Bijlage 2 - Transitievisie warmte (warmtevisie).pdf

In het stookseizoen kan deze warmte van circa 20°C gebruikt worden als bron voor een warmtepomp. De warmtepomp verhoogd de temperatuur naar het gewenste temperatuurniveau. Vanuit het WKO-systeem kunnen gebouwen ook gekoeld worden, maar dit is voor de werking van het systeem niet noodzakelijk. Een warmtepomp kan ook direct warmte onttrekken uit het oppervlaktewater zonder gebruik te maken van een WKO. Dit is minder efficiënt en hierdoor kan er ook minder warmte benut worden.

2.8

Zonthermie

Tot nu toe heeft zonthermie nauwelijks een rol gespeelt in de warmtetransitie. Enkel voor de opwek van een deel van het warm tapwater (zonneboilers) is deze techniek kleinschalig in Nederland toegepast. Voor ruimteverwarming was simpelweg de overbrugging tussen zomer en winter te lang.

74 / 142

Maar ook dit gaat veranderen. De nieuwe generatie thermische zonnepanelen kunnen gedurende een langere tijd warmte uit de omgeving halen, niet alleen uit zon, maar ook uit licht en buitenlucht. Dit is voldoende om zonder opslag een bron te kunnen zijn voor een warmtepomp in een woning, gebouw of in de wijk. Ook kunnen er collectoren gemaakt worden van asfaltwegen. Door de ontwikkeling van warmteopslag kan (op termijn) zonthermie ook ingezet worden om een groot deel van het jaar een gebouw direct te verwarmen. Afhankelijk van het seizoen kunnen er temperaturen van tussen de 40 en 80°C worden gehaald in een warmtebuffer. Met beperkte inzet van een warmtepomp kan het gehele jaar door warmte voor ruimteverwarming en warm tapwater geleverd worden.

3. Energieopslag Warmteopslag wordt meestal geassocieerd met warmte- koudeopslag in de bodem (WKO). Echter worden er in WKO-systemen, op circa 50-250 meter diepte, temperaturen van maar 10-25ºC opgeslagen. Er is dus aanvullend een warmtepomp nodig om gebouwen en woningen met deze brontemperatuur te kunnen verwarmen. Warmteopslag, waarmee direct kan worden verwarmd met temperaturen tussen de 30ºC en 90ºC, wordt echter nog weinig toegepast. De verwachting is dat dit zal sterk gaan veranderen, omdat de capaciteit van het elektriciteitsnet in Nederland haar beperkingen kent.

3.1

De noodzaak van warmteopslag

De vraag naar warmte voor het verwarmen van gebouwen en woningen is zeer seizoensgebonden. De vraag naar warm tapwater is het gehele jaar vrij stabiel en heeft pieken in ochtend- en avonduren. Ruimteverwarming heeft echter een enorme dip in de zomer en een zeer hoge piekvraag op koude dagen. Warmteopslag maakt het mogelijk om het benodigde piekvermogen van een warmteopwekker, zoals een warmtepomp, te verkleinen. Een traditionele cv-ketel is een goedkope technologie waarbij het gebruikelijk is om het benodigde ketelvermogen te dimensioneren op de piek warmtevraag voor ruimteverwarming en/of het warm tapwater. Het huidige aardgasnet heeft hiervoor voldoende capaciteit. Het huidige elektriciteitsnet heeft deze capaciteit echter bij lange na niet. In het geval van de overstap van cv-ketels naar warmtepompen moet het huidige net dus verzwaard worden. Als dit beperkt, of zelfs voorkomen kan worden, bespaart dat de maatschappij veel geld. Daarnaast werkt een warmtepomp het meest optimaal wanneer deze continue kan draaien en is de technologie minder geschikt om in een korte tijdspanne een grote hoeveelheid water te verwarmen. Daarom worden warmtepompen die nu al toegepast worden in woningen bijvoorbeeld al gecombineerd met een boilervat van circa 150 liter om warm tapwater voor één dag op te kunnen slaan.

Door een warmtepomp te combineren met warmteopslag voor niet alleen warm tapwater maar ook ruimteverwarming kan de warmtepomp (nog) kleiner uitgevoerd worden, kan deze meer draaiuren maken en hoeft het elektriciteitsnet dus minder verzwaard te worden. De investering in een warmtepomp is nog relatief hoog, dus hoe kleiner de warmtepomp, hoe beter de businesscase. Een ander belangrijk aspect, dat meegenomen moet worden, is dat ook aan de bronzijde veel gaat veranderen. Nu is elektriciteit altijd beschikbaar, omdat kolen- en gascentrales het gehele jaar door kunnen leveren op basis van de vraag. Maar in de toekomst is het aanbod van zonne-energie en windenergie veel minder constant en ook deels seizoen afhankelijk. Het voordeel dat een warmtepomp in combinatie met warmteopslag biedt, is de mogelijkheid voor vraagsturing. Wanneer de elektriciteitsprijs laag is of er overschotten zijn van (zelf) opgewekte hernieuwbare elektriciteit, kan de warmteopslag gevuld worden voor gebruik op een later moment. Op momenten dat er een piek is in de elektriciteitsvraag wordt (ook) warmte vanuit de warmteopslag geleverd. Opslag is dus noodzakelijk om de elektriciteit, die een warmtepomp gebruikt, CO2-neutraal op te kunnen wekken.

