewoner over de gehele exploitatieduur, inclusief investering-, financiering-, onderhoud- en energiekosten.

•

WIS (Warmtenetten Investeringssubsidie): Een subsidie van de Nederlandse overheid die financiële ondersteuning biedt voor de aanleg van warmtenetten, om zo de energietransitie te versnellen.

•

WKO (Warmte-Koude Opslag): Een systeem waarbij warmte en koude worden opgeslagen in de bodem en gebruikt voor seizoensgebonden warmtevoorziening via een warmtenet.

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 3

1

Inleiding Nederland moet in 2050 van het aardgas af, en dat geldt ook voor kleine gemeenten zoals Schiermonnikoog. Het eiland streeft ernaar volledig duurzaam en zelfvoorzienend te worden. In 2030 wil Schiermonnikoog de CO₂-uitstoot met 25% verminderen ten opzichte van 1990. De overgang naar een aardgasvrije toekomst is complex, waarbij de eilandbewoners een cruciale rol spelen. Hun wensen, mogelijkheden en ideeën staan centraal bij het analyseren en beoordelen van de beschikbare opties. Een belangrijk onderdeel van de energietransitie is het verduurzamen van de warmtevoorziening in bestaande woningen. Daarom worden verschillende alternatieven onderzocht om deze transitie op Schiermonnikoog mogelijk te maken. In samenwerking met BDH worden in dit onderzoek twee opties nader bekeken: het gebruik van warmtepompen, zowel individueel als in een collectief systeem. Deze warmtepompen kunnen warmte halen uit verschillende bronnen, zoals buitenlucht, bodem of aquathermie met oppervlaktewater. Het onderzoek biedt technische en financiële inzichten in de toepasbaarheid van zowel collectieve als individuele warmtepompen op Schiermonnikoog. Daarnaast wordt gekeken naar de impact op het elektriciteitsnet, aangezien Liander, de lokale netbeheerder, Schiermonnikoog heeft aangewezen als probleemgebied.

Ook worden de geluidsrisico’s van warmtepompen in kaart gebracht, zodat deze kunnen worden meegenomen in de besluitvorming over duurzame warmteoplossingen. Dit document bouwt voort op de Transitievisie Warmte van Schiermonnikoog en dient ter ondersteuning van het warmteprogramma dat de gemeente gaat opstellen. In de Transitievisie Warmte en het project Aardgasvrij Eiland zijn al de eerste stappen gemaakt voor het opstellen van dit programma. Voor de wijken buiten Nieuw-Dokkum is in dit document een verdiepende analyse uiteengezet. Deze bouwt voort op Dursum Eilan 2020, Transitivie Warmte 2021 en Projectplan Aardgasvrij Eiland 2023.

1.1 Duurzame warmte Het unieke karakter van Schiermonnikoog vraagt om extra aandacht bij het vinden van duurzame warmteoplossingen. Het eiland is omringd door prachtige natuur en staat bekend om zijn rust. Daarom is het belangrijk om goed na te denken over de geluidsproductie van warmtesystemen. Daarnaast valt een groot deel van de woningen in het dorp Schiermonnikoog onder het beschermd dorpsgezicht. Om het authentieke karakter te behouden, moet bij de keuze voor warmteoplossingen rekening worden gehouden met de impact op het uiterlijk van de woningen. Een extra uitdaging is de beperkte capaciteit van het elektriciteitsnet. Schiermonnikoog is via een wadkabel verbonden met het vaste land, en deze verbinding kan maar een beperkte hoeveelheid elektriciteit transporteren. Omdat duurzame warmteoplossingen vaak meer elektriciteit vereisen, kan de overstap van gas naar elektriciteit het net extra belasten. Dit aspect wordt daarom meegenomen in het onderzoek naar geschikte warmteoplossingen voor het eiland.

1.1.1

Proeftuin Aardgasvrije Wijken

Schiermonnikoog, de kleinste gemeente van Nederland, heeft van de Rijksoverheid financiering ontvangen in het kader van het programma Proeftuin Aardgasvrije Wijken (PAW). In dit project werken de gemeente Schiermonnikoog, WoonFriesland, energiecoöperatie De Sintrale, de Friese Milieu Federatie en netbeheerders Liander en Stedin samen met de eilanders. De eerste stappen in de transitie zijn energiebesparing in woningen en het realiseren van een nieuw verwarmingssysteem voor de buurt NieuwDokkum. Nieuw-Dokkum is door de Rijksoverheid aangewezen als een aardgasvrije proeftuin. In deze wijk (zie Figuur 1.1) wordt onderzocht hoe de woningen vanaf 2030 het beste zonder aardgas kunnen worden verwarmd. De optie van een collectief warmtenet is na onderzoek losgelaten. Er wordt ingezet op een meer individuele route, zodat iedere inwoner zijn eigen tempo kan bepalen. Kosten en geluidsoverlast zijn voor bewoners belangrijke factoren voor de techniekkeuze. Evenals betaalbaarheid, regie en onafhankelijkheid. Vanuit de rijkssubsidie worden drie type warmtepompen gesubsidieerd: grond-water, lucht-water op basis van ventilatielucht, en water-water (het PVT-systeem). De rijkssubsidie wordt ook benut om eilandbreed Co2 te besparen via de inzet van subsidies voor inductiekoken en natuurvriendelijk isoleren. Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 4

Figuur 1.1: De proeftuin aardgasvrije wijk (PAW) Nieuw-Dokkum bron : https://aardgasvrij-eiland.nl/duurzaamverwarmen/ .

1.2 Doel onderzoek Dit onderzoek richt zich op de mogelijkheden en gevolgen van het gebruik van collectieve en individuele warmtepompen op Schiermonnikoog. Hierbij wordt specifiek gekeken naar de impact van deze opties op het eiland en de bewoners. BDH voert een diepgaande analyse uit om de gevolgen van verschillende verwarmingsopties in kaart te brengen. Dit onderzoek richt zich op twee sporen: collectieve warmtepompen en individuele warmtepompen. Collectieve warmtepompen Voor het collectieve spoor worden verschillende scenario’s onderzocht, waaronder kleine collectieve systemen en grootschaligere warmtenet oplossingen. De analyse kijkt welke variant technisch en financieel het meest voordelig is en welke bronnen het meest geschikt zijn (bijvoorbeeld bodemenergie, oppervlaktewater of PVT-systemen). Daarnaast wordt de impact op de elektriciteitsvraag, met name de piekvraag, in kaart gebracht. Dit is van cruciaal belang, gezien de beperkte capaciteit van de wadkabel die Schiermonnikoog met het vaste land verbindt. Ook wordt de financiële haalbaarheid onderzocht, inclusief de businesscase voor de exploitant van het warmtenet. Tot slot worden de kosten en financiële consequenties voor woningeigenaren berekend.

Individuele warmtepompen Voor het individuele spoor wordt onderzocht welke risico’s en uitdagingen kleven aan het grootschalig toepassen van individuele warmtepompen met buitendeel op het eiland. Een belangrijk aandachtspunt hierbij is de kans op geluidsoverlast. Op basis van bestaande data en onderzoeken, aangevuld met een bezoek aan Schiermonnikoog om de lokale situatie beter te begrijpen, wordt een inschatting gemaakt van de geluidsrisico’s. Vervolgens wordt een advies geformuleerd over hoe deze problemen kunnen worden voorkomen en welke oplossingen het meest geschikt zijn voor de eilandbewoners. Daarnaast wordt voor individuele warmtepompen een uitgebreide kostenanalyse uitgevoerd. Hierbij worden niet alleen de aanschaf- en installatiekosten meegenomen, maar ook de kosten voor aanvullende maatregelen om woningen geschikt te maken voor deze systemen. Onderzoeksvragen In deze rapportage worden de volgende vragen beantwoord: 1. 2. 3. 4. 5.

