4.h Bijlage 6 Toepasbaarheid warmtepompen

Bijlage 6 - De toekomst van de warmtepomp Bijna alle bedrijven op De Faktorij en De Vendel gebruiken aardgas om hun ruimtes te verwarmen. Het bedrijventerrein wordt aardgasvrij. Daarom gaan veel bedrijven hun CVketel vervangen voor een warmtepomp. In deze bijlage gaan wij in op haalbaarheid hiervan. Ook delen wij onze inzichten over de ontwikkeling van de warmtepomp. Hoe werkt een warmtepomp? Een warmtepomp haalt energie uit zijn omgeving. Dat kan de buitenlucht zijn, de bodem of water. Het apparaat verhoogt de temperatuur en gebruikt daar elektriciteit voor. Hij geeft de temperatuur af aan een zogenoemd ‘afgiftesysteem’. Dat kan vloerverwarming zijn of een radiator of een warmtebatterij in een luchtbehandelingskast. Technisch gezien is een warmtepomp vergelijkbaar met een koelkast of airco. Vloeistof wordt verdampt en vervolgens weer samengeperst tot een vloeistof . Zo ontstaat warmte en koude. Warmtepompen komen in soorten en maten. Op De Faktorij en De Vendel zijn vier types relevant: • Lucht-luchtwarmtepomp (aircoheater) – Dit type haalt warmte uit de buitenlucht en geeft dit af aan de lucht in het gebouw. Dit gebeurt via een ventilatiesysteem of airco. • Lucht-waterwarmtepomp – Dit type haalt warmte uit de buitenlucht en geeft het af aan het water dat door de vloerverwarming en radiatoren stroomt. • Bodem-waterwarmtepomp – Dit type haalt warmte uit de bodem.

De warmte wordt afgegeven aan water dat door de vloerverwarming en radiatoren stroomt.

• Hoogtemperatuurwarmtepomp – Deze komt voor in verschillende varianten (lucht-water of bodem-water) en bestaat in feite uit een warmtepomp die in twee stappen de temperatuur naar 80 °C kan brengen. Dit type is bruikbaar bij matig geïsoleerde gebouwen. Rendement en vermogen De aspecten rendement en vermogen zijn belangrijk. Rendement gaat over de hoeveelheid energie die de warmtepomp ingaat en de hoeveelheid warmte-energie die eruit komt. Dit wordt uitgedrukt in Coefficient of Performance (COP). Hoe hoger de COP hoe beter. De Seasonal Coefficient of Performance (SCOP) is het gemiddelde rendement van een warmtepomp gedurende een heel jaar. De hoeveelheid warmte die een warmtepomp kan leveren noemen we vermogen. Vermogen drukken we uit in kilowatt (kW). Hoe groter het gebouw, hoe hoger het vermogen moet zijn. Hoe hoger de COP van een warmtepomp, hoe kleiner het elektrisch vermogen kan zijn voor een gebouw met een bepaalde warmtevraag. Hoe kies ik een warmtepomp? De keuze voor een type warmtepomp en het vermogen hangt af van drie factoren: 1. Verbruik en stookgedrag - Op basis van het huidige aardgasverbruik en het stookgedrag berekenen we het benodigde vermogen. 2. Isolatie - Een warmtepomp kan alleen efficiënt verwarmen als het gebouw goed geïsoleerd is. Is goed isoleren niet haalbaar, dan adviseren wij soms een hoogtemperatuurwarmtepomp. Deze heeft als nadeel

dat de COP lager ligt. 3. Afgiftesysteem - Het type verwarming speelt ook mee. Een warmtepomp werkt het beste bij een watertemperatuur tot 40-45 °C. Vloerverwarming past daar het beste bij. Normale radiatoren werken alleen goed bij een watertemperatuur van 60-80 °C. Er zijn radiatoren die wel geschikt zijn voor een lage temperatuur.

Overzicht Onderstaande tabel geeft een algemeen beeld van de kosten, voor- en nadelen en de toepassing van warmtepompen. Hier gaan we uit van een middelgroot kantoorgebouw van 600 m2 met goede isolatie en bouwjaar 2005. Het benodigde vermogen van de warmtepomp is hier 36 kW. Terugverdientijd De terugverdientijd is het aantal jaren dat nodig is om de aanschafprijs van een warmtepomp terug te verdienen. Hieronder een rekenvoorbeeld. De energieprijzen zijn inclusief energiebelasting 2024 en btw. De terugverdientijd is 12 jaar.

Aanschafkosten inclusief installatie voor lucht-waterwarmtepomp

€ 45.000

Subsidie ISDE

€ 4.250

Netto aanschafkosten

€ 40.750

Huidig verbruik (4.500 m3 aardgas à € 1,36/ m3)

€ 6.120 per jaar

Verbruik warmtepomp (10.000 kWh à € 0,28/ kWh)

€ 2.800 per jaar

Besparing

€ 3.320 per jaar

Terugverdientijd = 40.750 / 3.320 = 12 jaren

Type

SCOP

Aanschaf incl installatie

Voordelen en nadelen

Wanneer toepassen?