3.2

Het toepassen van warmteopslag

De ontwikkelingen op het gebied van warmteopslag staan niet stil. Om warmteopslag in woningen in combinatie met warmtepompen toe te kunnen passen, moet echter nog wel een grote sprong gemaakt worden. Voor een waterbuffer is er simpelweg geen ruimte en compacte technieken, die breed toepasbaar zijn in woningen, zijn nog niet marktrijp. Bij een collectieve oplossing voor een gebouw of bij een warmtenet in combinatie met een warmtepomp kan met de huidige stand van de techniek wel al warmte opgeslagen worden. Grote buffervaten boven of ondergronds kunnen als warmtebatterij dienen. Bij warmtenetten wordt deze

75 / 142

techniek al toegepast. Er worden ook nieuwe compactere warmtedragers uitgetest en ontwikkeld, zoals phase change materials (PCM’s) en thermochemische warmtebatterijen.

76 / 142

Bijlage B Warmte Transitie Model

1.3.

1. Het Warmtetransitiemodel in vogelvlucht Het Warmtetransitiemodel (WTM) van Over Morgen geeft beleidsmakers, adviseurs, energiebedrijven en netwerkbedrijven inzicht in de opties en kosten daarvan voor een aardgasvrije gebouwde omgeving. Het model geeft inzicht in twee aspecten:

1. De laagste maatschappelijke transitiekosten per buurt of wijk voor verschillende warmteopties

2. Gebieden die kansrijk zijn voor het starten van een collectieve warmtevoorziening in een gebied (potentie-eilanden) op basis van vastgoedkenmerken

Het model heeft vijf essentiële kenmerken: Het WTM geeft inzicht in een aardgasvrije gebouwde omgeving. Het model is bedoeld om processen in de warmtetransitie te ondersteunen, te faciliteren en te versnellen. Het model kan ingezet worden in alle fases van het proces: van notie en urgentie, tot kansen en inzicht, tot gedragen visies en projecten, en uiteindelijk als ondersteunende tool in de uitvoering. Het WTM is een ruimtelijk model dat gebaseerd is op GIS. Het model voert analyses uit op gebouwen en buurten en maakt gebruik van openbare geografische data uit betrouwbare bronnen. Het model maakt inzichtelijk wat verschillen zijn tussen gebieden en hoe dat leidt tot andere warmteopties en kansen, en houdt daarbij rekening met de ruimtelijke samenhang van een gebied. Het WTM maakt inzichtelijk wat de kosten zijn in een buurt als je nu begint, uitgaande van de huidige stand van de techniek, prijzen en marktomstandigheden. Het model onderscheidt twee alternatieve warmte-infrastructuren voor het gasnet (warmteopties): een warmtenet en een verzwaard elektriciteitsnet (all-electric). Het is gebaseerd op integrale maatschappelijke kosten van de energieketen, dus zowel bron, infrastructuur, levering en aanpassingen aan het vastgoed.

Daarbij worden niet alleen de investeringen, maar ook onderhoud en operationele kosten meegenomen, inclusief de energierekening van de eindgebruiker, gedurende een periode van 30 jaar. Deze kosten worden uitgedrukt in bandbreedtes. De bandbreedtes houden rekening met zaken als onzekerheid in het prijspeil, het benutten van natuurlijke momenten en technische varianten binnen de warmteopties. Het WTM analyseert op gebouwniveau wat kansrijke gebieden zijn om te beginnen met een collectieve warmtevoorziening op gebiedsniveau. Deze analyse kijkt naast maatschappelijke kosten ook naar andere informatie, zoals eigendomssituatie, en houdt geen rekening met buurtgrenzen waardoor buurtoverstijgende kansen zichtbaar worden. Deze analyse leent zich bij uitstek om te combineren met informatie over investeringsplanningen, zoals riolering, gasnet, renovatie en sloop-nieuwbouw. De resultaten van het WTM worden gevisualiseerd in interactieve, online GIS-applicaties die betrokken partijen inzicht geven in de materie en concreet handelingsperspectief bieden. Het WTM van Over Morgen wordt door meer dan 100 gemeenten, provincies, woningcorporaties en netbeheerders gebruikt om de gebouwde omgeving te verduurzamen.

77 / 142

2. Modelontwerp, brondata en kengetallen Het WTM maakt zoveel mogelijk gebruik van openbare brondata uit betrouwbare bron. Daarnaast maakt het model gebruik van verschillende kengetallen om warmteopties te berekenen. Brondata en kengetallen komen samen in het model dat volgens logische regels is ontworpen. Dit hoofdstuk gaat dieper in op de brondata, kengetallen en het modelontwerp.