Wat is de (piek)elektriciteitsvraag per warmteoptie? Wat zijn de risico’s op geluidsoverlast bij individuele lucht-waterwarmtepompen? (zonder inachtneming van cumulatieve effecten) Wat zijn de technische en financiële aspecten van verschillende warmtebronnen (bodem, buitenlucht, oppervlaktewater, PVT)? Wat is de businesscase voor de exploitant van het warmtenet en de gekozen warmtebron? Wat zijn de kosten voor bewoners per warmteoptie, inclusief bijkomende investeringen?

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 5

Dit onderzoek richt zich uitsluitend op de permanent bewoonde woningen op Schiermonnikoog. Utiliteitsgebouwen en het PAW-project in Nieuw-Dokkum zijn in overleg met de gemeente buiten dit onderzoek gelaten.

1.3 Samenvatting De gemeente Schiermonnikoog wil in 2050 aardgasvrij zijn en heeft samen met BDH onderzoek gedaan naar de mogelijkheden voor duurzame warmtevoorziening voor bestaande woningen op het eiland, met uitzondering van nieuwbouw en de wijk Nieuw-Dokkum (PAW). In dit onderzoek zijn zowel collectieve als individuele warmtepompoplossingen geanalyseerd op technische, financiële en ruimtelijke haalbaarheid, inclusief hun effect op het elektriciteitsnet en geluidsrisico’s.

Doel en onderzoeksvragen Het onderzoek richt zich op het vergelijken van diverse duurzame warmteopties, en beantwoordt vragen over piekbelasting op het net, geluidsrisico’s, technische en financiële haalbaarheid van warmtebronnen en de kosten voor bewoners. De centrale onderzoeksvraag is welke warmteoplossingen geschikt zijn voor de verschillende woningclusters op Schiermonnikoog, met oog voor lokale beperkingen zoals netcapaciteit, erfafstanden en beschermde dorpsgezichten.

Clusterindeling en warmteopties De woningvoorraad is opgedeeld in geografische clusters, variërend van dicht bij elkaar liggende woningen in het centrum tot verspreid liggende woningen buiten de dorpskern. • • •

• • • • •

Centrum clusters woningen: Deze woningen liggen in groepjes van zo’n drie tot acht woningen dicht op elkaar in het centrum. Centrum individuele woningen Deze woningen liggen in het centrum maar niet geclusterd. Koppelkans Nieuw-Dokkum Ten tijde van dit onderzoek leek een collectieve warmteoplossing nog de gekozen route voor Nieuw-Dokkum. Vanuit die situatie is leek het mogelijk om deze woningen mee te nemen bij de warmteoplossing van Nieuw-Dokkum. Nieuwbouw aardgasvrij Deze wijk is al aardgasvrij en dus niet relevant voor dit onderzoek Noordkant centrum Woningen dicht tegen het centrum aan, maar verder van elkaar af dan de woningen in centrum clusters woningen. PAW Nieuw-Dokkum Deze wijk wordt al via de PAW aangepakt en wordt dus niet meegenomen in dit onderzoek Verspreide woningen Deze woningen liggen verder uit elkaar buiten de dorpskern. Westkant centrum Een groep van voornamelijk vrijstaande of twee-onder-één-kap woningen aan het westen van het dorp.

De warmtevraag verschilt sterk per cluster, met een gemiddeld aardgasverbruik van 1.460 m³ per woning per jaar voor alle clusters. Voor de toekomstige situatie is gerekend met laagtemperatuur verwarming (50 °C), inclusief een verwachte warmtevraagreductie van 20% over 30 jaar. Er zijn vier individuele opties onderzocht: • Lucht-water warmtepomp • Bodemwarmtepomp, • PVT-panelen met warmtepomp • Hybride warmtepomp (met groen gas op basis van certificaten) De onderzochte collectieve opties zijn: • Aquathermie warmtenet • Kleinschalig collectief WKO-systeem Niet alle opties zijn overal toepasbaar. Zo zijn collectieve systemen minder geschikt voor verspreide woningen, terwijl juist in het centrum (cluster centrum woningen) mogelijkheden liggen voor een gedeelde Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 6

bodembron. Individuele oplossingen zijn op het hele eiland mogelijk, mits voldoende ruimte en isolatie aanwezig zijn.

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 7

Financiële haalbaarheid en bewonerskosten Uit het doorrekenen van de businesscase blijkt dat een aquathermie warmtenet technisch uitvoerbaar is, maar financieel niet rendabel zonder significante aanvullende subsidie. Het meest gunstige scenario kent een rendement van minus 3,65% met een onrendabele top van € 4,16 miljoen (€ 20.500 per woning). Bij een lager warmtetarief voor bewoners zou deze onrendabele top zelfs oplopen tot € 9,3 miljoen. Voor bewoners zijn de kosten het laagst bij een warmteoptie op middentemperatuur omdat er dan minder ingrijpende isolatiemaatregelen in de woning nodig zijn. Een lucht-water warmtepomp op midden temperatuur is voor veel woningen financieel de meest voor de hand liggende optie vanwege de balans tussen investeringskosten en comfort. In sommige gevallen is een hybridewarmtepomp met groen gas op basis van groen gas certificaten financieel aantrekkelijk. Bij de zeer goed geïsoleerde woningen, is de inzet van individuele bodemwarmtepompen uiteindelijk financieel de beste optie. Een collectieve oplossing leidt momenteel tot de hoge totale kosten voor bewoners (TCO), tenzij aanzienlijk gesubsidieerd.

Netimpact en capaciteit Elektrificatie van de warmtevoorziening leidt tot een aanzienlijke stijging van de elektriciteitsvraag en piekbelasting. De hoogste piekbelasting treedt op bij all-electric lucht-water warmtepompen of PVTsystemen (tot ongeveer 1.000 kW). Toch blijft dit ruim onder de beschikbare capaciteit van de wadkabel waar 3,3 MVA / 3.300 kW beschikbaar is. De bottleneck zit niet in de wadkabel, maar in het lokale distributienet en de verdeelstations op het eiland en vaste land. Warmteoplossingen met lage temperatuur en hoge efficiëntie, zoals bodemwarmtepompen en hybride systemen, beperken de piekbelasting per woning en zijn dus netvriendelijker. Om de belasting van het elektriciteitsnet niet te veel te laten groeien zijn deze opties geschikt.

Geluidsrisico’s In met name de centrumclusters kunnen warmtepompen voor geluidsoverlast zorgen. Ongeveer 60% van de woningen heeft een verhoogd risico als geen geluidswerende maatregelen worden genomen. Het gebruik van geluidswerende omkasting kan dit risico aanzienlijk verlagen. In enkele straten kan plaatsing in een overtuin een oplossing bieden. Waar ruimte ontbreekt of geluidsbeperking niet mogelijk is, moet naar alternatieve oplossingen worden gekeken, zoals groen gas of extra stille warmtepompen.

Conclusie Voor Schiermonnikoog als eiland in het geheel is geen uniforme oplossing te adviseren. De voorkeur gaat uit naar een mix van individuele en kleinschalig collectieve systemen, afgestemd op de lokale situatie. Warmtenetten zijn technisch mogelijk, maar financieel onrendabel zonder extra middelen. Met een gedifferentieerde aanpak, betrokkenheid van bewoners en aandacht voor netimpact en geluid, kan Schiermonnikoog stapsgewijs toewerken naar een duurzame en toekomstbestendige warmtevoorziening.

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 8

2

Onderzoeksgebied en energievraag Op Schiermonnikoog zijn zowel permanent bewoonde woningen als vakantiewoningen te vinden. De meeste permanent bewoonde huizen bevinden zich in het dorp Schiermonnikoog, met daarnaast enkele verspreid gelegen woningen op het eiland. Om te bepalen welke duurzame verwarmingssystemen het meest geschikt zijn voor Schiermonnikoog, is de huidige én toekomstige warmtevraag van de woningen in kaart gebracht. Dit vormt het startpunt van het onderzoek. De focus ligt hierbij uitsluitend op particuliere woningen buiten Nieuw-Dokkum, omdat deze wijk al wordt onderzocht binnen het PAW-project. Utiliteitsgebouwen en vakantiewoningen vallen eveneens buiten de scope van dit onderzoek.

