Transitievisie Warmte Urk 6-10-21.pdf

Verdiepende hoofdstukken

TVW Urk |

31

Warmte-Koude Opslag (WKO) Bij een WKO wordt warmte en koude in de vorm van water in een watervoerend pakket in de bodem gepompt en opgeslagen. In de winter wordt de warmte uit de bodem gepompt voor het verwarmen van gebouwen. Het afgekoelde water wordt vervolgens weer in de bodem gepompt als koude. In de zomer wordt de koude uit de bodem gepompt voor het koelen van gebouwen. Het opgewarmde water wordt weer in de bodem gepompt als warmte voor in de winter. Om dit te kunnen doen, is het belangrijk dat de bodem geschikt is voor het opslaan van water. De mogelijkheden van WKO De ondergrond op Urk is geschikt voor WKO. Maar de bodem mag niet te veel afkoelen door warmte uit de bodem te halen. Dit hangt af van het type gebouw dat aangesloten is op een WKO en de warmte- en koudevraag. Een WKO is ook een duurzame koudebron waarmee in de zomer gekoeld kan worden. Dit is alleen mogelijk bij geschikte gebouwen, goede isolatie en speciale radiatoren of vloerverwarming. Om te zorgen dat de bodem niet te veel afkoelt, kan in de zomer extra warmte in de bodem worden opgeslagen. Op Urk zijn hiervoor verschillende warmtebronnen mogelijk: warmte uit oppervlaktewater (aquathermie), restwarmte van bedrijven of een warmtepomp.

Het grote verschil tussen een WKO en diepe geothermie is dat de warmte bij WKO niet uit de aarde zelf komt maar vrijkomt via het actief verwarmen van water dat vervolgens in de zomer in de WKO wordt gepompt.

32

| TVW Urk

Verdiepende hoofdstukken

Aquathermie (in combinatie met een warmtenet) Oppervlaktewater en afvalwater zijn twee warmtebronnen die steeds vaker worden gebruikt voor warmtenetten. Deze bronnen, en dan vooral het oppervlaktewater (rivieren, meren) zijn in Nederland vaak en veel aanwezig waardoor we er voor lange tijd gebruik van kunnen maken. Ook drinkwater(leidingen) wordt als mogelijke warmtebron gezien. Door de relatief lage watertemperatuur levert aquathermie een lage warmte voor de verwarming van gebouwen. Daarom is een warmtepomp nodig. Die brengt de warmte naar een bruikbare temperatuur zodat het gebouw ’s winters comfortabel verwarmd wordt. Dit kan betekenen dat het elektriciteitsnetwerk verzwaard moet worden. Warmte uit oppervlaktewater Een aquathermie-systeem wordt ook wel TEO genoemd: Thermische Energie uit Oppervlaktewater. Dit systeem haalt warmte uit het oppervlaktewater, zoals dat van de Urkervaart of het IJsselmeer. In de praktijk zitten er vaak regels aan het halen van warmte uit de wateren. Daardoor kan de bron (vooral in de koudere periode) niet optimaal gebruikt worden. Daarom wordt TEO vaak gecombineerd met een WKO. In de zomer wordt de warmte uit het oppervlaktewater gewonnen en opgeslagen in een WKO. De mogelijkheden van TEO De Urkervaart en het IJsselmeer bieden veel mogelijkheden voor TEO. Ze liggen beide direct naast de bebouwde kom.

Daarnaast is de bodem geschikt voor WKO waardoor de warmte in de zomer gewonnen en opgeslagen kan worden in de bodem.

Warmte uit afvalwater Een aquathermie-systeem dat gebruik maakt van warmte uit afvalwater wordt ook wel TEA genoemd: Thermische Energie uit Afvalwater. In dit systeem wordt warmte gehaald uit rioleringsbuizen of uit afvalwater bij een rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI). In veel gevallen is de temperatuur van de bron (effluent water) hoger dan bij oppervlaktewater. Ook zijn er minder temperatuurschommelingen dan bij oppervlaktewater. Op Urk zijn geen grote TEA-bronnen beschikbaar.