2.1

Nadere toelichting op het modelontwerp

Het WTM is een op GIS gebaseerd model dat geschreven is in Python 3. Het model maakt voornamelijk gebruik van de ArcPy library en maakt daarnaast gebruik van enkele PostGIS-libraries. De basis voor het modelontwerp is een database van gebouwen. Deze database is gebaseerd op de Basisregistratie Adressen en Gebouwen (BAG) van het Kadaster 39. Deze gebouwendatabase is verrijkt met gegevens uit verschillende bronnen. Ook is informatie toegevoegd op basis van kengetallen. De gebouwendatabase bevat zodoende van ieder gebouw in Nederland informatie over onder andere:

> Bouwjaar en gebouwtype

> Buurtkenmerken, zoals dichtheid en eigendomssituatie > Gemodelleerd energiegebruik en energieprestatie, gevalideerd met werkelijke verbruiksgegevens > Investeringsbandbreedtes voor verschillende bouwkundige en energetische maatregelen > Bandbreedtes van de potentiele besparing en de onderhoudskosten

Kengetallen en uitgangspunten

Openbare databronnen

Database van gebouwde omgeving Rekenregels

Filter

Kansrijke gebouwen en gebieden om aan de slag te gaan met een warmtenet

Laagst maatschappelijke transitiekosten per wijk of buurt

Figuur B1: Schematisch modelontwerp.

39

Meer informatie: https://www.geobasisregistraties.nl/basisregistraties/adressen-en-gebouwen

78 / 142

De gebouwendatabase wordt regelmatig geactualiseerd op basis van nieuwe databronnen of nieuwe inzichten. Op basis van de gebouwendatabase worden twee typen analyses uitgevoerd:

1. Een analyse, die de laagste maatschappelijke transitiekosten per buurt of wijk berekent voor verschillende warmteopties. Dit doet het WTM op basis van financiële en technische rekenregels. Deze analyse leidt tot de Warmtekaart

2. Daarnaast voert het WTM een analyse uit die de gebouwendatabase doorzoekt op de meest

kansrijke gebouwen om de slag te voor de ontwikkeling van een warmtenet in een gemeente op basis van een vooraf ingesteld filter. Deze analyse leidt tot de Kansenkaart. Samen met stakeholders kan het filter indien nodig aangepast worden

2.2

Brondata

Het WTM maakt vrijwel geheel gebruik van open data uit betrouwbare bronnen. Daarnaast kan het model worden aangevuld met eigendomsgegevens en aanvullende vastgoeddata van bijvoorbeeld woningcorporaties, gemeenten en grootverbruikers. De resultaten kunnen in de kaart gecombineerd worden met kaarten van stakeholders, zoals planningen in de openbare ruimte of investeringsmomenten van vastgoed. Bronhouder(s)

Bron

Wat halen we eruit

CBS

Wijk- en Buurtkaart

Buurtgeometrie

Kadaster

Basisregistratie Adressen en Gebouwen

Pandgeometrie Oppervlaktes Gebouwfuncties Bouwjaar Terreingeometrie (voor berekening bebouwingsdichtheid) Eigendomsgegevens

Basisregistratie Topografie (TOP10NL) Basisregistratie Kadaster (eigendomsgegevens) Besluit maximumprijs levering warmte 2019

ACM

Essent/ Eneco/ Nuon Regionale netbeheerders

Over Morgen

Open Data Netbeheerders (kleinverbruiksdata)

Prijsinformatie gas en warmte Bestaande warmteleveringsgebieden Prijsinformatie elektriciteit Gasverbruiken op postcodeniveau ter validatie van gemodelleerde energiegebruiken Marktkennis investeringskosten en operationele kosten op basis van kosten kentallen getoetst aan gerealiseerde projecten.

Tabel B2: Overzicht van brondata.

2.3

Kengetallen

De gebouwendatabase wordt verrijkt met kengetallen over investeringskosten en operationele kosten en opbrengsten en een realistische besparingspotentie. Met deze kengetallen wordt de Warmtekaart

79 / 142

berekend. Kengetallen worden bij woningbouw toegekend aan gebouwen op basis van een woningtype en -bouwjaar combinatie. Dit wordt een sleuteltype genoemd (tabel 2 en 3). Bij utiliteitbouw gebeurt dit op basis van energielabel en functie. Als er geen energielabel aanwezig is dan wordt dit bepaald op basis van het bijhorende bouwjaar. Daarnaast maken we nog onderscheidt tussen voor- en naoorlogs vastgoed. Bij utiliteitsbouw worden alleen investeringskosten berekend. Het berekenen van de onrendabele top is bij utiliteit niet mogelijk, omdat het huidige verbruik niet bekend is en omdat de kosten, die gebruikers van utiliteit betalen voor energie sterk verschillen. De belangrijkste reden hiervoor is dat de energiebelasting, die betaald moet worden, sterk afhankelijk is van het gebruik.