2.1 Clustervorming Voor een grondige analyse zijn de woningen in het dorp Schiermonnikoog ingedeeld in verschillende clusters, gebaseerd op hun geografische ligging. Deze clustering maakt het mogelijk om per woningtype de kosten en technische haalbaarheid van verschillende warmteopties nauwkeurig te onderzoeken. Daarnaast bieden de clusters de mogelijkheid om op diverse manieren te worden gecombineerd binnen een warmtenet, zodat de meest efficiënte en haalbare oplossing kan worden bepaald. Onderstaand een overzicht van alle clusters (zie bijlage A voor het aantal woningen per cluster): • • • • • • • • •

Centrum clusters woningen: Deze woningen liggen in groepjes van zo’n drie tot acht woningen dicht op elkaar in het centrum. Hier geldt beschermd dorpsgezicht. Centrum individuele woningen Deze woningen liggen in het centrum maar niet geclusterd. Hier geldt beschermd dorpsgezicht. Koppelkans Nieuw-Dokkum Ten tijde van dit onderzoek leek een collectieve warmteoplossing nog de gekozen route voor Nieuw-Dokkum. Vanuit die situatie is leek het mogelijk om deze woningen mee te nemen bij de warmteoplossing van Nieuw-Dokkum. Nieuwbouw aardgasvrij Deze wijk is al aardgasvrij en dus niet relevant voor dit onderzoek Noordkant centrum Woningen dicht tegen het centrum aan, maar verder van elkaar af dan de woningen in centrum clusters woningen. Hier geldt beschermd dorpsgezicht voor een deel van de woningen. PAW Nieuw-Dokkum Deze wijk wordt al via de PAW aangepakt en wordt dus niet meegenomen in dit onderzoek Verspreide woningen Deze woningen liggen verder uit elkaar buiten de dorpskern. Westkant centrum Een groep van voornamelijk vrijstaande of twee-onder-één-kap woningen aan het westen van het dorp.

Figuur 2.1: Schiermonnikoog dorp. (bron: BDH Keuzehulp Wijken en Buurten)

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 9

2.2 Huidige warmtevraag Het gemiddelde aardgasverbruik (in 2023) per woning op Schiermonnikoog ligt rond de 1.460 m3 per jaar voor ruimteverwarming en warm tapwater samen. Dit is hoger dan het landelijk gemiddelde van ongeveer 1.100 m3 per woning per jaar. Er zijn grote verschillen in het aardgasverbruik tussen de verschillende clusters. In het cluster met het laagste verbruik is dit 1.280 m3 (Centrum clusters woningen) en in het cluster met het hoogste verbruik is dit 1.730 m3 (Westkant centrum). Daarnaast maakt ongeveer 30% van de huishoudens op Schiermonnikoog nog gebruik van een houtkachel 1. Indien aanwezig, verzorgt de houtkachel gemiddeld 30% van de warmtevoorziening. In de energieadviezen aan bewoners staat vaak te lezen dat de houtkachel, ook na verduurzaming, nog wordt gebruikt. Ook in dit onderzoek gaan we er van uit dat de houtkachels gebruikt blijven worden. Hieronder volgt een overzicht van het huidige gemiddelde gas- en elektriciteitsverbruik binnen de verschillende clusters. De clusters PAW Nieuw-Dokkum en Nieuwbouw aardgasvrij zijn weggelaten omdat deze niet meegenomen worden in het onderzoek. Tabel 2.1 Huidige aardgas- en elektriciteitsverbruik voor de verschillende clusters

m3/woning

Elektriciteitsverbruik kWh/woning

Gasverbruik (incl. hout bijstook)2 m3/woning

140

1.280

3.950

1.400

Centrum individuele woningen

110

1.540

4.870

1.680

Koppelkans Nieuw-Dokkum

50

1.650

5.670

1.800

Noordkant centrum

23

1.440

5.030

1.570

Westkant centrum

15

1.730

5.180

1.890

Verspreide woningen

61

1.540

4.950

1.680

Cluster

Aantal

Gasverbruik

# Centrum clusters woningen

2.3 Toekomstige warmtevraag Het bepalen van de toekomstige warmtevraag is van belang omdat er wordt gekeken voor een warmteoptie die minimaal de komende 30 jaar gebruikt gaat worden. Een goede inschatting van de toekomstige warmtevraag is daarom nodig om een warmtenet accuraat te kunnen dimensioneren en de business case correct door te kunnen rekenen en om voor de individuele opties de juiste warmtepomp te kiezen. In dit onderzoek is ervoor gekozen voor de toekomstige warmtevraag te rekenen met een laagtemperatuur (50 ⁰C) scenario. Er wordt hiervan uit gegaan dat er maatregelen (zoals isoleren en afgiftesysteem vervangen) worden genomen om te zorgen dat de woningen hiervoor geschikt zijn. De kosten hiervoor worden meegenomen in de totale kosten voor de bewoners. In de onderstaande tabel is te zien hoe de warmtevraag per cluster bij laagtemperatuur verwarmen is. Tabel 2.2 Aardgasverbruik per cluster bij laagtemperatuur verwarmen

Aantal

Gasverbruik

Gasverbruik (incl. hout bijstook)2

#

m3/woning

m3/woning

Centrum clusters woningen

140

1.010

1.100

Centrum individuele woningen

110

1.140

1.240

Koppelkans Nieuw-Dokkum

50

1.380

1.500

Noordkant centrum

23

1.160

1.260

Westkant centrum

15

1.420

1.550

Verspreide woningen

61

1.190

1.300

Cluster

1 Waarden voor houtkachels zijn afgeleid uit een selectie van 30 energieadviezen aan bewoners van

Schiermonnikoog. 2 Gemiddeld bijstook met houtkachels meegenomen en uitgedrukt in equivalente m3 gasverbruik Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 10

Reductie in warmtevraag over de komende 30 jaar De warmtevraag bij laag- en midden temperatuur worden als startpunt genomen in dit onderzoek. Daarnaast wordt ervan uitgegaan dat gedurende de looptijd van het project, 30 jaar, er een geleidelijke reductie van de warmtevraag van 20% ten opzichte van het huidige niveau plaatsvindt. Deze reductie voegen wij toe vanwege twee redenen. Ten eerste vindt er met regulier onderhoud aan de woning al een energieverbetering plaats, denk aan vervangen van een voordeur of vensterglas. Ten tweede gaan we uit van een verminderde warmtevraag door het veranderende klimaat. Deze twee aspecten samen rekenen we een reductie van 20% in de warmtevraag over 30 jaar toe.

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 11

3

Duurzame warmteopties De verduurzaming van de woningbouw vraagt om een zorgvuldige afweging van warmtebronnen en technologieën die zowel duurzaam als haalbaar zijn. In dit hoofdstuk worden de beschikbare warmteopties besproken, met een onderscheid tussen individuele en collectieve oplossingen. Dit hoofdstuk biedt inzicht in de werking, toepasbaarheid en randvoorwaarden van deze warmteopties. Voor individuele woningen zijn verschillende warmtepompsystemen beschikbaar. Dit hoofdstuk gaat in op de volgende mogelijkheden: • warmtepomp op buitenlucht • een bodemgebonden warmtepomp • een warmtepomp in combinatie met PVT-panelen • de hybride warmtepomp met groen gas Daarnaast zijn er collectieve oplossingen die meerdere woningen van duurzame warmte kunnen voorzien. Hierbij wordt voor Schiermonnikoog gekeken naar: • aquathermie uit oppervlaktewater • kleinschalig collectief: meerdere woningen met één gedeelde bodembron

3.1 Individueel In de volgende paragrafen worden de vier individuele warmtepompsystemen besproken. Eerst wordt de algemene werking besproken en vervolgens de voor- en nadelen per warmtepomp type.

