20230718 Rapportage Warmtenet Someren

Versie D0

Document referentie NL23-648800269-55562

5

Graaduren voor ruimteverwarming

Graaduren of graaddagen worden gehanteerd om energieverbruik te relateren aan de buitentemperatuur. Hierbij wordt aangenomen dat er boven een bepaalde buitentemperatuur geen verwarming meer benodigd is. In dit onderzoek wordt er van uitgegaan dat er geen verwarming meer benodigd is vanaf 18°C buitentemperatuur. Dit wordt de referentietemperatuur genoemd. Een graaduur is gedefinieerd als de referentietemperatuur (18°C) min de gemiddelde temperatuur binnen een uur, een buitentemperatuur van 10°C gedurende één uur resulteert dus in acht graaduren. Het referentieklimaatjaar volgens NEN5060:2018 is gebruikt om het aantal graaduren te bepalen en een profiel te bepalen. Het aantal graaduren van het referentieklimaatjaar is 68.511. Op basis van het referentieklimaatjaar is de warmtevraag voor ruimteverwarming per uur bepaald.

6

Tapwaterprofiel

Vesta heeft ook een inschatting gemaakt van de warmtevraag per woning voor tapwaterproductie. Dit is gebruikt om de totale energievraag voor tapwaterproductie te bepalen. Er is aangenomen dat het geschatte energieverbruik voor tapwater proportioneel verdeeld is over alle dagen van het jaar: het verbruik per dag is het verbruik per jaar gedeeld door 365. Het energieverbruik voor tapwaterproductie per uur is gebaseerd op informatie uit NEN-EN 12831-3:2017, dit profiel is te zien in Figuur 18.

Tapwaterverbruik per uur 8,0%

Tapwaterverbruik [%]

7,0% 6,0% 5,0% 4,0% 3,0% 2,0% 1,0% 0,0% 4:00

8:00

12:00

16:00

20:00

0:00

Tijd [h] Figuur 18 - Tapwaterprofiel volgens NEN-EN 12831-3:2017

7

Warmteverlies warmtenet

Het warmteverlies van het warmtenet is bepaald door middel van ISSO7. Hierin is onder andere rekening gehouden met de diameter van de buisleiding, het isolatiemateriaal, de buitenmantel, de geleidingscoëfficiënt van de buisleiding en de grond. Hierbij is aangenomen dat de grondtemperatuur over het jaar constant is en gelijk is aan 10°C.

Sweco | Verdiepend onderzoek warmtenet Someren Noord en Centrum Projectnummer 51012063 Datum 18-07-2023

Versie D0

Document referentie NL23-648800269-55562

Het warmteverlies van de aanvoerleiding van het warmtenet is bepaald op 514 kW en van de retourleiding op 257 kW, het totale warmteverlies van het warmtenet is daarmee gelijk aan 771 kW. Dit is een constant warmteverlies, het hele jaar door. Hierbij is aangenomen dat de grondtemperatuur, de aanvoer- en retourtemperatuur gelijk zijn over het jaar. Op jaarbasis is het warmteverlies gelijk aan 6,75 GWh, dit is 21,5% van de warmtevraag

8

Jaarbelastingduurkromme

Door het energieverbruik voor ruimteverwarming, het energieverbruik voor tapwater en het warmteverlies bij elkaar op te tellen ontstaat een vraagprofiel per uur. Hier kan vervolgens een jaarbelastingduurkromme van gemaakt worden, deze is te zien in Figuur 19.

Totale warmtevraag [kW]

14000 12000 10000 8000 Warmteverlies

6000

Tapwater Ruimteverwarming

4000 2000 0 0

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Uren [h] Figuur 19 - Jaarbelastingduurkromme

9

Maximale vermogensvraag per aansluiting

De vermogensvraag per aansluiting kan berekend worden met het jaarverbruik, het totale aantal graaduren en het maximale aantal graaduren. De maximale warmtevraag wordt bepaald bij een buitentemperatuur van -10°C, dit komt dus overeen met 28 (18 - -10) graaduren. De maximale warmtevraag is dan gelijk aan 28 maal het energieverbruik per graaduur. Hierin wordt echter het vermogen voor de warmtapwater behoefte niet meegenomen. Op het totale gevraagde vermogen is dit nauwelijks van invloed vanwege de zeer lage gelijktijdigheid. Op het aansluitvermogen per woning is de warmtapwater vraag echter wel sterk van invloed. Voor alle woningen wordt een wartapwater behoefte van klasse CW4 aangenomen, dit komt overeen met een gevraagd vermogen van 28 kW.