Verdiepende hoofdstukken

TVW Urk |

33

Warmte uit drinkwater Eén van de vormen van aquathermie is TED; Thermische Energie uit Drinkwater. Warmtewinning uit drinkwater kan interessant zijn vanwege de constante beschikbaarheid van de warmte. Het uitwisselen van warmte met drinkwater is iets eenvoudiger dan bij vuil rioolwater. Omdat het leidingwater een lage temperatuur heeft, wordt het gecombineerd met een warmtepomp. Voor Urk is TED geen kansrijke bron.

34

| TVW Urk

Verdiepende hoofdstukken

Warmtepompen (individueel) Een warmtepomp is een elektrisch en energiezuinig alternatief voor de traditionele cv-ketel. De oplossing noemen we ook wel all-electric omdat er alleen elektriciteit wordt gebruikt. Een warmtepomp kan per woning of gebouw worden geïnstalleerd, maar ook als collectief systeem in bijvoorbeeld een appartementencomplex. Als een hele buurt overstapt op elektrische oplossingen kan het nodig zijn om het elektriciteitsnetwerk te verzwaren. Een warmtepomp haalt warmte uit de bodem (bodemwarmtepomp) of de buitenlucht (luchtwarmtepomp) en gebruikt dat om water op te warmen. Voor het aansturen van de warmtepomp is elektriciteit nodig. Met één deel elektriciteit maakt een warmtepomp twee tot zes delen warmte. De warmtepomp is dus een zeer efficiënte techniek. Voor een luchtwarmtepomp is een onderdeel nodig dat buiten staat. Dit heet de buitenunit. Dit is een ventilatorkast aan de buitenkant van de woning, net als bij een traditionele airco. Dit heeft invloed op de uitstraling van de woning. De ventilator maakt ook geluid, wat soms als hinderlijk ervaren kan worden. Sinds 2021 is er een striktere geluidsnorm voor warmtepompen. Om de invloed van geluid te beperken moet de plek van een buitenunit zorgvuldig worden uitgezocht. Ook wordt vaak een geluidsisolerende behuizing geplaatst, zie ook de website van Milieucentraal.

Verdiepende hoofdstukken

TVW Urk |

35

Een bodemwarmtepomp is een systeem dat de bodem als warmtebron gebruikt. De warmtepomp maakt gebruik van een zogenaamde ‘bodemwarmtewisselaar’ om warmte uit de bodem te halen. Dit worden ook wel bodemlussen genoemd. Het is een effectieve en prettige manier van verwarmen. Er is vooraf een hogere investering nodig dan bij een luchtwarmtepomp. De ondergrond bij het gebouw moet wel geschikt zijn. Dit is op Urk het geval. Daarnaast is het soms niet toegestaan om bodemlussen te plaatsen. In bijvoorbeeld grondwaterbeschermingsgebieden mag dat niet. Op Urk zijn geen gebieden helemaal uitgesloten voor deze techniek. Wel stelt de provincie voorwaarden om aandachtsgebieden te beschermen, bijvoorbeeld vanwege archeologische -, aardkundige - en natuurwaarden.

36

| TVW Urk

Verdiepende hoofdstukken

Een warmtepomp levert warmte op 30 - 50 °C, dat is veellager dan de ongeveer 80 °C van een HR-ketel. Daarom is het nodig om een gebouw te isoleren tot minimaal schillabel B. Verder is een lagetemperatuur-afgiftesysteem nodig, zoals vloerverwarming en/of lage temperatuur radiatoren/convectoren. Er worden ook warmtepompen ontwikkeld die een hogere temperatuur kunnen halen, maar die hebben ook een lagere effectiviteit en daarmee hogere energiekosten. De duurzaamheid van de warmtepomp hangt af van de elektriciteit die gebruikt wordt. Voor een duurzame oplossing is ook duurzame elektriciteit nodig. Lokale opwek (bijvoorbeeld zonnepanelen) draagt bij aan een duurzaam systeem. Een bodemwarmtepomp kan een huis ook goed koelen met een zeer laag energiegebruik. Hierdoor is een traditionele airconditioner, die meestal erg veel energie verbruikt, niet meer nodig. Luchtwaterwarmtepompen kunnen ook koelen, maar verbruiken hiervoor meer energie dan een bodemwarmtepomp. Warmtepompen kunnen worden ingezet voor een ‘all-electric strategie’, maar ook voor een hybride systeem, waarbij deels nog (hernieuwbaar) gas wordt gebruikt.