3.1.1 Warmtepomp buitenlucht Een lucht-water warmtepomp maakt gebruik van de buitenlucht als energiebron om een woning te verwarmen en van warm tapwater te voorzien. Het buitendeel van de warmtepomp bevat een ventilator die de buitenlucht aanzuigt, waarna een koudemiddel de warmte uit de lucht onttrekt. Door het koudemiddel onder druk te zetten, wordt de temperatuur verhoogd tot een niveau dat geschikt is voor gebruik in de centrale verwarming en het warmwatersysteem van de woning. Dit proces verbruikt elektriciteit, die idealiter afkomstig is uit een duurzame bron om de warmtepomp volledig CO₂-neutraal te maken. Het rendement van een lucht-water warmtepomp is erg hoog omdat er meer warmte wordt geproduceerd dan er aan elektriciteit benodigd is. Een lucht-water warmtepomp kan niet voldoende warm tapwater produceren op het moment dat het direct nodig is. Er wordt daarom warm tapwater opgeslagen in een boilervat, wat later gebruikt kan worden om te douchen of bijvoorbeeld de afwas te doen. Voor dit boilervat is ruimte in de woning vereist. Daarnaast is er voor de buitenunit ruimte rondom de woning vereist.

Figuur 3.1 Illustratieve afbeelding lucht-water warmtepomp inclusief buitenunit, warmtepomp en boilervat

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 12

Voordelen • Overal toepasbaar – De buitenlucht is een onbeperkte en overal beschikbare warmtebron, waardoor dit warmtepomp type breed inzetbaar is. • Hoge energiebesparing – De warmtepomp gebruikt weinig elektriciteit ten opzichte van de opgewekte warmte, wat leidt tot aanzienlijke besparingen op de energierekening. • Lagere CO₂-uitstoot – De uitstoot van broeikasgassen neemt met inzet van een warmtepomp aanzienlijk af en zal zelfs volledig verdwijnen wanneer de warmtepomp werkt op duurzame stroom. Nadelen • Hogere investering dan conventionele verwarming – De aanschaf- en installatiekosten van een lucht-water warmtepomp zijn hoger dan die van een cv-toestel. • Zeer goede isolatie nodig – Omdat een warmtepomp efficiënter werkt bij een lagere warmtevraag, en met lage temperatuurverwarming, moet de woning zeer goed geïsoleerd zijn om warmteverlies te beperken. • Aangepast afgiftesysteem – Lagetemperatuurverwarming vereist geschikte radiatoren of vloerverwarming, wat extra aanpassingen aan de woning met zich mee kan brengen. • Geluidsproductie – Het buitendeel van de warmtepomp produceert geluid, wat hinderlijk kan zijn als deze niet goed wordt geplaatst of afgeschermd. • Ruimte – Voor plaatsing van zowel de buitenunit als het boilervat is voldoende ruimte nodig.

3.1.2 Warmtepomp bodem Een water-water bodemwarmtepomp maakt gebruik van warmte die opgeslagen is in de bodem, om een woning te verwarmen en te voorzien van warm tapwater. Hiervoor wordt een bron geboord waarin een circuit van kunststofleidingen van 100 tot 200 meter diep worden geplaatst. Deze leidingen vormen een gesloten watercircuit en functioneren als een warmtewisselaar die de warmte uit de grond onttrekt. De warmtepomp verhoogt vervolgens de temperatuur door middel van druk, zodat de warmte bruikbaar wordt voor verwarming en warm water. Dit proces vergt elektriciteit, net als het rondpompen van het water in het leidingsysteem in de bodem. Een bodem-water warmtepomp kan niet voldoende warm tapwater produceren op het moment dat het direct nodig is. Er wordt daarom warm tapwater opgeslagen in een boilervat, wat later gebruikt kan worden om te douchen of bijvoorbeeld de afwas te doen. Voor dit boilervat is ruimte in de woning vereist. Voor de bronboring is ook voldoende ruimte nodig. Dit kan bijvoorbeeld in de tuin of de oprit.

Figuur 3.2 Illustratieve afbeelding lucht-water warmtepomp inclusief warmtepomp en boilervat

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 13

Voordelen • Hoger rendement dan een lucht-water warmtepomp – De bodemtemperatuur en daarmee de brontemperatuur blijft het hele jaar stabiel (gemiddeld 10-12°C), waardoor de warmtepomp efficiënter werkt, zelfs bij lage buitentemperaturen . • Geen buitenunit nodig – Omdat er geen ventilator buitenshuis nodig is, is er geen risico op geluidsoverlast. De warmtepomp zelf maakt nog wel geluid, qua niveau vergelijkbaar met een koelkast. • Mogelijkheid tot passieve koeling – In de zomer kan de constante bodemtemperatuur worden benut om de woning op een energiezuinige manier te koelen (passieve koeling). • Er is geen buitenunit nodig welke blootgesteld is aan weer/zout waardoor de levensduur langer is dan een lucht-water warmtepomp. Nadelen • Hoge investeringskosten – Een bodemwarmtepomp is aanwijsbaar duurder in aanschaf dan een lucht-water warmtepomp, mede door de kosten van de bronboring. • Ruimte nodig voor boringen – Voor de aanleg van een bodembron moet voldoende ruimte beschikbaar zijn. • Zeer goede isolatie vereist – Net als andere warmtepompen werkt een bodemwarmtepomp op lage temperatuurverwarming, waarvoor de woning zeer goed geïsoleerd moet zijn. • Aangepast verwarmingssysteem nodig – Vloerverwarming of speciale lage temperatuur radiatoren zijn een vereiste om de warmte efficiënt te kunnen afgeven.

3.1.3 Warmtepomp PVT PVT-panelen combineren de functies van zonnepanelen en een thermisch systeem om zowel elektriciteit als warmte op te wekken. Deze panelen bestaan uit een fotovoltaïsche (PV) laag die zonlicht omzet in elektriciteit en een thermische (T) laag die warmte uit de omgeving haalt. De warmte wordt gebruikt als energiebron voor een warmtepomp, die de temperatuur verhoogt en deze warmte benut voor woningverwarming en warm tapwater. Omdat de warmtepomp elektriciteit verbruikt, kan een deel van de opgewekte zonne-energie direct hiervoor worden ingezet. PVT-panelen halen warmte uit de buitenlucht en zonnestraling, maar kunnen ook warmte onttrekken bij bewolkt weer, ’s nachts of extreme kou. De warmtepomp verhoogt de temperatuur van de verzamelde warmte, waardoor deze geschikt wordt voor gebruik. Om voldoende warm tapwater te garanderen, wordt dit opgeslagen in een boilervat, wat later gebruikt kan worden voor bijvoorbeeld douchen of de afwas. Dit boilervat neemt ruimte in binnen de woning, en de installatie van PVT-panelen vereist voldoende dakoppervlak.

Figuur 3.3 Illustratieve afbeelding PVT-warmtepomp inclusief warmtepomp, PVT-panelen en boilervat

Voordelen • Duurzame combinatie – PVT-panelen leveren zowel elektriciteit als warmte. • Geen buitenunit nodig – Omdat er geen ventilator buitenshuis nodig is, is er geen risico op geluidsoverlast. De warmtepomp zelf maakt nog wel geluid, qua niveau vergelijkbaar met een koelkast. Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 14

•

Lagere elektriciteitskosten – De opgewekte stroom kan direct worden gebruikt door de warmtepomp, waardoor het elektriciteitsverbruik uit het net daalt.

Nadelen • Hogere aanschafkosten – De combinatie van PVT-panelen en een warmtepomp is duurder dan een lucht-water warmtepomp of traditionele zonnepanelen. • Ruimte op het dak nodig – De panelen nemen meer ruimte in dan standaard PV-panelen en vereisen een geschikte oriëntatie en hellingshoek. • Zeer goede isolatie- en afgiftesysteem vereist – Net als andere warmtepompen werkt een PVTsysteem met lage temperatuur verwarming, waarvoor zeer goede isolatie en vloerverwarming of geschikte radiatoren nodig zijn.

