Kansen voor nieuwe initiatieven

Proeftuinaanvragen aquathermie 2e ronde Programma Aardgasvrije Wijken

Let op: De deadline voor het indienen van een aanvraag voor een proeftuin Aardgasvrije wijken is verruimd naar 1 mei 2020. 

De inschrijving voor de tweede ronde proeftuinen van het Programma Aardgasvrije Wijken (PAW) is geopend. In de eerste ronde, in 2018, is het programma gestart met 27 proeftuinen, waaronder twee proeftuinen aquathermie (Katwijk en Drimmelen). De tweede ronde biedt een prachtige kans aquathermie goed op de kaart te zetten. Met nieuwe proeftuinen aquathermie kunnen we namelijk nog meer leren, deze kennis delen en zo bijdragen aan de doelen van de Green Deal Aquathermie.

Netwerk Aquathermie helpt gemeenten graag op weg met het bereiken van kwalitatief goede proeftuinaanvragen met aquathermie. Is jouw organisatie van plan een proeftuinaanvraag met aquathermie in te dienen? Hieronder vind je de antwoorden op een aantal vragen, waar je tegenaan kunt lopen. Aquathermie is ook opgenomen in de Leidraad van het ECW. Via de helpdesk van het Programma Aardgasvrije Wijken kun je vragen stellen over de onderdelen en het indienen van de aanvraag. 

Het Programma Aardgasvrije Wijken is een samenwerking van de Rijksoverheid, VNG, Interprovinciaal Overleg en de Unie van Waterschappen en heeft als doel het vliegwiel op gang te krijgen om steeds meer wijken aardgasvrij te maken. Met dit programma wil het kabinet de komende jaren samen met gemeenten 100 wijken in Nederland aardgasvrij maken. Dit doet PAW door proeftuinen te selecteren en (financieel) te ondersteunen, door kennis te delen en door mensen bij elkaar te brengen.

 Veelgestelde vragen aquathermie:

Voor- en nadelen aquathermie per type wijk

Wat is gunstig en ongunstig voor aquathermie in een historische binnenstad?

Gunstig

  • Warmtevraag / ha zeer hoog
  • Esthetisch gunstig (warmtenet 70 oC, geen individuele warmtepompen)

Ongunstig

  • Weinig of geen ruimte voor leidingen, kans op graafschade
  • Isolatie beperkt mogelijk

Wat is gunstig en ongunstig voor aquathermie in een jaren ’60 wijk met energielabel F/G?

Gunstig

  • Benodigde woningisolatie kan gestandaardiseerd worden aangepakt, omdat er meestal veel corporatiebezit en projectmatige bouw is.
  • In sommige gevallen is al een warmtenet aanwezig dat met aquathermie verduurzaamd kan worden (bijvoorbeeld Overvecht).

Ongunstig

  • Vaak veel verschillende eigenaren. Dit belemmert uitvoering isolatie.

Wat is gunstig en ongunstig voor aquathermie in een VINEX-wijk jaren ’90 met energielabel B/C?

Gunstig

  • Voldoende warmtevraag
  • Reeds voldoende geïsoleerd
  • Voldoende ruimte
  • Goedkoper dan individueel van het gas af
  • Projectmatige bouw maakt standaarddeals mogelijk
  • Soms al warmtenet aanwezig dat met aquathermie verduurzaamd kan worden

Wat is gunstig en ongunstig voor aquathermie in een dorp met gemengde bebouwing met energielabel A/G?

Gunstig

  • Voldoende warmtevraag
  • Voldoende ruimte
  • Goedkoper dan individueel van het gas af
  • Samen optrekken met kleine groepen woningeigenaren (bijvoorbeeld Terheijden)
  • Vaak veel sociale samenhang, gemeenschapszin

Ongunstig

  • Vaak lage bebouwingsdichtheid
  • Diversiteit aan bebouwing in klein gebied maakt standaard oplossing moeilijk, ook voor aquathermie.
  • Vaak veel verschillende eigenaren. Dit belemmert uitvoering isolatie.

 

Een rekenvoorbeeld: hoeveel oppervlaktewater heb ik nodig?

Hoeveel oppervlaktewater heb ik nodig om mijn TEO-project economisch rendabel te maken?

Het hangt van verschillende factoren af of iets rendabel is of niet. Economische haalbaarheid is vaak voor het grootste deel afhankelijk van de lokale omstandigheden, zoals hoe dicht is de wijk opgezet, is het gemakkelijk om een warmtenet aan te leggen, zijn er meekoppelkansen (zoals aanpakken van de riolering, dan gaat de straat toch open).

Om te berekenen hoeveel water je nodig hebt, doorloop je de volgende stappen:


Stap 1: bepaal hoeveel energie voor warmte je nodig hebt voor het project

Voor energielabels van woningen geldt de volgende vuistregel voor verbruik van energie voor verwarming:

  • Label A: 25 GJ per jaar
  • Label B: 30 GJ per jaar
  • Label C: 35 GJ per jaar
  • Label D: 40 GJ per jaar

N.B. Als het appartementen zijn van 60 m2 is het energieverbruik anders dan voor een vrijstaande woning van 150 m2. Genoemde getallen bij de labels A-D gelden voor een 'gemiddelde' woning van ongeveer 100 m2. Hoe scherper je het energieverbruik voor warmte weet, hoe beter de business case wordt.