Hybride warmtepompen Een hybride warmtepomp is een warmtepomp die op elektriciteit werkt in combinatie met een HR-ketel op gas. De elektrische warmtepomp levert de het grootste deel van de warmtevraag. Als de warmtepomp niet voldoende warmte kan leveren, bijvoorbeeld op een koude dag in de winter of bij warm kraanwater verbruik, neemt de HRketel het over. De warmtepomp zal het grootste gedeelte van de warmtevraag gedurende het jaar leveren. Voor welk type woningen is een hybride warmtepomp geschikt? Om een hybride waterpomp effectief te kunnen toepassen, moeten de gebouwen tot minimaal schillabel D worden geïsoleerd, maar bij voorkeur natuurlijk nog beter. Dit zorgt voor minder verbruik van elektriciteit en gas. In het begin kan nog aardgas gebruikt worden. Door de warmtepomp en de isolatiemaatregelen is al veel minder aardgas nodig en daalt de CO2-uitstoot van het gebouw flink. Als er in de toekomst hernieuwbare gassen komen, zoals groen gas of waterstof, kan dit bijgemengd worden in het bestaande gasnet. Bij 100% hernieuwbaar gas, neemt de uitstoot van CO2 dan af tot 0. Het is voor Urk nog niet bekend of en waar hernieuwbare gassen beschikbaar komen. We kunnen daarom nog niet zeggen of hybride oplossingen ook na 2050 tot de mogelijkheden behoren. Maar overstappen op een hybrideoplossing kan ook een tussenstap zijn naar een volledig all-electric warmtepomp.

Het gebruik van hybride warmtepompen is daarom een goede (tussen)stap voor gebouwen die niet op warmtenetten kunnen worden aangesloten. Dit geldt zeker voor oudere gebouwen die moeilijk in een keer naar all-electric kunnen gaan.

Verdiepende hoofdstukken

TVW Urk |

37

Hernieuwbare Gassen (individuele oplossing) Hernieuwbare gassen dragen niet bij aan de CO2-uitstoot. Ze worden geproduceerd uit hernieuwbare bronnen zoals organisch materiaal en duurzame elektriciteit. Voorbeelden zijn biogas, groengas en waterstof.

Wat is waterstof? Het gebruik van waterstof voor duurzaamheidsoplossingen is nog volop in ontwikkeling. Waterstof is eigenlijk geen energiebron, maar een energiedrager. Er is energie voor nodig om waterstof te produceren. Nu gebeurt dat nog vaak met behulp van aardgas. We spreken over hernieuwbare waterstof als dit geproduceerd is met behulp van duurzame elektriciteit zoals wind- en zonne-energie. Hierbij gaat ook relatief veel energie verloren. Een efficiënte warmtepomp levert in vergelijking veel meer warmte op voor dezelfde hoeveelheid elektriciteit. Gezien de beperkte productie van duurzame elektriciteit is het niet waarschijnlijk dat waterstof veel gebruikt gaat worden voor het verwarmen van huizen. Daarnaast is waterstof ook een belangrijke grondstof en energiebron voor de industrie en het transport. De verwachting is dat hernieuwbare waterstof vooral gebruikt zal worden om de industrie te verduurzamen omdat er in de industrie weinig alternatieven zijn. Voor meer informatie, zie de website van het Expertise Centrum Warmte.