3.1.4 Hybride warmtepomp & groen gas Een hybride warmtepomp combineert een elektrische warmtepomp met een gasgestookte cv-ketel. De warmtepomp haalt warmte uit de buitenlucht en verwarmt de woning op een energiezuinige manier. Op koude dagen of wanneer er veel warmtevraag is, springt de cv-ketel bij om het tekort aan warmte op te vangen. Ook blijft de cv-ketel verantwoordelijk voor het maken van warm tapwater in de woning. Om aardgasvrij te worden moet de cv-ketel worden gevoed met groen gas in plaats van aardgas. Zo wordt de CO₂-uitstoot verminderd, waardoor deze oplossing is dan de gasgestookte variant. De warmtepomp werkt op lage temperatuur en de cv-ketel schakelt alleen in bij piekvraag naar warmte of wanneer warm tapwater nodig is. Hierdoor verbruikt de woning minder gas, terwijl het comfort behouden blijft. Toch blijft de woning afhankelijk van gas.

Figuur 3.4 Illustratieve afbeelding hybride lucht-water warmtepomp inclusief warmtepomp en cv-ketel

Voordelen • Duurzame combinatie – Groen gas is een hernieuwbare brandstof en de cv-ketel gebruikt dit efficiënt, vooral op koude dagen. • Lagere CO₂-uitstoot – In vergelijking met een traditionele cv-ketel op aardgas stoot een hybride systeem met groen gas aanzienlijk minder CO₂ uit. • Beperkte aanpassingen nodig – Vaak is de bestaande cv-installatie bruikbaar, wat de installatie eenvoudiger en goedkoper maakt. • Betrouwbare verwarming – De cv-ketel springt bij wanneer de warmtepomp niet voldoende levert, wat zorgt voor comfort onder alle weersomstandigheden. Nadelen • Beperkte beschikbaarheid groen gas – Groen gas is (nog) schaars en niet overal in gelijke mate beschikbaar via het gasnet. • Niet volledig fossielvrij – Hoewel groener dan aardgas, is groen gas meestal niet 100% duurzaam beschikbaar en wordt het momenteel gemengd geleverd. • Matige besparing CO₂ uitstoot – De hybride oplossing bespaart minder CO₂ dan een volledig elektrische warmtepomp met hernieuwbare stroom. Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 15

•

Afhankelijk van netbeheer – De leveringszekerheid en prijs van groen gas kunnen fluctueren, afhankelijk van beschikbaarheid, beleid en netbeheer. Ook moet de netbeheerder een extra netwerk onderhouden.

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 16

3.2 Collectief Voor een collectief systeem op Schiermonnikoog zijn er twee mogelijkheden onderzocht: een aquathermie warmtenet en een klein collectief systeem waarbij meerdere woningen één gedeelde bodembron gebruiken. Deze beide opties worden hieronder toegelicht en de voor- en nadelen worden besproken.

3.2.1 Aquathermie warmtenet Aquathermie is een duurzame warmtetechniek waarbij energie wordt gewonnen uit water. Er zijn drie vormen van aquathermie: • • •

Thermische Energie uit Oppervlaktewater (TEO) – Warmtewinning uit rivieren, meren of kanalen. Thermische Energie uit Afvalwater (TEA) – Warmtewinning uit gezuiverd rioolwater. Thermische Energie uit Drinkwater (TED) – Warmtewinning uit drinkwaterleidingen.

Op Schiermonnikoog is alleen TEO toepasbaar, omdat er geen geschikte of groot genoege bronnen voor TEA en TED aanwezig zijn. Hierdoor is warmte uit oppervlaktewater de enige geschikte aquathermiebron voor het eiland. Omdat de zee verder van het dorp, en een geschikte WKO locatie af ligt wordt ook deze optie niet meegenomen. De meest geschikte TEO bron is de Westerplas die ten zuidoosten van het dorp ligt. Figuur 3.5 toont de locatie en het warmtepotentieel van de Westerplas op basis van de beschikbare data uit WarmingUp.

Figuur 3.5 TEO-warmtebron Westerplas van https://warmingup.geoapps.nl/

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 17

Rondom de Westerplas wordt drinkwater gewonnen voor het eiland en is er een waterbeschermingsgebied. Het is dus noodzakelijk om interferentie hiermee ten alle tijden te voorkomen. Figuur 3.6 laat in het paars het waterwingebied zien en in het blauw het waterbeschermingsgebied zoals is aangegeven in de Atlas Leefomgeving.

Figuur 3.6 Waterwingebieden (paars) en waterbeschermingsgebieden (blauw) op Schiermonnikoog

Een aquathermie-installatie in een waterbeschermingsgebied vormt geen probleem, omdat er bij deze techniek geen boringen nodig zijn. De warmte wordt uit het oppervlaktewater gehaald via warmtewisselaars, zonder de bodem of het grondwater aan te tasten. Hierdoor blijft de waterwinning onaangetast en is de installatie in overeenstemming met de regelgeving voor waterbeschermingsgebieden. Echter, een Warmte-Koude Opslag (WKO), die vaak wordt toegepast in combinatie met een aquathermiewarmtenet, kan wel in strijd zijn met de regels. Dit komt doordat een WKO gebruikmaakt van ondergrondse waterlagen en hiervoor diepe boringen vereist, wat binnen een waterbeschermingsgebied niet is toegestaan. Om deze reden is ervoor gekozen om de WKO buiten het waterwingebied aan te leggen, binnen het dorp. De locatie hiervoor is de kruising tussen de Middenstreek en het Melle Grietjespad. Hiermee wordt een duurzame warmteoplossing gerealiseerd zonder de drinkwatervoorziening in gevaar te brengen. Dit betekent echter wel dat de collectieve warmtepompen die de temperatuur van het water zullen opwaarderen naar bruikbare temperatuur voor de woningen ook binnen het dorp geplaatst zal moeten worden. Hiervoor zal een gebouw geplaatst moeten worden om de warmtepompen en andere apparatuur in kwijt te kunnen.

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 18

Figuur 3.7 hieronder laat de locatie van de warmtewisselaars van de aquathermie installatie zien in de Westerplas, als ook de locatie van de WKO en collectieve warmtepompen aan de rand van het dorp.

Figuur 3.7 Locatie aquathermie bij de Westerplas en WKO aan de rand van het dorp

Op basis van de clusters die in hoofdstuk 2.2 zijn besproken, is een potentieel warmtenet ingetekend. In deze analyse zijn de clusters PAW, al aardgasloos en verspreide woningen niet meegenomen, omdat deze niet in aanmerking komen voor een aansluiting op het warmtenet. De warmtenet configuratie waarmee in dit onderzoek is gerekend is te zien in Figuur 3.8.

Figuur 3.8 Warmtenet configuratie op basis van de clusterindeling

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 19

3.2.2 Klein collectief: bodembron voor meerdere woningen Bij een klein collectief systeem maken meerdere woningen gebruik van één gezamenlijke bodembron. Net als bij een individuele bodemwarmtepomp maakt dit systeem gebruik van warmte die opgeslagen is in de bodem om een woning te verwarmen en te voorzien van warm tapwater. De leidingen in de bodem vormen een gesloten watercircuit en functioneren als een warmtewisselaar die de warmte uit de grond onttrekt. De warmtepomp verhoogt vervolgens de temperatuur door middel van druk, zodat de warmte bruikbaar wordt voor verwarming en warm water. Dit proces vergt elektriciteit, net als het rondpompen van het water in het leidingsysteem in de bodem. Een bodem-water warmtepomp kan niet voldoende warm tapwater produceren op het moment dat het direct nodig is. Er wordt daarom warm tapwater opgeslagen in een boilervat, wat later gebruikt kan worden om te douchen of bijvoorbeeld de afwas te doen. Voor dit boilervat is ruimte in de woning vereist. Voor de gezamenlijke bron is meer ruimte vereist dan voor een individuele bron. Dit komt omdat de bron groter is en geboort moet worden met grotere machines. De boring gebeurt bij voorkeur op gemeentelijke grondgebied, waardoor er gering overlast is in de tuinen van de bewoners.