Stap 2: de aanbodkant: het water

Er hangt veel af van de eigenschappen van het water:

  • Hoeveel water is er aanwezig? Voor een klein watersysteem is de impact veel groter dan voor een groot systeem.
  • Hoeveel stroming heeft het water? Stromend water wordt veel sneller ververst dan stilstaand water.
  • Hoe is de ecologie van het water? Er zijn ecologische factoren die in sommige watersystemen veel bepalender zijn dan in ander.
  • Om te bekijken of de impact op het betreffende water acceptabel is, moeten we gaan rekenen.

 

Stap 3: warmte oogsten en opslaan

Je ‘oogst’ de warmte van de zomer om in de winter te gebruiken. Dat betekent dat je in elk geval de warmte moet kunnen opslaan. De warmte opslaan gebeurt via warmte-koude opslagsystemen (WKO) in de ondergrond. Dit heet ook wel bodemenergiesysteem. Bekijk de mogelijkheden van bodemenergie op de wkotool.

  • De periode van oogsten is zo’n 90-100 dagen (half mei – half september). Voor het gemak kun je een kwart jaar aanhouden.
  • Je kunt 5 oC aftappen. Dit kan per watertype verschillen, benader de waterbeheerder).

 

Stap 4: rekenen

De warmtecoëfficiënt (geleiding van warmte) van water is 4,2 kJ/liter/graad. Dit is 4,2 MJ/kuub/graad. Als je 5 oC warmte aftapt heb je per kuub dus 5*4,2 = 21 MJ.

Rekenen gaat dan zo (zorg dat je alles in MJ uitrekent):
De benodigde hoeveelheid energie voor verwarming van de woningen per jaar in een kwart jaar oogsten betekent 4*de benodigde hoeveelheid energie per jaar in de oogstperiode. Als je dit deelt door 21 MJ weet je hoeveel kuubs water je nodig hebt. Zorg dat je alles in MJ uitrekent. 
Als je de hoeveelheid kuubs water deelt door het aantal uren dat je kunt oogsten, dan krijg je het debiet dat door de leidingen en langs de warmtewisselaars moet gaan gedurende de oogstperiode (100 dagen = 2400 uren). Hiermee kan een ontwerper bepalen hoe groot het leidingwerk en de warmtewisselaar moeten zijn.


Stap 5: de impact op het watersysteem

Om te bekijken of de impact op het betreffende water acceptabel is, moeten we gaan rekenen.
Laten we voor het voorbeeld een plas nemen. Hoeveel de plas afkoelt, hangt af van de diepte en de oppervlakte, dus van het volume van de plas en hoeveel debiet er langs een warmtewisselaar gaat om 5 oC  ‘af te tappen’. Hiermee kun je uitrekenen hoelang het duurt voordat de omvang van de plas een keer langs de warmtewisselaar is geweest. In principe zou dan de hele plas 5 oC kouder moeten zijn. Gelukkig is er in de zomer ook de dagelijkse aanvulling van warmte door de zon). Voor deze ‘regeneratie’ van de hoeveelheid energie in de plas, kun je als vuistregel aanhouden dat er zo’n 15 MJ/m2/dag zonne-energie instraalt in de 100-dagen-periode dat je oogst. Uiteraard verschilt dat per dag, maar dit is een redelijk veilige aanname. Hiermee is ook weer te rekenen om te bepalen wat de warmteonttrekking van het voorbeeld tijdens de oogstperiode werkelijk teweegbrengt aan afkoeling van de gehele plas.
De impact op de ecologie kan lokaal bij het lozingspunt wel sterker zijn. Hiervoor zijn nog geen metingen aan ecologische parameters gedaan in de praktijk. Hier wordt wel onderzoek naar gedaan.


Stap 6: nuanceringen

Bij de berekeningen voor de businesscase zijn nog een paar factoren die je zou moeten meenemen om een goed beeld te krijgen. Als je warmte opslaat in een bodemenergiesysteem (WKO), dan weet je zeker dat je iets verliest van de hoeveelheid energie die je erin stopt. In een open WKO hangt dit af van de dikte van de waterlaag waarin je de energie opslaat en de dikte van de ‘afdeklaag’. Dit verlies incalculeren betekent dat je iets meer warmte moet opslaan en dus ook oogsten dan je nodig hebt voor de verwarming.
Voor een warmtenet zijn verschillende configuraties mogelijk. In elk geval is het zo dat een warmtepomp de temperatuur moet verhogen voor de verwarming van de woning en voor tapwater. De COP (Coëfficiënt of Performance) van de warmtepomp geeft weer hoeveel elektriciteit je erin moet stoppen en hoeveel warmte je daarvoor krijgt. Bij een COP van 4 stop je één deel energie in de vorm van elektriciteit in de warmtepomp en komen er vier delen energie in de vorm van warmte voor terug. Die drie toegevoegde delen komen dan in ons geval uit het oppervlaktewater. Dit betekent dat je voor de totale behoefte aan energie voor verwarming maar 75% hoeft te oogsten.