Lucht-luchtwarmtepomp

Tussen 2,8 en 4,0

€ 21.600 € 600/kW

Laagste investering Ook koeling mogelijk Hoogste e-verbruik Buitenunit nodig, geluid

Geschikt als er slechts enkele dagen per week verwarmd hoeft te worden en er slechts enkele grotere vertrekken zijn die aan een buitenmuur grenzen.

Lucht-lucht-warmtepomp Variable Refrigerant Flow met warmteterugwinning

4,0

€ 21.600 € 600/kW excl WTW

Ook koeling mogelijk Gebouw wordt snel warm Buitenunit nodig, geluid

Als de isolatie al vrij goed is.

Lucht-waterwarmtepomp

4,5

€ 54.000 € 1.500/kW

Lagere investering Middelmatig e-verbruik Buitenunit nodig, geluid

Geschikt als de eigenaar de investering zo veel mogelijk wil beperken, maar toch een efficiënt systeem wil. Alleen mogelijk bij goed geïsoleerde gebouwen.

Grondwarmtepomp met gesloten bodemlus

5,0

€ 106.200 € 2.950/kW

Hoogste investering Laagste e-verbruik Geen buitenunit, geluidsarm

Geschikt als de eigenaar bereid is meer te investeren voor de meest efficiënte oplossing. Alleen mogelijk bij goed geïsoleerde gebouwen.

Hoogtemperatuurwarmtepomp lucht-water (bij matige isolatie)

2,5

€ 81.000 € 2.250/kW

Hoge investering Toepasbaar bij matige isolatie Hoog e-verbruik

Geschikt als na-isoleren van het gebouw praktisch en financieel niet haalbaar is.

Optimalisatie Wij verwachten dat de kosten van warmtepompen in de toekomst maximaal 20% zullen dalen. Dit komt door schaalvoordelen en verdere optimalisatie. De COP van warmtepompen zullen stijgen, o.a. door optimalisatie van het koudemiddel. Te denken valt aan een COP van 5,5 voor een lucht-waterwarmtepomp en een COP van 6,5 voor een grondwarmtepomp met gesloten bodemlus. Dit verkort de terugverdientijd van de warmtepomp. Tussenoplossing of eindoplossing? Op dit moment is ons elektriciteitsnet niet bestand tegen de gelijktijdige energievraag van warmtepompen, zoals tijdens een koude maandagmorgen in februari. Warmtepompen moeten gaan communiceren met het net (of met andere bedrijven in een smart energy hub) om te hoge piekbelasting te voorkomen. Seizoensopslag van warmte kan helpen om warmtepompen breed te kunnen inzetten. Seizoensopslag wil zeggen dat warmte ’s zomers wordt opgeslagen om ’s winters te worden gebruikt (bron afbeelding Hocosto.com). Overigens, een bodemwaterwarmtepomp gebruikt de warmte uit de ondergrond en vergroot de netcongestie dus niet extra op een koude dag.

Ook de capaciteit van het elektriciteitsnet op De Faktorij en De Vendel stelt grenzen aan het tempo waarmee bedrijven kunnen overstappen op warmtepompen zonder slimme aansturing en zonder seizoensopslag. Als alle bedrijven op De Faktorij en De Vendel overstappen op een conventionele lucht-waterwarmtepomp, dan moet het vermogen van het net verzwaard worden met minstens 4 MW. Dit is zonder rekening te houden met grootzakelijke aardgasverbruikers die elektrificeren. • Huidige gasverbruik De Faktorij en De Vendel: 2,2 miljoen m³ per jaar • Te verwachten besparing door extra isoleren: 20% • Gemiddelde COP van warmtepompen: 3,0 • Elektriciteitsverbruik warmtepompen na overstap: 5.690.000 kWh/jaar • Extra continu benodigd vermogen: circa 4 MW Overal in Nederland wordt hard gewerkt om het elektriciteitsnet te verzwaren zodat de overstap naar een fossielvrije en dus aardgasvrije samenleving op tijd gemaakt wordt. De noodzaak om te verzwaren weegt op De Faktorij en De Vendel dus niet zwaarder dan in andere buurten. Daarom kan een warmtepomp als eindoplossing voor aardgasvrij ingezet worden, ook als het huidige elektriciteitsnet daar niet op berekend is. Industriële warmtepompen Ook bedrijven die aardgas gebruiken in een productieproces moeten aardgasvrij worden. Bij toepassingen tot een temperatuur van 200 °C kan warmtepomptechnologie haalbaar zijn .

Dit soort hoogtemperatuur-warmtepompen gebruiken compressietechnieken en warmteterugwinning. In sommige gevallen moeten verschillende warmtepompen in serie worden geplaatst om de temperatuur trapsgewijs te verhogen.

De meest voorkomende industriële warmtepompen zijn compressiewarmtepompen, absorptiewarmtepompen en adsorptiewarmtepompen. Opgesteld door adviesbureau Enodes, met toestemming op enkele punten aangepast door de gemeente Veenendaal