Sweco | Verdiepend onderzoek warmtenet Someren Noord en Centrum Projectnummer 51012063 Datum 18-07-2023

Versie D0

Document referentie NL23-648800269-55562

Er is aangenomen dat tapwater verwarmd moet worden van 10°C (watertemperatuur in waterleiding) tot 60°C (warmtapwater temperatuur) en dat het warmtenet hierbij (tijdens warmtapwater productie) uitgekoeld kan worden van 70°C tot 20°C. Het warmtenet moet dus 28 kW leveren aan en aansluiting bij een temperatuur van 70-20°C.

10

Aansluitvermogen

Het aansluitvermogen per aansluiting is gelijk aan het maximale vermogen nodig voor warmtapwater productie of voor ruimteverwarming plus het warmteverlies. Het totale aansluitvermogen van Someren-Centrum en Someren-Noord is 32,6 MW. Door de zeer lage gelijktijdigheid van de warmtapwatervraag neemt de impact hiervan op de totale vermogensvraag zeer snel af bij meerdere aansluitingen. De som van het totale vermogen benodigd voor ruimteverwarming is gelijk aan 11,6 MW. Voor de meerderheid van de woningaansluitingen wordt het aansluitvermogen bepaald door de maximale vraag naar warmtapwater en niet naar ruimteverwarming. Dit verklaart het grote verschil tussen het totale aansluitvermogen van 32,6 MW en het maximale warmtevraag vermogen van 11,6 MW van alle aansluitingen gecombineerd (ruimteverwarming, tapwater en warmteverlies).

11

Opwek

Door de zeer lage gelijktijdigheid van de tapwaterbehoefte is er aangenomen dat de warmtapwatervraag geen invloed heeft op het totaal benodigde opwekvermogen. Het totale opwekvermogen moet daarom gelijk zijn aan 11,6 MW.

12

Vollasturen

Op basis van de totale warmtevraag per jaar à 38,6 GWh en het maximale opwekvermogen à 11,6 MW, maakt een systeem met dit opgestelde vermogen 3.338 vollasturen.

Uitgangspunten scenario’s Scenario 1 – Warmte glastuinbouw (huidig/ geothermie) Warmtenet  Temperatuurtraject van 70°C aanvoer en 40°C retour. Warmtebron  Er wordt aangenomen dat de glastuinbouw warmte levert op een temperatuur van 70°C (wellicht 90°C en dan verlaagd naar 70°C).  De warmte is afkomstig van in eerste instantie (waarschijnlijk) de huidige biomassa installaties van de tuinders en in de toekomst van geothermie. Levering aan het warmtenet  Er wordt aangenomen dat de geothermiebron een beschikbaar vermogen voor het warmtenet heeft van 5 MW, hiermee kan 84% van de warmte geleverd worden (32,6 GWh). Dit correspondeert met 6.514 vollasturen.  De investering voor de geothermiebron wordt meegenomen in deze businesscase gezien dat het gewenste scenario is vanuit de gemeente.  Warmtelevering door geothermie heeft een sCOP van 15.

Sweco | Verdiepend onderzoek warmtenet Someren Noord en Centrum Projectnummer 51012063 Datum 18-07-2023

Versie D0

Document referentie NL23-648800269-55562

 Op jaarbasis is er 2,17 GWh aan elektriciteit benodigd voor warmtelevering door geothermie.  Kosten voor levering van warmte door tuinders aan het warmtenet wordt uitgegaan van het correctiebedrag warmte uit geothermie van € 4,11/GJ. Deze waarde zal in de toekomst moeten worden onderhandeld met de tuinders. Piekvoorziening  De rest van de warmtevraag wordt geleverd door piekketels op gas.  Er dient 6,6 MW aan piekketels geïnstalleerd te worden die in totaal 6,0 GWh aan warmte leveren.  Hiervoor is 0,69 miljoen m3 aardgas per jaar nodig. Kosten  De kosten voor warmte van de tuinders wordt uitgegaan van investering in een geothermie bron van 5 MW zoals vastgesteld middels het SDE++ 2023 eindadvies opgesteld oor TNO/ DNV op basis van onderstaande de tabel, zie Figuur 20.