Figuur 3.9 Illustratieve afbeelding WKO klein collectief met één bodembron voor meerdere woningen

Voordelen • Hoger rendement dan een lucht-water warmtepomp – De bodemtemperatuur en daarmee de bron blijft het hele jaar stabiel (gemiddeld 10-12°C), waardoor de warmtepomp efficiënter werkt, zelfs bij lage buitentemperaturen. • Geen buitenunit nodig – Omdat er geen ventilator buitenshuis nodig is, is er geen risico op geluidsoverlast. • Mogelijkheid tot passieve koeling – In de zomer kan de constante bodemtemperatuur worden benut om de woning op een energiezuinige manier te koelen (Passieve koeling). • Eén gedeelde bron – Eén grote bodembron is per woning goedkoper dan meerdere individuele bronnen per woning Nadelen • Hoge investeringskosten – Een bodemwarmtepomp is duurder in aanschaf dan een lucht-water warmtepomp, met name door de kosten van de bronboring. • Ruimte nodig voor boringen – Voor de aanleg van een bodembron moet voldoende ruimte beschikbaar zijn op een locatie die geschikt is voor alle buren. • Zeer goede isolatie vereist – Net als andere warmtepompen werkt een bodem-water warmtepomp op lage temperatuurverwarming, waarvoor de woning zeer goed geïsoleerd moet zijn. • Aangepast verwarmingssysteem nodig – Vloerverwarming of speciale lage temperatuur radiatoren zijn nodig om de warmte efficiënt te kunnen afgeven.

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 20

3.3 Duurzame warmte Schiermonnikoog De hierboven genoemde warmteopties geven een beeld van de diverse mogelijkheden voor de verduurzaming van de warmtevoorziening op Schiermonnikoog. Niet alle warmteopties zijn echter geschikt voor alle clusters van woningen. Voor verspreid liggende woningen wordt bijvoorbeeld niet gekeken naar een aquathermie-warmtenet of een kleinschalig collectief WKO-systeem. De grote afstanden tussen deze woningen maken een collectieve oplossing economisch gezien minder haalbaar. De enige situatie waarin het WKO klein collectief wordt onderzocht, is in het cluster centrum woningen. Hier liggen de woningen relatief dicht bij elkaar, en is er voldoende ruimte voor een gezamenlijke warmtebron. Dit maakt een collectieve WKO-oplossing in dit specifieke cluster een potentieel haalbare optie. Het warmtenetscenario wordt daarentegen breder onderzocht en bekeken voor alle clusters binnen het dorp Schiermonnikoog. Dit komt doordat de bebouwingsdichtheid hier gunstiger is voor een warmtenetoplossing. Tot slot worden individuele verwarmingsopties voor alle clusters doorgerekend. Dit zorgt ervoor dat er een compleet overzicht ontstaat van de mogelijke warmtevoorzieningen voor Schiermonnikoog, waarbij zowel collectieve als individuele scenario’s in kaart worden gebracht.

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 21

4

Business cases Om inzicht te krijgen in de economische haalbaarheid van de verschillende warmteopties is in detail de businesscase doorgerekend. Voor het aquathermie warmtenet gaat het hierbij om de business case voor de exploitant van het net. Omdat een warmtenet een levensduur heeft van minstens 30 jaar is ervoor gekozen om de exploitatieduur hieraan gelijk te stellen. Daarnaast zijn voor alle warmteopties de bewonerskosten berekend en vergeleken. Allereerst worden de belangrijkste uitgangspunten besproken, waarna de business case voor het warmtenet volgt, en als laatste de bewonerskosten voor de verschillende opties. Een gemiddelde warmtepomp of cv ketel gaat zo’n 15 jaar (20 voor PVT) mee om de warmteopties toch vergelijkbaar te maken met collectieve warmteopties is ook hier gerekend met een periode van 30 jaar. Er moet in die periode dus een tweede keer geïnvesteerd worden in een warmtepomp.

4.1 Uitgangspunten Voor de uitgangspunten van de financiële berekeningen zijn de meest recente praktijkwaarden en kengetallen gebruikt. In dit hoofdstuk worden de meest belangrijke uitgangspunten voor de business cases behandeld. Een overzicht van alle gekozen uitgangspunten kan worden gevonden in bijlage B. In de onderstaande tabellen worden enkele algemene uitgangspunten uitgelicht. Zo wordt er, bij zowel de bewoner als de exploitant uitgegaan van indexatie op de kosten en de energietarieven. In het startjaar worden de energietarieven gebruikt zoals weergeven in Tabel 4.2. Tabel 4.1: Algemene uitgangspunten business cases.

Financieel - algemeen Exploitatieduur Indexatie CAPEX Indexatie energieprijzen Indexatie OPEX Eilandtoeslag Looptijd lening Rente leningen warmtebedrijf Rente leningen particulieren Rendementseis warmteleverancier Rendementseis warmtenetbeheerder

Waarde 30 2 2 2 15 15 3,3 4 2 2

Eenheid jaar % % % % jaar % % % %

Tabel 4.2: Energieprijzen zoals in jaar 1. De energieprijzen worden in latere jaren geïndexeerd

Energieprijzen

Waarde

Eenheid

Aardgas consumenten

1,35

€/m3

Aardgas grootverbruik

1,15

€/m3

Groen gas

1,65

€/m3

Elektriciteit kleinverbruik

0,28

€/kWh

Elektriciteit grootverbruik

0,145

€/kWh

Het warmtetarief waarmee wordt gerekend is gebaseerd op het Autoriteit Consument en Markt (ACM) maximaal tarief en bedraagt € 43,79 incl. BTW per geleverde GJ voor de lage temperatuur (LT) en midden temperatuur (MT) warmtenetten. Als een warmtenet scenario financieel rendabel is, wat wil zeggen dat het rendement van 2% wordt behaald, zal de GJ-prijs worden verlaagd totdat het resulterende rendement 2% is. Een bewoner betaalt dus minder als de business case gunstiger is dan het vereiste rendement. Voor de business cases van de exploitant zijn verschillende subsidies meegenomen. Het gaat om de SDE++ subsidie die beschikbaar is voor bedrijven of non-profitorganisaties die grootschalig hernieuwbare energie opwekken of CO2-uitstoot verminderen. De hoogte van de subsidie hangt af van de hoeveelheid hernieuwbare energie/warmte die wordt geleverd en welke kosten hiervoor gemaakt worden. In de berekeningen van de business case wordt aan de hand van de uitgangspunten van de SDE++ een inschatting gemaakt van de te verwachten subsidie. Ook is er voor de business case bepaald of het aan te leggen warmtenet in aanmerking komt voor de Warmtenetten Investeringssubsidie (WIS). Op basis van de Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 22

uitgangspunten van de WIS wordt bepaald of en hoeveel WIS er beschikbaar is voor het project. De te verwachten WIS en SDE++ subsidies worden vermeld in de business case.

Voor de bewoner-eigenaren wordt gerekend met de ISDE-subsidie. De ISDE is beschikbaar voor woningeigenaren die hun huis verduurzamen met bijvoorbeeld isolatiemaatregelen en/of een warmtepomp. Voor de verschillende investeringen die bewoners maken wordt er gerekend met een gemiddeld subsidiebedrag dat bij deze investeringen past. Op basis van het bouwjaar van de woningen wordt een inschatting gemaakt van de benodigde investeringen om de woning geschikt te maken voor een warmtepomp of warmtenet en de bijbehorende ISDE-subsidie. In de uitwerking van de bewonerskosten komen deze investeringen en subsidies naar voren. In Tabel 4.3 staat een overzicht van de te maken kosten om een woning geschikt te maken voor een warmtepomp of warmtenet op basis van het bouwjaar. Hier is de eilandtoeslag van 15%, een verhoging van de kosten doordat woningen op een eiland liggen, al meegenomen. Tabel 4.3 Kosten voor een woning om deze geschikt te maken voor een oplossing, afhankelijk van bouwperiode

Kosten geschikt LT warmtepomp

Kosten geschikt LT warmtenet

Kosten geschikt MT warmtepomp

Kosten geschikt MT warmtenet

€/woning

€/woning

€/woning

€/woning

<1920

€ 57,500

€ 57,500

€ 17,250

€ 11,500

1920-1945

€ 46,000

€ 46,000

€ 17,250

€ 11,500

1945-1965

€ 40,250

€ 40,250

€ 11,500

€ 5,750

1966-1979

€ 28,750

€ 28,750

€ 11,500

€ 5,750

1980-1992

€ 23,000

€ 23,000

€-

€ 2,875

1993-2012

€ 5,750

€ 5,750

€-

€ 2,875

>2012

€ 5,750

€ 5,750

€-

€ 2,875

In de onderstaande Tabel 4.4 is een overzicht van de kosten die bewoners maken voor onder andere de netwerkkosten, de vergoeding van de afleverset en het vastrecht van een warmtenet. Tabel 4.4: Standaardtarieven voor de exploitant en de gebruiker

Tarieven en subsidies

Waarde

Eenheid

Netwerkkosten aardgas, vastenrecht leverancierskosten

350

€

Aansluitbijdrage individuele kleinverbruikers

5.251,45

€

ISDE-subsidie aansluiting warmtenet

3.775

€

Vastrecht + Meettarief (MT)

610,28

€/jaar

Vastrecht + Meettarief (LT)

354,49

€/jaar

Vergoeding afleverset (MT)

150,49

€/jaar

Vergoeding afleverset (LT)

144,11

€/jaar

Verbruikstarief kleinverbruik (MT/LT)

43,79

€/GJ

Een volledig overzicht van alle uitgangspunten kan worden gevonden in bijlage C.