De kengetallen van het WTM zijn gebaseerd op technische en marktkennis van Over Morgen, aangevuld met kengetallen van commercieel beschikbare bouwkostendatabases. Bouwjaarklassen

Gebouwtypen

<1920

Rijwoning

1920-1950

Twee-onder-een-kapwoning

1950-1975

Vrijstaande woning

1975-1990

Meergezinswoning

1990-2005

Utiliteitsbouw

≥2005 Tabel B2: Combinaties van bouwjaarklassen en woningtypen vormen sleuteltypen in het WTM bij woningen.

Bouwjaarklassen

Energielabel

< 1945

G

Functie

Kantoren 1946-1973

G

1974-1981

F

1982-1992

E

1993-1999

D

2000-2003

C

Winkels Gezondheidszorg Onderwijs Logies Sport

80 / 142

2004-2005

B

> 2005

A

Bijeenkomst

Tabel B3: Sleuteltypen voor utiliteitsbouw worden bepaald door combinaties van afgemelde energielabels en gebruiksfuncties. Indien labels niet bekend zijn, worden bouwjaarklassen gebruikt om een label te berekenen.

81 / 142

Bijlage C Warmtekaart en Kansenkaart De Warmtekaart: technisch-financiële analyse van warmteopties per buurt Het WTM berekent per wijk of buurt (CBS-wijk/buurt of postcodebuurt40) wat de totale maatschappelijke kosten zijn van warmteopties voor woningen. De verschillende kosten van de opties worden naast elkaar gelegd en vergeleken. De resultaten van deze analyse worden gevisualiseerd in de Warmtekaart. Aan het WTM ligt een afwegingskader ten grondslag. Dat betekent dat er al afwegingen hebben plaatsgevonden over de geschiktheid van warmteopties voordat deze worden berekend door het WTM. Dit hoofdstuk gaat eerst in op verschillende bouwkundige en installatietechnische aanpassingen op gebouwniveau, die randvoorwaarde zijn voor de warmtetransitie. Daarna worden de warmteopties besproken, en daarna wordt de afweging van warmteopties besproken.

1. Woningaanpassingen 1.1

Woningaanpassingen afhankelijk van het temperatuurniveau

Het is in principe altijd nodig om de warmtevraag van gebouwen en woningen te beperken. Enerzijds om woningen geschikt te maken voor duurzamere warmtebronnen die doorgaans een lagere temperatuur leveren dan aardgasverwarming en anderzijds om schaarse warmtebronnen efficiënter te benutten (meer woningen per bron). De warmtevraag voor ruimteverwarming van een woning, hierna uitgedrukt in kilowattuur per vierkante meter gebruiksoppervlak (kWh/m2), wordt bepaald door de mate van isolatie, kierdichting en het ventilatiesysteem. De temperatuur die een woning nodig heeft om op de koudste dag van het jaar comfortabel warm te krijgen hangt hier voor een groot deel mee samen. Hoe beter de isolatie, kierdichting en hoe efficiënter het ventilatiesysteem, hoe geschikter de woning is om met een lagere temperatuur te kunnen verwarmen. In bestaande woningen moeten daarnaast in een aantal gevallen radiatoren worden vervangen, om verwarming op een lagere temperatuur mogelijk te maken. Dit is niet op voorhand op woningniveau met zekerheid vast te stellen. De gemiddelde huidige warmtevraag per jaar voor ruimteverwarming in Nederland is circa 80 kWh/m2 voor woningen. De warmtevraag voor ruimteverwarming is sterk afhankelijk van het bouwjaar. In tabel 4 staat de gemiddelde warmtevraag voor eengezinswoningen en meergezinswoningen.

Deze tabel is gebaseerd op data over het werkelijke gasgebruik op postcodeniveau (Open Data Netbeheerders). Voor warmtapwater is de warmtevraag ca. 15-20 kWh/m2. Met name bij de woningvoorraad gebouwd voor 1990 is er nog een grote besparingspotentie. Onder eengezinswoningen wordt verstaan rijwoningen, twee-onder-een-kapwoningen en vrijstaande woningen. Meergezinswoningen zijn bijvoorbeeld galerijflats, portiekflats en portiekwoningen.

40 Een postcodebuurt is een gebied met dezelfde postcode. Indien CBS-buurten te grofmazig zijn worden postcodebuurten als schaalni-

veau gekozen.