Figuur 20 - Technisch-economische parameters en subsidieparameters voor geothermie middenlast bron: Eindadvies basisbedragen SDE++ 2023

 Dit resulteert in:  Investeringskosten: 5000 [kW] x 2525 [€/kW] = 12,625 M€.  Voor de piek en back-up voorziening wordt uitgegaan van het maximale gevraagde vermogen van 11,6 MW. Investeringskosten 11600 kW x 200 [€/kW] = 2,3 M€. -

Scenario 2 – Restwarmte Larco Foods Warmtenet  Temperatuurtraject van 70°C aanvoer en 40°C retour. Restwarmtebron  De beschikbare restwarmte van Larco Foods heeft een temperatuurtraject van 40-20°C.  Debiet van 150 m3/h.

Sweco | Verdiepend onderzoek warmtenet Someren Noord en Centrum Projectnummer 51012063 Datum 18-07-2023

Versie D0

Document referentie NL23-648800269-55562

 Beschikbaar vermogen van 3,5 MW.  Er is geen restwarmte beschikbaar in het weekend, gemiddeld 12 vollasturen per doordeweekse dag. Levering aan het warmtenet  Een warmtepomp verhoogt de temperatuur van de restwarmte naar de benodigde temperatuur voor het warmtenet van 70-40°C.  Voor de warmtepomp wordt een COP aangehouden van 4,5.  Het maximale vermogen geleverd door de warmtepomp aan de condensorzijde is 3,5 MW / (COP-1)*COP = 4,50 MW.  Er kan 10,55 GWh aan warmte geleverd worden door de warmtepomp. Dit is 27,3% van de warmtevraag. Dit is dus ruim onvoldoende om te voorzien in de gehele warmtevraag. Hiervoor is 2,34 GWh aan elektriciteit benodigd.  Er wordt 8,21 GWh aan restwarmte afgenomen bij Larco, de warmtelevering maakt hiermee 2.345 vollasturen.  Ten behoeve van de uitkoppeling wordt er bij Larco een warmtewisselaar geplaatst van 3,5 MW.  Kosten restwarmte 0,0 €/GJ conform warmtewet.  Kosten opwerken warmte naar warmtenet temperatuur op basis van € 165,5/MWh elektra kosten en een COP 4,5: € 10,20/GJ. Piekvoorziening  De rest van de warmtevraag wordt geleverd door piekketels.  

Er is 11,1 MW aan piekketels nodig die 28,05 GWh leveren. Hiervoor is 3,19 miljoen m3 aardgas per jaar nodig.

Kosten De kosten voor uitkoppeling en opwaarderen van de restwarmte zijn bepaald middels het SDE++ 2023 eindadvies opgesteld oor TNO/ DNV op basis van onderstaande de tabel, zie Figuur 21. Er is aangenomen dat de restwarmtebron nabij het warmtenet gelegen is, daarom worden de kosten gebaseerd op verhoudingsklasse 1: Lengte (m) / vermogen (kW) < 0,1.

Sweco | Verdiepend onderzoek warmtenet Someren Noord en Centrum Projectnummer 51012063 Datum 18-07-2023

Versie D0

Document referentie NL23-648800269-55562

Figuur 21 - Technisch-economische parameters en subsidieparameters voor Restwarmtebenutting met warmtepomp bron: Eindadvies basisbedragen SDE++ 2023

 Dit resulteert in:   

Investeringskosten: 4500 [kW] x 861 [€/kW] = 3,88 M€. Vaste O&M-kosten: 4500 [kW] x 59 [€/kW/jaar] = 265 k€/jaar. Variabele O&M-kosten: 10,55x106 [kWh] x 0,0262 [€/kWh] = 276,4 k€/jaar.

 Voor de piek en back-up voorziening wordt uitgegaan van het maximale gevraagde vermogen van 11,6 MW. 

Investeringskosten ketel: 11,6 [MW] * 200 [€/kW] = 2,3 M€.