4.2 Exploitant aquathermie warmtenet Voor de business case van het warmtenet is een uitgebreide analyse uitgevoerd van verschillende configuraties. Het uitgangspunt van deze analyse is een scenario waarin alle clusters zijn aangesloten op het warmtenet. Dit vormt de basis voor een optimalisatieproces waarbij wordt gezocht naar het hoogste projectrendement door clusters selectief uit te sluiten van het warmtenet. Tijdens de optimalisatie worden Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 23

verschillende combinaties van clusters doorgerekend om te bepalen welke configuratie het meest rendabel is. De resultaten voor Schiermonnikoog zijn uitgesplitst in een business case voor één warmtenet dat meerdere woningclusters omvat. De getoonde bedragen en resultaten voor de exploitant zijn allemaal exclusief BTW.

Business case warmtenet De onderstaande tabel 4.5 toont het projectrendement van een aquathermie warmtenet op MT of LT voor verschillende configuraties van clusters. Tabel 4.5 Overzicht projectrendement clusters

Clusters Centrum Centrum + Koppelkans PAW Centrum + Westkant Centrum + Noordkant Centrum + Koppelkans PAW & Westkant Centrum + Koppelkans PAW + Noordkant Centrum + Koppelkans PAW + Noordkant + Westkant Centrum + Westkant + Noordkant

Aquathermie MT

Aquathermie LT

-3,98% -3,65% -4,10% -4,47% -3,76% -4,08% -4,16% -4,54%

-9,09% -7,87% -8,53% -9,17% -7,77% -8,26% -8,22% -8,92%

Voor MT wordt het hoogste projectrendement van -3,65% behaald met de configuratie waarin de clusters "Centrum en Koppelkans PAW" zijn opgenomen. Als ook alle houtstook op het eiland vervangen wordt voor warmte uit dit warmtenet komt het rendement iets beter uit met -3,18%. Het scenario waarin alle clusters zijn aangesloten op het warmtenet heeft een lager rendement van -4,16%. Voor LT wordt het hoogste projectrendement van -7,77% bereikt met de configuratie waarin de clusters "Centrum en Westkant centrum en Koppelkans PAW" worden meegenomen. Voor elke mogelijke combinatie is het rendement negatief. Dit betekent dat er subsidie nodig is om het warmtenet het beoogde rendement van 2% te laten behalen. Op basis van deze bevindingen is de business cases verder uitgewerkt voor het scenario met het hoogste projectrendement. Dit is het MT-scenario met een rendement van -3,65% waarbij de clusters "Centrum en Koppelkans PAW" worden meegenomen. In deze uitwerking zullen de investeringskosten, jaarlijkse kosten en inkomsten in detail worden geanalyseerd om een volledig beeld te krijgen van de haalbaarheid en winstgevendheid van het warmtenet.

Figuur 4.1 Aan te sluiten woningen in het MT warmtenet

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 24

Business case aquathermie MT In de onderstaande business case zijn de resultaten uitgesplitst naar algemene gegevens, CAPEX, OPEX, inkomsten en het projectresultaat. Tabel 4.6 Algemene gegevens woningen en vermogens installaties

Algemene gegevens

Eenheid

Waarde

Aan te sluiten woningen

Aantal

202

Warmtevraag woningen

TJ/jaar

9,3

Vermogen WKO

kW

670

Vermogen warmtepompen

kW

1000

Vermogen aquathermie

kW

700

De totale warmtevraag van de 202 aan te sluiten woningen is 9,3 TJ. Er is vanuit de Westerplas 167 TJ warmte beschikbaar. Er wordt dus met deze configuratie iets meer dan 5% van de potentie gebruikt. De CAPEX van € 9 miljoen bestaat voor het grootste deel uit de leidingen van het warmtenet en de warmtepompen in de energiecentrale. Ook voor de aquathermie installatie is een grote investering benodigd, mede omdat de bron relatief ver van het dorp af ligt en er dus veel leidingwerk hiervoor moet worden aangelegd. Tabel 4.7 Overzicht CAPEX kosten warmtenet

CAPEX

Eenheid

Waarde

Warmtenet leidingen

€

4.540.000

Afleversets

€

365.000

WKO

€

311.000

Energiecentrale

€

1.644.000

Aquathermie

€

1.236.000

Kosten aansluiten woningen

€

96.000

Aansluitkosten elektriciteit

€

34.000

Ontwerp & advieskosten

€

200.000

Onvoorzien

€

410.000

Verzekering

€

160.000

Totaal

€

9.000.000

Voor de onderstaande OPEX-kosten gaat het om de gemiddelde bedragen per jaar over de exploitatieduur van 30 jaar. In de eerste jaren zullen de OPEX kosten aanzienlijk lager liggen, terwijl later in de exploitatieperiode deze kosten boven de onderstaande waarden zullen zijn. Tabel 4.8 Overzicht OPEX kosten warmtenet

OPEX

Eenheid

Waarde

Pompenergie warmtenet

€/jaar

5.000

Pompenergie aquathermie

€/jaar

6.500

Pompenergie WKO

€/jaar

7.000

Elektriciteit energiecentrale

€/jaar

155.000

Elektriciteit vaste kosten

€/jaar

30.000

Onderhoud warmtenet

€/jaar

60.000

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 25

OPEX

Eenheid

Waarde

Onderhoud WKO

€/jaar

8.000

Onderhoud aquathermie

€/jaar

30.000

Onderhoud energiecentrale

€/jaar

40.000

Onderhoud afleversets

€/jaar

8.000

Management/administratie

€/jaar

60.000

Totaal

€/jaar

410.000

De OPEX-kosten bestaan voor iets meer dan een derde uit de elektriciteitskosten van de warmtepompen. Een andere grote jaarlijkse post is de management- en administratiekosten die voortkomen vanuit het warmtenet en de verschillende onderhoudsposten. Voor de inkomsten wordt voor de aansluitbijdrage, de WIS-subsidie en de SDE++ subsidie het totaalbedrag gegeven. In praktijk worden de aansluitbijdrage en WIS-subsidie ontvangen bij aansluiting van woningen en mijlpalen in het aanleggen van het warmtenet. De SDE++ subsidie wordt ontvangen gedurende de eerste 15 jaar van de exploitatieperiode. Tabel 4.9 Jaarlijkse en eenmalige inkomsten warmtenet

Inkomsten

Eenheid

Waarde

Aansluitbijdrage individuele kleinverbruikers

€

878.000

WIS-subsidie

€

1.416.000

SDE++ subsidie

€

2.575.000

Totaal

€

4.869.000

Vastrecht warmte + meetkosten

€/jaar

138.000

Vergoeding afleverset

€/jaar

34.000

Warmtelevering

€/jaar

408.000

Totaal per jaar

€/jaar

580.000

Voor dit MT warmtenet is de maximale WIS-subsidie beschikbaar voor het aantal aan te sluiten woningen. Daarnaast is er ook een forse SDE++ subsidie beschikbaar omdat alle warmte met warmtepompen wordt geproduceerd. De jaarlijkse inkomsten van €580.000 bestaan voor het grootste deel uit de inkomsten uit warmtelevering. De huur van de vergoeding voor de afleversets, de meetkosten en het vastrecht zorgen voor beduidend lagere inkomsten. Tabel 4.10 Project resultaat en onrendabele top warmtenet

Projectresultaat IRR

Eenheid

Waarde

%

-3,65%

Onrendabele top totaal

€

4.160.000

Onrendabele top per jaar

€

185.000

Subsidie per woning vereist

€/woning

20.500

Uit het projectresultaat blijkt dat het warmtenet met de huidige uitgangspunten een IRR behaald van -3,65%. Dit is uiteraard lager dan de rendementseis van 2% in dit project, dus er is een extra subsidie nodig om deze onrendabele top te dekken. Een eenmalige subsidie van € 4.160.000 of een jaarlijkse subsidie van €185.000 kunnen dit dekken. Zie bijlage Fout! Verwijzingsbron niet gevonden. voor een overzicht van de resultaten g ecorrigeerd voor de houtstook in de woningen.

