Ontwerp Bouwsteen Duurzame bronnen – Warmteprogramma Aardgasvrij Zwolle

Thermische energie uit afvalwater (TEA)

Figuur 16: (On)diepe geothermie

Bodemenergie - Ondiepe geothermie

Aan de westkant van Zwolle en op bedrijventerrein Hessenpoort bevinden zich de twee rioolwaterzuiveringsinstallaties (RWZI) van Zwolle. De temperatuur van het effluent van de RWZI is circa 10 (winter) - 20 graden (zomer); na afgifte van warmte via transportwater en opwaardering met een warmtepomp is deze temperatuur geschikt voor woningen met een lage temperatuur verwarming. Het effluent van de RWZI is het hele jaar door gelijkmatig en daarmee een zeer geschikte bron om jaarrond een warmtenet mee te kunnen voeden. De warmtepotentie van het effluent van de RWZI aan 71

de westkant van Zwolle en op Hessenpoort is respectievelijk ca. 177 en 17 TJ/jaar. Deze potentie kan in theorie voldoende zijn voor minimaal 4.850 en woningequivalenten in de nabijheid van de installatie.

Thermische energie uit drinkwater (TED) Een andere vorm van aquathermie is het gebruik maken van warmte uit drinkwater. Vanuit het waterleidingnet kan via een aftakking warmte uit het drinkwater worden onttrokken. Het drinkwater koelt hiermee enkele graden af. Dit heeft geen negatieve impact op de kwaliteit van drinkwater, of kan juist voordelig zijn voor de drinkwatervoorziening, omdat drinkwater altijd kouder moet zijn dan 25 oC in verband met mogelijke bacteriegroei. Gemeente Zwolle gaat de mogelijkheden om deze restwarmte te benutten verder onderzoeken en zal hierover in gesprek gaan met Vitens.

Collectorvelden – kunstgras Kunstgrasvelden kunnen in de zomer heel heet worden: wel tot 70°C. Door het leggen van leidingen onder het veld, waardoor een vloeistof stroomt, is het mogelijk om deze warmte te benutten. De vloeistof in de leidingen warmt op en kan zo benut worden voor verwarming van woningen en gebouwen. Met een kunstgrasveld kan hiermee in potentie zo’n 7 TJ (circa 200 weq) aan energie worden opgewekt. In Zwolle zijn er mogelijk locaties om dit toe te passen. In 2022 vonden er twee pilots plaats in Zwolle met kleine kunstgrasvelden. Momenteel probeert de gemeente samen met de marktpartijen van deze pilots toe te werken naar een eerste collectorveld bij een groot kunstgrasveld. Momenteel is het nog lastig in te schatten welke locaties geschikt zijn om te gebruiken als collectorveld. Daarom is dit in deze Bronnenanalyse nog niet uitgewerkt.

Collectorvelden – zonthermie Zonthermie is een techniek waarbij door middel van zonnecollectoren de warmte van zonlicht wordt gebruikt voor het produceren van warm water, eventueel in

combinatie met de opwekking van elektriciteit. De temperatuur van het warme water kan in de zomer oplopen tot wel 85 0C, in de winter zal deze temperatuur een stuk lager liggen. Door gebruik te maken van een warmtebuffer zoals een WKO-systeem, kan het warme water uit de zomer worden gebufferd voor de winter. Door zonthermieparken aan te leggen, kan deze techniek gebruikt worden voor het voeden van kleinschalige warmtenetten. Gemeente Zwolle gaat onderzoeken of en waar deze techniek kan worden toegepast. De toepasbaarheid hangt met name af van de lokale context (een dergelijk park is tenminste een aantal hectares groot).

Groengas en waterstof Op het bedrijventerrein Hessenpoort in Zwolle staat de ontwikkeling van een Smart Energy Hub op de planning. Dit wordt een lokaal energiesysteem dat door een slimme koppeling tussen energievraag en aanbod het lokale energienet ontlast en onafhankelijk hiervan kan opereren. Vanaf hier kan flexibel en slim geschakeld worden tussen opwek, opslag en conversie van duurzame elektriciteit, gas (waaronder waterstof) en warmte. De planning is om op dit terrein een industriële vergister en een elektrolyser te realiseren.

Groengas Groengas is gas dat geproduceerd wordt uit biologisch materiaal van reststromen en opgewerkt is tot dezelfde kwaliteit als aardgas. In Zwolle zijn er plannen voor een centrale met een verwachte productiecapaciteit van 20 tot 30 miljoen kubieke meter groengas (600-900 TJ/jaar14). Daarvoor is 200.000 ton mest en andere biomassa nodig. In theorie zou de jaarlijks verwachte gasproductie genoeg zijn voor het rechtstreeks verwarmen van 20.000 woningequivalenten. Omdat dit groengas wordt ingevoed op het aardgasnet is dit gas niet direct te benutten voor alleen de gemeente Zwolle. Deze wijze van verduurzaming werkt door het verkopen van zogenaamde ‘garanties van oorsprong, GVO’s’. Om het opgewekte groengas mee te rekenen aan de verduurzaming van de warmtevraag in Zwolle moeten deze GVO’s in Zwolle worden gekocht.