82 / 142

Gemiddeld oppervlak m2

Gemiddeld gasverbruik m3

Gemiddelde warmtevraag ruimteverwarming kWh/m2

< 1920

170

1920

90

≥ 1920 - 1950

135

1800

105

≥ 1950 - 1975

125

1630

95

≥ 1975 - 1990

130

1390

75

≥ 1990 - 2005

145

1180

60

≥ 2005

155

990

45

Nieuwbouw

120

-

30

< 1920

85

1240

95

≥ 1920 - 1950

80

1180

95

≥ 1950 - 1975

75

1120

90

≥ 1975 - 1990

70

840

70

≥ 1990 - 2005

90

790

50

≥ 2005

90

670

40

Nieuwbouw

70

-

25

Nederlands gemiddelde

115

1470

80

Eengezinswoningen

Meergezinswoningen

Tabel C1: Gemiddelde warmtevraag ruimteverwarming van woningen in Nederland gerelateerd aan bouwjaar.

De eerste stap die gezet moet worden is isoleren, want dit is in vrijwel alle situaties nodig. Het is van belang dat iedere woningeigenaar in die eerste stap toewerkt naar een minimumisolatieniveau (65-80 kWh/m2). De te nemen maatregelen in deze stap zijn onafhankelijk van de uiteindelijke energieinfrastructuur in de buurt en zijn minimaal nodig om de woning gereed te maken voor de energietransitie. Dat betekent dat bij een eengezinswoning dan minimaal de vloer en de spouw zijn geïsoleerd en de kozijnen voorzien zijn van dubbel glas. In een vervolgstap, of indien mogelijk gelijktijdig, kan worden toegewerkt naar het basisniveau (50-65 kWh/m2), waarbij aanvullend het dak wordt geïsoleerd, HR++ glas (of beter) wordt geplaatst en het ventilatiesysteem wordt verbeterd. Elektrisch koken is ook een maatregel die voorsorteert op de uiteindelijke energie-infrastructuur. Deze opgave pakken we gefaseerd aan en kan alleen slagen als daarvoor goede condities komen. In het nationale Klimaatakkoord wordt een standaard aangekondigd, die per woningtype een handelingsperspectief biedt voor de geschikte mate van isolatie. Aan dit perspectief kunnen passende

83 / 142

financieringsconcepten worden gekoppeld. Deze en andere financieringsmogelijkheden zullen gaan helpen om het juiste tempo te bereiken in de isolatieaanpak in Achtkarspelen en Tytsjerksteradiel. Naast isolatie zijn er aanvullende gebouwgebonden maatregelen nodig om de woning te verduurzamen en geschikt te maken voor duurzame verwarming:

> Elektrisch koken, zoals koken op inductie > Kierdichting > Voldoende (mechanische) ventilatie

Kortweg kan het volgende gesteld worden over de isolatieniveaus van woningen:

> Om een woning met 90°C (hoogtemperatuur) te kunnen verwarmen zijn geen aanpassingen

nodig. > Om een woning comfortabel met 70°C (middentemperatuur) te kunnen verwarmen, moet dus het minimum- of basisolatieniveau bereikt zijn (50-80 kWh/m2) > Om een woning comfortabel met 40°C (laagtemperatuur) te kunnen verwarmen, moet een basis- of hoog isolatieniveau bereikt zijn (20-65 kWh/m2)

1.2

Minimumisolatieniveau

Tabel C2 geeft ter indicatie per bouwjaar de maatregelen die genomen moeten zijn voor een minimumisolatieniveau (65-80 kWh/m2). Bij alle isolatiemaatregelen geldt dat maximaal technisch geïsoleerd moet worden zonder dat onderdelen van de woning geheel vervangen hoeven te worden. De isolatiewaarde die behaald kan worden is dus sterk situatieafhankelijk, omdat alle woningen anders zijn. Op het gebied van isolatie zitten alle woningen gebouwd na 1990 en een deel gebouwd tussen 1975 en 1990 al vanaf het jaar dat ze gebouwd zijn op dit minimumniveau. Vloer

Gevel

Kozijnen en glas

Dak

Eengezinswoningen < 1920 ≥ 1920 – 1950

Geen spouw

Minimaal HR++ Dak isoleren glas

Spouw Isoleren

Minimaal dubbel glas

Kruipruimte isoleren indien aanwezig

≥ 1950 - 1975

≥ 1975 – 1990

≥ 1990 - 2005 ≥ 2005

Voldoet Voldoet

Voldoet

Voldoet

84 / 142

Vloer

Gevel

Kozijnen en glas

Geen spouw

Minimaal HR++ glas

Dak

Meergezinswoningen < 1920

≥ 1920 – 1950

Kruipruimte isoleren indien aanwezig

≥ 1950 - 1975

Spouw isoleren

Minimaal dubbel glas

Dak isoleren

Voldoet

Voldoet

Voldoet

≥ 1975 – 1990

≥ 1990 – 2005

Voldoet

≥ 2005 Tabel C2: Indicatie minimumniveau maatregelen per bouwjaar en woningtype.