Scenario 3 – Aquathermie in combinatie met WKO en warmtepomp Warmtenet  Temperatuurtraject van 70°C aanvoer en 40°C retour. Bron  Volgens de Aquathermieviewer van Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer heeft de Zuid-Willemsvaart een minimumpotentie van 413 TJ, dit is gelijk aan 115 GWh. Dit is ruim voldoende om te voorzien in de warmtevraag.  Volgens ‘Eindadvies SDE++ 2023 artikel 4.5 Aquathermie, thermische energie uit oppervlaktewater (TEO), geen basislast’ maakt een vergelijkbare opstelling 3.500 vollasturen. Dit komt overeen met een vermogen van 5 MW aan opwekvermogen. Levering aan het warmtenet  In de warme maanden wordt de warmte opgeslagen in de WKO en in de koude maanden wordt deze warmte onttrokken.

Sweco | Verdiepend onderzoek warmtenet Someren Noord en Centrum Projectnummer 51012063 Datum 18-07-2023

Versie D0

Document referentie NL23-648800269-55562

 Een warmtepomp verhoogt de temperatuur van het oppervlaktewater naar de benodigde temperatuur van 70-40°C.  Voor de warmtepomp wordt een sCOP aangehouden van 3, dit is gebaseerd op het Eindadvies SDE++ 2023 Artikel 4.5.

 Bij een warmtepompvermogen van 9 MW en 3.500 vollasturen levert de warmtepomp 38,5 GWh, dit is 99,7% van de warmtevraag.  De warmtepomp verbruikt per jaar 12,8 GWh aan elektriciteit. Piekvoorziening  De rest van de warmtevraag wordt geleverd door piekketels op aardgas.  

Er dient 2,6 MW aan piekketels geïnstalleerd te worden die in totaal 0,11 GWh aan warmte leveren. Hiervoor is 3.500 m3 aardgas per jaar nodig.

Kosten  De investeringskosten voor aquathermie bedragen: 

Investeringskosten: 5000 [kW] x 1951 [€/kW] = 9,76 M€.

 Voor de piek en back-up voorziening wordt uitgegaan van het maximale gevraagde vermogen van 11,6 MW. 

Investeringskosten 11.600 kW x 200 [€/kW] = 2.3 M€.

Scenario 4 – All-electric Binnen het scenario ‘All-electric’ zijn de uitgangspunten wat anders opgesteld dan van de scenario’s hiervoor. In dit scenario is er geen sprake van een warmtenet maar bevindt het gehele verwarmingssysteem zich binnen en rondom de woning (individuele oplossing).

Sweco | Verdiepend onderzoek warmtenet Someren Noord en Centrum Projectnummer 51012063 Datum 18-07-2023

Versie D0

Document referentie NL23-648800269-55562

Algemeen  Energielabel B is benodigd. Woningen die hier niet aan voldoen moeten maatregelen nemen om dit label te bereiken. Kosten  Met behulp van https://digipesis.com/9 worden de kosten bepaald. Hierbij wordt uitgegaan van een lucht-water warmtepomp met een warmtepompboiler ter voorziening van tapwater.  Er wordt uitgegaan van een projectmatige aanpak, meergezinswoning en gemiddelde woning grootte.  Investeringskosten voor omzetten gebouw naar all-electric: € 16.854 /gebouw. Hiertoe behoort:       

Vervangen radiatoren voor LT-verwarming. Meterkast aanpassingen. Verwijderen gasaansluiting. Warmtepomp investering en plaatsing. Warmtepompboiler investering en plaatsing. Leidingwerk. Appendages en hulpmaterialen.

 Herinvestering na 15 jaar met een inflatie van 2% resulteert in een gemiddeld bedrag van € 21.068/gebouw.  ISDE-subsidie van € 3.371/gebouw. Techniek  COP (rendement) van de warmtepomp voor ruimteverwarming: 4,3.  COP (rendement) van de warmtepomp voor tapwater: 2,0.  Elektraverbruik van de warmtepomp voor ruimteverwarming: ruimteverwarming warmte/COP/aantal gebouwen = 22,4/4,3/2799 = 2,38 MWh/gebouw.  Elektraverbruik van de warmtepomp voor warmtapwater: warmtapwater/COP/aantal gebouwen = 6,3/2,0/2799 = 1,13 MWh/gebouw.

9

Kosten kentallen van RVO

Sweco | Verdiepend onderzoek warmtenet Someren Noord en Centrum Projectnummer 51012063 Datum 18-07-2023

Versie D0

Document referentie NL23-648800269-55562