14 Zwolle wil megamestvergister op bedrijventerrein Hessenpoort

72

(wat het realiseren van een warmtenet moeilijk maakt). Bij industrie gaat het om industriële processen: a) die nu (nog) niet geëlektrificeerd kunnen worden b) waarbij elektrificatie van proceswarmte leidt tot hoog elektraverbruik, wat een groot effect zal hebben op benodigde uitbreiding van het middenspanningsnet. Dit maakt het gunstig om groengas in te zetten in plaats van elektrificatie. Daarna staat Berkum op de groen gas ladder in Zwolle, vanwege het bewonersproces in de wijk. Daar is er nog een resterende vraag naar gas na het toepassen van een hybride warmte-oplossing in plaats van een all-electric oplossing. Daarna kan groengas worden ingezet voor ander lokaal gebruik, of worden ingezet voor niet-lokaal gebruik.

Waterstof

Figuur 17: Zwolse Groengas ladder. Bron: gemeente Zwolle, 2024

Het is nog onzeker in hoeverre deze vergroening doorzet, maar er wordt momenteel gestuurd op het invoeden van groengas op het aardgasnet. De Zwolse Groengasladder in figuur 17 geeft een eerste duiding aan waar groen gas nu in eerste instantie voor beschikbaar komt: de binnenstad en voor een deel van de Zwolse industrie15. Voor de binnenstad is er voorlopig nog geen goede alternatieve warmte-oplossing beschikbaar vanwege hoge woningdichtheid (wat het realiseren van warmtepompen moeilijk maakt in verband met ruimte en geluid), monumentale woningen en gebouwen (die moeilijk kunnen worden verduurzaamd tot een niveau waarmee een andere warmte-oplossing haalbaar is), hoge warmtevraag en een volle ondergrond

15 Wat betreft GVO’s geldt dat deze lokaal moeten worden gekocht, bijvoorbeeld via

Waterstofgas is een product dat ontstaat door water te splitsen in een waterstofdeeltje en een zuurstofdeeltje door middel van elektrolyse. Vervolgens kan waterstofgas worden verbrand, waardoor warmte en water vrijkomt. De energie van elektriciteit kan dus met elektrolyse worden ‘opgeslagen’ in waterstof, om die vervolgens weer vrij te laten komen door het te verbranden. Waterstof kan gebruikt worden in het bestaande gasnetwerk, hoewel dit niet geheel zonder risico’s zal zijn en er aanzienlijke aanpassingen en vervangingen noodzakelijk zijn. Waterstof is niet per definitie duurzaam, dit hangt af van de manier waarop waterstof wordt geproduceerd. Voor het splitsen van water is (nu nog) veel energie nodig. Grijze waterstof is waterstof die met behulp van aardgas wordt geproduceerd en waarbij CO2 in de atmosfeer terechtkomt. Als deze CO2 wordt afgevangen en opgeslagen (CCS), spreken we van blauwe waterstof. Het toepassen van waterstof is pas echt duurzaam wanneer deze niet met aardgas maar met duurzaam opgewekte elektriciteit wordt gecreëerd. Dit heet groene waterstof. Momenteel werkt de gemeente samen met Waterschap Drents Overijsselse Delta (WDODelta) om een installatie te realiseren die waterstofgas kan produceren. Zo'n installatie heet ook wel een elektrolyser. In de geplande

energiecoöperaties en door bedrijven.

73

installatie wordt duurzame elektriciteit gebruikt. Er wordt dan ook groene waterstof opgewekt, die bedoeld is als brandstof voor vrachtwagens. De beoogde productiecapaciteit is ca. 1,0 MW16, wat een jaarlijkse besparing kan leveren van ca. 22,2 TJ aan energie (wat in theorie genoeg is voor ca. 600 woningequivalenten). De inzet van waterstof is een methode om pieken en dalen in de opwek van zonne- en windenergie op te vangen, door in de pieken waterstof te produceren met een elektrolyser en op te slaan en deze bij beperkte elektriciteitsproductie door wind en zon weer om te zetten in elektriciteit. Het rendement hiervan is echter laag, waardoor er veel (potentiële) energie verloren gaat. Voorlopig wordt er nog geen waterstof geproduceerd voor woningen en het is maar zeer de vraag of dit op de lange termijn wel gaat gebeuren. De beoogde elektrolyser in Zwolle is bedoeld voor de productie van waterstof als brandstof voor vrachtwagens. Waterstof is namelijk schaars, en dus ook duur. Groene, duurzame waterstof wordt momenteel het beste gebruikt in toepassingen waarvoor nog geen duurzame energie-alternatieven bestaan. In het geval van Zwolle gaat het dan om langeafstandstransport. De waterstofladder (figuur 18) geeft aan welke sectoren prioriteit krijgen bij het gebruiken van waterstof.