1.3

Basisisolatieniveau

Tabel C3 geeft ter indicatie de maatregelen die genomen moeten zijn voor een basisisolatieniveau (50-65 kWh/m2). Bij alle isolatiemaatregelen geldt dat maximaal technisch geïsoleerd moet worden zonder dat onderdelen van de woning geheel vervangen hoeven te worden. het gebied van isolatie zitten alle woningen gebouwd na 1990 op dit niveau. Vloer

Gevel

Kozijnen en glas

Isolatie binnenzijde

Minimaal HR glas

Dak

Alle woningtypes < 1920

≥ 1920 – 1950

Kruipruimte isoleren als aanwezig

≥ 1950 – 1975

Dak (na)isoleren Spouw (na)isoleren

Minimaal HR glas

Voldoet

Voldoet

≥ 1975 – 1990 ≥ 1990 - 2005

Voldoet

≥ 2005 Tabel C3: Indicatie basisniveau maatregelen per bouwjaar.

Voldoet

85 / 142

1.4

Hoog isolatieniveau

In 2050 zal ook een deel van de voorraad op een hoog isolatieniveau hebben. Het grootste deel daarvan moet nog gebouwd worden de komende 30 jaar. Alle huidige en toekomstige nieuwbouw voldoet namelijk aan dit niveau. Het is de landelijke ambitie om jaarlijks 75.000 nieuwe woningen in Nederland bij te bouwen. Van de bestaande bouw zal maar een beperkt deel op dit niveau worden gebracht is de verwachting. Om dit niveau te kunnen halen moeten er namelijk grote en kostbare ingrepen gedaan worden aan de schil. Dit is voor veel woningeigenaren niet betaalbaar, technisch niet altijd mogelijk en ook niet altijd efficiënt vanuit het oogpunt van circulariteit. In gevallen dat er veel achterstallig onderhoud is en de kozijnen en het dak volledig vervangen moeten worden, kan het wel raadzaam zijn om deze optie te onderzoeken.

2. Welke warmteopties zijn afgewogen? In het model worden twee warmteopties afgewogen, die op basis van de huidige stand van de techniek realistisch zijn voor het aardgasvrij maken van een buurt:

> Een collectieve warmteoplossing, met een middentemperatuur warmtenet in de wijk > Een all-electric oplossing met een warmtepomp per gebouw of woning > Het bestaande aardgasnet blijft (voorlopig nog) liggen

2.1

Middentemperatuur warmtenet

Een middentemperatuur warmtenet levert warmte van circa 70°C aan woningen en gebouwen. Alle woningen, die worden aangesloten moeten dus het minimum- of basisolatieniveau hebben bereikt (50-80 kWh/m2). Het warmtenet kan dus naast warmte voor ruimteverwarming ook direct warmte voor warm tapwater leveren. De bron en bijhorende opwekinstallatie waarmee dit net wordt gevoed is sterk afhankelijk van de locatie en de schaalgrote van het afzetgebied. Het WTM analyseert niet de beschikbaarheid van bronnen in een buurt, maar veronderstelt dat er altijd voldoende bronnen zijn. De potentiële bronnenmix in een gebied moet dus apart gevalideerd worden. Het verdient hier de opmerking dat een 70˚C-warmtenet wel degelijk kan starten als een warmtenet dat tijdelijk gevoed wordt door bronnen van 90˚C, bijvoorbeeld door een tijdelijke gasketel in de wijk, met een biomassacentrale of als er hoogtemperatuur restwarmte beschikbaar is. Vastgoedeigenaren hebben dan de tijd om hun gebouwen te isoleren en het warmtenet kan dan dus sneller groeien. De kosten voor de infrastructuur van een warmtenet bestaan uit de aanleg van de hoofdleiding naar de wijk, de wijkinfrastructuur en onderstations en het aansluiten van de woning inclusief het plaatsen van een afleverset.

Deze kosten kunnen sterk per buurt verschillen en zijn voor een groot deel afhankelijk van het type bebouwing en de dichtheid van de bebouwing. Deze worden deels terugverdiend door een positieve exploitatie van de verkoop van warmte aan de consument, gedurende een lange looptijd. Wat overblijft is de Bijdrage Aansluit Kosten (BAK) die de vastgoedeigenaar betaalt op het moment van aansluiten. In het WTM wordt gerekend met deze aansluitkosten. Daarbij wordt rekening gehouden met schaal en dichtheid: hoe groter de lokale toepassingsschaal en hoe meer stedelijk de omgeving, hoe lager de kosten per woning.