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 26

4.3 Bewonerskosten In dit hoofdstuk worden de kosten van bewoners voor de verschillende warmteopties geanalyseerd. Zowel de collectieve als individuele oplossingen zijn meegenomen in de vergelijking. De maandelijkse lasten bevatten drie onderdelen: energiekosten, financiering en onderhoud. De financiering wordt beschouwd als een lening over een periode van 15 jaar (gelijk aan de levensduur van de meeste installaties) met een maandelijkse aflossing. De financieringskosten omvat zowel de aanschaf van een eventuele warmtepomp of tapwatervoorziening, als de isolatiekosten. De kosten voor de bewoner zijn inclusief de verrekening van eventuele subsidies.

4.3.1 Opsplitsing energieverbruik & bouwperiode De kosten voor bewoners worden bepaald door twee factoren: het energieverbruik van de woning en de benodigde investeringen in de woning om geschikt te maken voor een warmtepomp of warmtenet. Om een realistisch kostenbeeld te geven, worden drie verschillende gasverbruik scenario’s doorgerekend voor drie bouwperioden: voor 1920, 1966-1979 en 1993-2012. Het bouwjaar heeft namelijk grote invloed op de benodigde aanpassingen en investeringskosten. Dit resulteert in negen kostentabellen die inzicht geven in de verwachte gebruikerskosten. Het is belangrijk op te merken dat de daadwerkelijke kosten van een warmteoplossing voor de bewoner zullen variëren doordat de isolatiekosten afhankelijk zijn van de huidige staat van de woningen. Daarnaast zijn de getoonde bedragen de gemiddelden over de gehele exploitatieduur van 30 jaar waardoor dit hoger is dan de kosten in de eerste jaren. Totale investering & TCO Dit geeft de totale investering weer die een bewoner doet. Voor apparaten bevat dit de installatie in jaar 0 inclusief eventuele vervangingskosten die binnen 30 jaar plaatsvinden. De vervangingskosten zijn geïndexeerd. Hierbij nemen we aan dat de bewoner alle investeringskosten, zoals isolatie- en installatiekosten, leent en dus met rente terugbetaald.

Mocht een bewoner de investeringskosten (gedeeltelijk) direct zelf betalen, dan daalt de TCO omdat er minder rente betaald hoeft te worden. De resultaten voor de bewoner zijn samengevat in figuur 4.2. Hierin wordt de TCO per oplossing getoond, voor verschillende warmtevragen, namelijk laag (900 m3), gemiddeld (1,450 m3) en hoog (2,000 m3). De investering is in blauw weergeven. De vaste kosten, zoals onderhoud en vastrecht, zijn in het grijs weergeven. De gele balken laten het variabele deel van de energiekosten zien. Afhankelijk van de oplossing is dit gas, warmte of elektriciteit. De volledig uitgewerkte bewonerskosten zijn te vinden in de tabellen in Bijlage C. Uit figuur 4.2 blijkt dat dat een warmtenet voor een woning met een gemiddeld gasverbruik leidt tot een van hoogste TCO-niveaus. Dat terwijl in hoofdstuk 4.2 ook al bleek dat er een forse onrendabele top is van bijna € 4,2 miljoen. Als de warmteprijs in het warmtenet zo wordt aangepast dat dit leidt tot het laagste TCOniveau voor de bewoners neemt de onrendabele top enorm toe naar € 9,3 miljoen. Dit betekent dat de bewoners met een warmtenet het goedkoopste uit zijn, als de gemeente een éénmalige uitgave van € 9,3 miljoen doet.

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 27

PVT LT Lucht-water Bodemwarmte warmtepomp pomp LT LT WKO klein collectief LT Groen gas

Aquathermie MT Groen gas hybride Lucht-water warmtepomp MT

2000 1450 900 2000 1450 900 2000 1450 900 2000 1450 900 2000 1450 900 2000 1450 900 2000 1450 900 2000 1450 900 €-

€ 50.000

Investering

€ 100.000

Vaste kosten

€ 150.000

€ 200.000

€ 250.000

Variabele kosten

Figuur 4.2 Investering, vaste kosten en variabele kosten per warmteoptie voor laag, gemiddeld en hoog gasverbruik

Voorkeurstechnieken duurzame warmte – Netimpact Schiermonnikoog 28

5

Netimpact duurzame warmte Bij het verduurzamen van de warmtevoorziening wordt aardgas als energiebron vervangen door een duurzaam alternatief. Deze nieuwe warmtebronnen, zoals buitenlucht, oppervlaktewater of bodemwarmte, kunnen echter niet rechtstreeks worden ingezet in woningen. Ze vereisen een tussenstap: opwaardering naar een bruikbaar temperatuur regime via een warmtepomp. Dit proces vraagt om elektriciteit, wat betekent dat de elektriciteitsvraag op Schiermonnikoog aanzienlijk zal toenemen naarmate meer woningen overstappen op duurzame warmteoplossingen. Om deze transitie mogelijk te maken, moet er voldoende elektriciteit beschikbaar zijn en moet het elektriciteitsnet de nieuwe piekvraag aankunnen. In dit hoofdstuk worden verschillende scenario’s uitgewerkt om de toekomstige impact op het elektriciteitsverbruik per woning én van alle woningen samen in kaart te brengen. Daarbij wordt gekeken naar zowel de verwachte piekbelasting op het elektriciteitsnet (in kW) als de extra elektriciteitsvraag (in KWh). De nieuwe elektriciteitsvraag, inclusief pieken, wordt vergeleken met de huidige capaciteit van het elektriciteitsnet. Op Schiermonnikoog vormt met name de wadkabel in combinatie met de bijbehorende trafostations een potentieel knelpunt, waar in dit hoofdstuk extra aandacht aan wordt besteed. In dit hoofdstuk wordt wederom met scenario’s gewerkt.

Hierbij is in alle scenario’s het PAW-cluster met PVT-panelen op LT wordt meegenomen. De nieuwbouwwijk blijft buiten beschouwing. Individueel • Volledig hybride: elke woning krijgt een hybride warmtepomp met groen gas (MT) • Volledig elektrisch lucht-water: elke woning krijgt een lucht-water warmtepomp • Volledig elektrisch bodem: elke woning een lucht-water warmtepomp • PVT: PVT-panelen inclusief warmtepomp op geschikte woningen. Waar beschermd dorpsgezicht (Centrum cluster en individueel) geldt is voor all-electric lucht gekozen • PVT + Klein collectief: Kleine collectieve installaties op LT in centrum cluster, lucht-water in centrum individueel, PVT in alle andere clusters De collectieve systemen bestaan uit een warmtenet waar de clusters centrum, centrum individueel en PAWkoppelkans zijn opgenomen. Voor de omringende clusters zijn verschillende warmteopties gekozen. Collectief • Warmtenet: Een warmtenet aangevuld met lucht-water warmtepompen in de omringende clusters • Warmtenet: Een warmtenet aangevuld met bodem warmtepompen