Figuur 18: Waterstofladder Bron: Natuur en Milieu, 2023

Het verwarmen van woningen en tapwater staat in de categorie ‘gering’: een erg kostbare toepassing, terwijl ook andere en veiligere duurzame alternatieven voorhanden zijn. Gemeente Zwolle kiest er daarom voor om in ieder geval tot 2035 nog geen waterstof in te zetten voor woningen en gebouwen.

Buitenlucht

16 Eerste groene waterstof van, voor en door de regio met H2-GO - Energiefonds Overijssel

Er zijn verschillende soorten warmtepompen. Allereerst zijn er zogeheten luchtwater warmtepompen. Deze warmtepompen maken gebruik van de buitenlucht als bron en onttrekken de warmte uit de buitenlucht. De warmtepomp gebruikt elektriciteit om water te verwarmen, tot zo'n 35 à 45 graden. Deze LT (lage temperatuur) warmte is in te zetten voor zowel individuele als collectieve warmtesystemen. Er zijn ook lucht-water warmtepompen die de temperatuur naar ongeveer 70°C brengen, dit zijn zogenaamde HT (hoge temperatuur) warmtepompen. Deze zijn meer geschikt voor woningen die minder goed geïsoleerd zijn (label C of slechter). HT-warmtepompen Hebben een lager 74

energetisch rendement dan LT-warmtepompen en worden in de praktijk nog niet veel gebruikt. Hiernaast bestaan hybride warmtepompen, deze maken ook gebruik van de warmte uit de buitenlucht. De hybride warmtepomp lijkt op een normale warmtepomp, maar werkt in combinatie met een cv-ketel. Bij een hybride warmtepomp springt de cv-ketel bij op koude dagen. Dit is geen aardgasvrije oplossing, maar vermindert het aardgasverbruik flink (tot zo’n 70% ten opzichte van alleen een cv-ketel). De hybride warmtepomp is een ideale tussenoplossing voor: a) wie (nog) niet goed kan isoleren b) de cv-ketel nog niet aan vervanging toe is, maar wel wil besparen. c) gebieden waar een alternatief gas mogelijk beschikbaar komt d) gebieden waarbij het de verwachting is dat de woningen pas na minimaal 15 jaar van het aardgas af zullen gaan. Dit laatste vanwege de technische levensduur van een hybride warmtepomp. In dat geval biedt de hybride warmtepomp inwoners de tijd om hun huis verder te isoleren en klaar te maken om helemaal over te stappen op een duurzaam alternatief voor aardgas. In de toekomst is deze warmtepomp tevens te combineren met een duurzaam gas (groengas of misschien waterstof).

individueel of collectief worden toegepast. In het geval van individuele toepassing wordt de warmte uitgewisseld en opgewaardeerd met een warmtepomp; vervolgens is het warme water geschikt voor Lage Temperatuur (LT) verwarming van woningen. In het geval van collectieve toepassing wordt meestal gewerkt met seizoensopslag via warmte koude opslag (WKO, zie voor uitleg onderdeel WKO verderop in deze bijlage). Dan kan er warmte van 25oC worden gewonnen en opgeslagen. Ook deze warmte kan worden uitgewisseld en opgewaardeerd met een (centrale) warmtepomp. De Lage Temperatuur (LT) toepassing van TEO voor woningen heeft invloed op het daadwerkelijke warmtepotentieel wat deze bronnen kunnen bieden.

Thermische energie uit oppervlaktewater (TEO) Verspreid over de gemeente zijn er in Zwolle verschillende plassen, grachten, kolken, kanalen en een rivier met warmtepotentie. In Zwolle-stad bevinden zich de Achtergracht, de Singelgracht, het Zwarte Water inclusief havens en het IJsselkanaal. Deze waterpartijen en rivier hebben in theorie voldoende warmtepotentie om (delen van) naastgelegen gebieden te verwarmen. Vergeleken met de rest van de aanwezige warmtebronnen is de totale warmtepotentie van TEO in theorie het hoogst. De warmte en ook koude uit oppervlaktewater is het hele jaar beschikbaar. De temperatuur is echter laag (gemiddeld zo’n 10oC, maar wisselend per seizoen). Deze warmte kan 75

Bijlage 6: Eigenschappen per wijk

Figuur 19: (voorlopige) energielabels woningen en gebouwen in gemeente Zwolle

76

Figuur 20: Woningdichtheid: aantal woningen per hectare per wijk in gemeente Zwolle

77

Figuur 21: Percentage bezit woningcorporatie per wijk in gemeente Zwolle

78

Wij formuleren realistische ambities en vertalen die in werkbare oplossingen

Buro Loo B.V. Wapenrustlaan 11 7321 DL Apeldoorn

T: 055 2000 253 E: info@buroloo.nl W: buroloo.nl

79