2.2

All-electric

2.3

Bestaande gasnet (voorlopig) laten liggen

All-electric betekent dat er alleen een elektriciteitsnet in de buurt is. Als dat het geval is, dan is er een warmte-opwekinstallatie in de woning of het gebouw nodig die alleen elektriciteit gebruikt. Dit is dus een individueel systeem waar gebouweigenaren over besluiten. In het model is uitgegaan van een lucht-water-warmtepomp, omdat dit in praktijk de meest toegepaste oplossing is. Naast de investeringskosten in de warmtepomp zijn ook de kosten meegenomen voor elektriciteitsnetverzwaring. Deze kosten zijn gebaseerd op een aantal praktijkcases, maar zullen per wijk uiteraard sterk kunnen verschillen. De derde warmteoptie is die van het bestaande gasnet. Deze warmteoptie is belangrijk omdat er buurten overblijven waar zowel all-electric als een middentemperatuur warmtenet zeer kostbare en

86 / 142

daarom onrealistische warmteopties zijn met de huidige stand van de techniek. Het gaat dan met name om landelijke buurten en om oude binnensteden. Aangezien het WTM een model is dat een uitspraak doet over welke warmteoptie logisch is om mee te starten in een wijk vanuit het oogpunt van kosten, is het ook logisch om buurten aan te wijzen waar je voorlopig nog niet start en het gasnet voorlopig nog blijft liggen.

3. Modelleren van het afwegingskader Het afwegingskader is geïmplementeerd in het WTM door middel van rekenregels. Op basis van de kengetallen per sleuteltype is per woning berekend wat de investeringen en besparingen zijn van de warmteopties. Deze investeringen en besparingen worden opgeteld per buurt. Utiliteitsgebouwen doen dus niet mee in deze berekening. Bij warmtenetten wordt rekening gehouden met schaal en dichtheid: hoe groter de toepassingsschaal en hoe hoger de dichtheid, hoe lager de kosten per woning. Op basis van de investeringskosten en de operationele kosten en opbrengsten wordt een onrendabele top berekend over een periode van 30 jaar met een financiering met 1,5% rente. De onrendabele top is het deel van de investering dat niet kan worden terugverdiend met de inkomsten en besparingen van de investering. Vrijwel altijd zullen duurzame warmteopties nog leiden tot een onrendabele top op buurtniveau. Als de financieringsperiode wordt verkort naar bijvoorbeeld 15 jaar dan zal de onrendabele top dus verder stijgen. De omvang van de onrendabele top verschilt doorgaans sterk per buurt. Bij de berekeningen worden de volgende kengetallen gebruikt: Tarieven 2019 Kosten aardgas per m3 €

0,81

€

0,23

€

28,47

€ €

57,69 181,00

Kosten elektriciteit per kWh Kosten warmte per GJ Vastrecht gas energieleverancier Vastrecht gas en meetkosten netbeheerder Exploitatieduur Financieringsrente Tabel C4: Geselecteerde financiële kengetallen.

30 1,5%

87 / 142

Maatregelen woningniveau

Maatregelen aardgasvrij Bandbreedte

Bandbreedte

Ondergrens

Bovengrens

Totale investering warmtetransitie

Ondergrens

Ondergrens

Bovengrens

Bandbreedte

Bovengrens

Figuur C1: Schematische weergave van kostenbandbreedtes voor de warmtetransitie.

3.1

Bandbreedtes in investeringskosten en besparingen

Alle investeringskosten en de onrendabele top worden uitgedrukt in een gemiddelde bandbreedte met een onder- en bovengrens. Deze bandbreedte is nodig omdat er een bandbreedte wordt genomen in de te nemen maatregelen op woningniveau en in hoeverre maatregelen (kunnen) worden gecombineerd met natuurlijke momenten. Ook zijn er sterke verschillen in de investeringen in de aansluiting op een warmtenet, vanwege lokale omstandigheden, zoals het type bron en de te realiseren schaal. De bandbreedtes zijn zodanig breed dat zij rekening houden met de volgende aspecten:

> Technische variaties binnen warmteopties, afhankelijk van warmtebron, opslag, opwekker en

infrastructuur > Bestaande prijsverschillen op de markt > Marktontwikkelingen zoals schaarste en inzetbaarheid van personeel, materiaal, etc. > Het al dan niet benutten van natuurlijke momenten voor investeringen (woningrenovatie, aanpakken van de riolering, etc.) > Reeds getroffen maatregelen in de woning > Afwijking van de kengetallen als gevolg van sterk afwijkende woningen De omvang van de bandbreedte verschilt per maatregeltype, warmteoptie, woningtype en bouwjaarklasse, afhankelijk van de karakteristieken van die specifieke combinatie.

3.2

Allocatie van warmteopties

Het optellen van alle kosten en besparingen per woning per buurt leidt tot een som, waarbij de sommen van warmtenet en all-electric worden vergeleken om de optie te vinden met de laagste maatschappelijke kosten. Buurten waar een warmtenet lagere kosten heeft dan de all-electric variant, maar waarbij niet wordt voldaan aan een van de twee onderstaande voorwaarden, komen uit op de warmteoptie “Voorlopig nog gasnet”:

> Indien de bebouwingsdichtheid lager is dan 30 woningequivalenten per hectare, waarbij een woningequivalent gelijkstaat aan één woning en 100 m 2 utiliteitsbouw > Indien het gemiddelde bouwjaar ouder is dan 1920

88 / 142

3.3

De visualisatie van de Warmtekaart

De resultaten van de kostentechnische analyse worden gevisualiseerd in de Warmtekaart. De Warmtekaart toont de voorkeursoptie op basis van de laagste maatschappelijke kosten, en toont ook de orde grootte van het verschil met het alternatief. Wanneer de kosten zeer dichtbij elkaar liggen, wordt dit ook weergegeven. Wanneer de gebruiker op een buurt klikt, zijn alle kosten en besparingen in detail te zien (met in achtneming van de bandbreedtes).