38

| TVW Urk

Verdiepende hoofdstukken

Wat is biogas en groengas? Biogas is gas dat vrijkomt bij vergisting van organisch materiaal zoals mest en groenafval. Groengas is biogas dat is opgewaardeerd naar aardgaskwaliteit. Voor woningen is groengas eenvoudiger te gebruiken dan biogas omdat het dezelfde eigenschappen als aardgas heeft. Hierdoor kan groengas via het bestaande gasnet getransporteerd worden en hoeven de installaties en apparatuur in woningen en gebouwen niet aangepast te worden. Bij biogas moet dat wel gebeuren en is een apart gasnetwerk nodig. Groengas kan overal worden toegepast waar ook aardgas gebruikt wordt. Maar op dit moment is groengas nog weinig beschikbaar. Er zal nu en in de toekomst niet genoeg biomassa zijn om alle buurten in Nederland met groengas te verwarmen. We moeten dus bepalen waar groen gas het beste gebruikt kan worden. Door de beperkte beschikbaarheid en de onzekere toekomst is het verstandig om groengas alleen mogelijk te maken in buurten waar de andere aardgasvrije warmteoplossingen veel duurder zijn of technisch niet haalbaar. In deze buurten kunnen zo veel kosten worden bespaard. Daarnaast is het belangrijk om het groengas zo effectief mogelijk in te zetten. Daarom is het verstandig om ook deze warmteoplossing altijd te combineren met een hybride warmtepomp en isolatiemaatregelen.

Verdieping: analyse bedrijventerrein Urk Bedrijven gebruiken aardgas niet alleen voor het verwarmen van gebouwen maar bijvoorbeeld ook voor productieprocessen of als grondstof. Informatie hierover is vaak niet openbaar beschikbaar. Daarom worden bedrijven niet meegenomen in de technische analyse voor de Transitievisie Warmte. Maar een belangrijk deel van het aardgas dat op Urk wordt gebruikt, gaat naar de bedrijven op Urk. Daarnaast is er veel restwarmte beschikbaar uit koel-, vries-, en bakprocessen van vooral de visverwerkende bedrijven op Urk. De afgelopen jaren zijn er diverse onderzoeken uitgevoerd om vast te stellen welke warmteoplossingen voor het bedrijventerrein geschikt zijn. Om deze uitkomsten mee te nemen in de Transitievisie Warmte heeft Royal HaskoningDHV een analyse uitgevoerd.

Verdiepende hoofdstukken

TVW Urk |

39

Hoe is de analyse uitgevoerd? Aan de hand van beschikbare onderzoeken en informatie bij de gemeente is het energiegebruik van de bedrijven voor ruimteverwarming ingeschat en zijn de alternatieve warmteoplossingen bepaald. De uitkomsten zijn in een kennissessie getoetst bij de bedrijvenkring Urk, enkele vertegenwoordigers van bedrijven op Urk, Coollinq, Energie expertisecentrum Flevoland, het waterschap Zuiderzeeland, HVC en de gemeente. De uitkomsten van de analyse zijn opgenomen in de WAT-kaart voor de transitievisie warmte.

Wat kwam er uit de analyse? Warmte en koudevraag De totale aardgasvraag voor bedrijven op Urk is209 TJ (CBS, 2019). Op basis van de beschikbare informatie over de gebouwen en type bedrijven is een inschatting gemaakt van de warmtevraag voor ruimteverwarming van de bedrijven op Urk. Van de 209 TJ wordt 119 TJ gebruikt voor ruimteverwarming. De koudevraag is ingeschat op basis van de uitgevoerde onderzoeken naar restwarmte uit de koel- en vriesprocessen. De koudevraag bedraagt 312 TJ. Naast het bestaande bedrijventerrein is ook een inschatting gemaakt voor de warmte- en koudevraag voor het nog te ontwikkelen bedrijventerrein ‘Port of Urk’. De warmtevraag voor verwarming is geschat op 25 tot 42 TJ. De koudevraag is geschat op basis van het type bedrijven en bedraagt 129 tot 246 TJ.