Figuur C2: Voorbeeld van de kaartlaag met de laagste maatschappelijke kosten per warmteoptie per buurt. WarmteTransitieAtlas. Over Morgen.

1. De Kansenkaart: inzicht in concreet handelingsperspectief Waar de Warmtekaart gericht is op het schetsen van een mogelijk eindbeeld per buurt op basis van de huidige stand van kennis en techniek, is er ook behoefte aan concreet handelingsperspectief voor de korte termijn. De Kansenkaart geeft daaraan invulling. De Kansenkaart heeft een nauwkeuriger schaalniveau dan de Warmtekaart. De Kansenkaart visualiseert kansrijke gebouwen en kijkt naar de clustering van deze gebouwen om te komen tot concrete kansgebieden voor de realisatie warmtenetten. Voor de realisatie van warmtenetten is namelijk voldoende schaal nodig. Voor all electric is dit veel minder relevant, omdat dit een individuele warmteoptie is. Het model maakt eerst een selectie van kansrijke gebouwen met behulp van een filter, en vervolgens een clusteranalyse om te komen tot kansgebieden, die ook wel potentie-eilanden heten.

89 / 142

1.1

Selectie van kansrijke gebouwen

Kansrijke gebouwen voor een warmtenet zijn de dragers van een nieuw te ontwikkelen of uit te breiden warmtenet. Het zijn gebouwen met een grote warmtevraag die relatief eenvoudig aan te sluiten zijn, bij voorkeur in collectief eigendom (corporatiebezit). De analyse kijkt bijvoorbeeld naar de aanwezigheid van blokverwarming en de bouwperiode als criteria.

Kanscategoriën warmtenet Pandtype

Meergezinswoningen en Utiliteitsbouw ≥ 1950 – 2000 (meergezinswoningen) Geen bouwjaarcriterium (utiliteitsbouw)

Bouwjaar

Eigendom Corporatie- of particulier bezit Blokverwarming Grootte

Met of zonder (bij meergezinswoningen) ≥5 woningen (meergezinswoningen) ≥1.000m2 GBO (utiliteitsbouw

Tabel C5: Criteria voor de selectie van kansrijke gebouwen per categorie. Deze criteria zijn niet gefixeerd: zij kunnen aangepast worden in afstemming met betrokken partijen.

1.2

Clustering tot potentie-eilanden

Wanneer kansrijke gebouwen zijn geselecteerd op grond van de selectiecriteria kunnen in deze selectie ruimtelijke clusters worden gevonden. Deze clusters, ofwel potentie-eilanden, zijn om verschillende redenen relevant: > Een potentie-eiland van kansrijke gebouwen is voor stakeholders herkenbaar als project- of kansgebied > Een potentie-eiland van kansrijke gebouwen kan buurtoverstijgend zijn: zo wordt het grensoverschrijdende karakter van de warmtetransitie zichtbaar en worden de “harde” grenzen van de Warmtekaart genuanceerd. > De transitiekosten en onrendabele top kunnen ook per warmte-eiland worden gerapporteerd, zodoende wordt gelijk een indicatie gegeven van de kosten van een bepaald projectgebied. De clustering van kansrijke gebouwen tot potentie-eilanden wordt berekend volgens het DBSCAN algoritme. Voor de vorming van een potentie-eiland worden criteria gebruikt voor afstand en minimale omvang.

90 / 142

Bijlage D Kaarten kwh/m2 Onderstaande overzichtskaartjes zijn afkomstig uit de WarmteTransitieAtlas van Over Morgen die voor beide gemeenten is gemaakt. Voor energieverbruik wordt gebruik gemaakt van openbare data van de netbeheerders. In de eerste reeks kaarten is de warmtevraag in alle dorpen uit de gemeente Achtkarspelen te zien. De oranje/rode tinten geven een hoog verbruik weer, de blauw/groene tinten duiden op een lager verbruik.

91 / 142

92 / 142

93 / 142

94 / 142

95 / 142

Figuur D1 – Clustering van de warmtevraag van dorpskernen in Achtkarspelen. WarmteTransitieAtlas. Over Morgen.

96 / 142

De volgende reeks kaarten laat het warmteverbruik van de dorpen binnen de gemeente Tytsjerksteradiel zien. Ook hier geven de oranje/rode tinten een hoog verbruik aan en betekenen de blauw/groene tinten een lager verbruik.

97 / 142

98 / 142

99 / 142

100 / 142

Hurdegaryp