Verdieping: WAT-kaart In de WAT-kaart komen gegevens uit verschillende bronnen samen: landelijke gegevens en lokale gegevens van de gemeente, netbeheerder, woningcorporatie, waterschap en andere betrokkenen. De basis voor de WAT-kaart is een landelijk rekenmodel (de Startanalyse). Het Planbureau voor de Leefomgeving (PBL) heeft het rekenmodel in opdracht van de rijksoverheid gemaakt. Het beginpunt voor het opstellen van de WAT-kaart zijn de mogelijke warmteoplossingen die het minste kosten voor de hele maatschappij. De uitkomsten van dit model met betrekking tot de maatschappelijke kosten zijn vergeleken met andere modellen en uitgebreid met lokale informatie. De lokale kennis hebben we verzameld via vragenlijsten. Zo is informatie opgehaald over bijvoorbeeld de aanwezige warmtebronnen, het gas- en elektriciteitsnet, sloop- en nieuwbouwplannen en kansen om slimme combinaties te maken. Ook wel koppelkansen genoemd. Denk hierbij aan vervanging van rioleringen, waterleidingen, wegen of andere plannen waarvoor werkzaamheden moeten plaatsvinden. Dit zijn kansrijke momenten om ook aan de slag te gaan met de warmtetransitie.

40

| TVW Urk

Verdiepende hoofdstukken

De WAT-kaart geeft per buurt de gewenste technische oplossing aan, op basis van de kennis en inzichten van nu. De basis voor deze kaart is de Startanalyse. Dit is een energiemodel van het Planbureau voor de Leefomgeving (Vesta MAIS 5.0 model). De belangrijkste technische oplossingsrichtingen zijn hierin berekend. Hierbij is rekening gehouden met de warmtebronnen die op Urk beschikbaar zijn en de warmtevraag van Urk. Door te kijken naar de maatschappelijke kosten krijgen we een beeld van de voorkeursoplossingen. Lokale analyse De WAT-kaart geeft een beeld van de kansrijke oplossingen om onze gebouwen duurzaam te verwarmen. Hierbij is rekening gehouden met de omstandigheden op Urk en allerlei voorwaarden, zoals gebieden waar geen bodemenergie mag worden gewonnen en buurten met een beschermd stadsgezicht. Een belangrijke randvoorwaarde die de oplossingsmogelijkheden bepaalt is welke lokale warmtebronnen er beschikbaar zijn. Hierbij valt te denken aan restwarmte van de industrie, van koelhuizen, rioolwaterzuiveringsinstallaties, de geschiktheid van de ondergrond voor geothermie en Warmte Koude Opslag (WKO) of het winnen van warmte uit meren en rivieren door aquathermie. Er is rekening gehouden met de beschikbaarheid van deze warmtebronnen tijdens het vaststellen van de mogelijke warmteoplossingen. Voor de Transitievisie Warmte zijn de beschikbare warmtebronnen onderzocht.

De bekende restwarmtebronnen op Urk zijn vergeleken met de inventarisatie van de RES (Regionale Structuur Warmte), lokale data en beschikbare onderzoeken. De uitkomsten zijn vervolgens door Royal HaskoningDHV besproken met de gemeente Urk en andere belanghebbenden en is er een nieuwe doorrekening gedaan voor Urk. Daarnaast zijn zeven controles uitgevoerd op de modeluitkomsten. Deze controles laten zijn hoe robuust de uitkomsten voor Urk zijn. Oplossingen zijn onderzocht op buurtniveau De Transitievise Warmte kijkt per buurt naar de warmteoplossingen. Hiervoor gebruiken we de CBS-buurten als uitgangspunt omdat op dit niveau veel informatie beschikbaar is die nodig is om de warmteoplossingen te bepalen. Op de onderstaande kaart is de wijkindeling te zien de het Centraal Bureau voor de Statistiek (CBS) hanteert. De analyses zijn gebaseerd op deze wijkindeling.

Verdiepende hoofdstukken

TVW Urk |

41