Conclusie

Al deze berekeningen zijn, zoals je ziet, van veel variabelen afhankelijk. We adviseren om deze berekeningen samen met de waterbeheerder en een gespecialiseerd adviesbureau te doen.

 

Overige algemene vragen en antwoorden

Wat komt er allemaal kijken bij het opzetten van een aquathermieproject?

De handreiking aquathermie beschrijft de verschillende stappen van idee tot realisatie en gaat in op de organisatorische, economische, technische en juridische aspecten.

Hoe kan aquathermie meerwaarde voor de wijk opleveren?

Aquathermie leent zich goed voor het koppelen met andere opgaven in de wijk. Tijdens de aanleg van een warmtenet heb je kans de wijk te vergroenen en kunnen ook bijvoorbeeld maatregelen worden genomen op het gebied van klimaatadaptatie, zoals het vergroten van de bergingscapaciteit van vijvers en sloten.

Wat zijn de voordelen van aquathermie?

  • Uit diverse business cases en kleinschalige praktijkvoorbeelden blijkt dat lokale warmtenetten met aquathermie een efficiënt alternatief kunnen zijn voor verwarming met aardgas. Voordelen van aquathermie zijn:
  • Aquathermie is een goed alternatief voor aardgas, want het is schoon en duurzaam
  • Aquathermie belast het elektriciteitsnet minder dan individuele oplossingen.
  • Water is een betrouwbare warmtebron, want de bronhouders (eigenaren) van oppervlaktewater, afvalwater en drinkwater zijn stabiel (overheden of semi-overheden)
  • Aquathermie vraagt weinig ruimte in de wijk
  • Warmte onttrekken uit oppervlaktewater kan een positieve bijdrage leveren aan de waterkwaliteit/ecologie en hittestress in stedelijk gebied verminderen (in hete zomers)
  • Collectieve aquathermiesystemen zijn kostenefficiënter en energie-efficiënter dan individuele (lucht)warmtepompen. Ook vanuit beheer en onderhoud gezien.
  • De terugverdientijd is normaliter 5 tot 20 jaar. Dit is afhankelijk van nieuwbouw versus bestaande bebouwing, niveau van isolatie, afstand tot de bron. Dichtbebouwde gebieden hebben in het algemeen de laagste terugverdientijd.
  • WKO kan benut worden in grondwaterverontreinigingsgebied om deze op te ruimen (actief grondwaterbeheer).
  • Aquathermie kan ook worden benut om woningen/gebouwen te koelen.

Wat zijn de nadelen van aquathermie?

  • Woningen moeten voldoende geïsoleerd zijn. In het Klimaatakkoord is afgesproken dat alle gebouwen gaan voldoen aan een standaard isolatienorm, dan is dit geen beperking meer. Het kost nog elektriciteit, meer dan geothermie, maar minder dan all electric oplossing.
  • De potentie van aquathermie is enorm, maar de ontwikkeling van warmtenetten is grootste bottleneck.
  • Er zijn veel verschillende partijen nodig bij de realisatie. Vaak zijn partijen nog aan het zoeken welke rol zij kunnen of willen innemen.
  • In drinkwaterwingebieden is WKO niet toegestaan, omdat voor WKO in de bodem wordt geprikt.

Voor aquathermie heb je ook elektriciteit nodig. Waarom zou je dan niet voor all electric kiezen?

De investering bij aquathermie is meestal hoger dan bij individuele all electric oplossing door het warmtenet en de WKO. Doordat bij aquathermie de watertemperatuur hoger is dan de temperatuur van de buitenlucht of de ondergrond heeft de warmtepomp bij aquathermie veel minder elektriciteit nodig dan een lucht- of bodemwarmtepomp. Kortom, beter rendement (dit heet COP). Bij compacte bebouwing zoals de meeste woonwijken kan de hogere investering doorgaans worden terugverdiend met een lager elektriciteitsverbruik. En de geluidsoverlast is kleiner dan bij individuele pompen.

Tropische temperaturen komen in Nederland steeds vaker voor. Kun je aquathermie ook gebruiken om woningen te koelen?

Ja, je kunt met aquathermie je woning ook koelen. Daarvoor is het wel nodig om vloer- of wandverwarming te gebruiken. Dan is er voldoende oppervlak om koude af te geven.

Aquathermie maakt meestal gebruik van WKO. Je kunt dan op hete dagen de woning koelen door koud water door de verwarmingsbuizen te laten stromen. Dit wordt nu al toegepast in onder andere de wijk de Mossen in Houten en de Tasmantoren in Groningen.

Wat is COP?

Coëfficiënt of Performance. Uitgedrukt in een cijfer.

De Coëfficiënt of Performance vertelt je wat de verhouding is tussen de gebruikte energie en de opgewekte warmte. COP 4 betekent dat het apparaat 4 kilowattuur warmte opwekt voor elke kilowattuur elektriciteit die hij gebruikt. In de praktijk betekent dit dat er 3 kilowattuur energie uit het water wordt gehaald. Hoe hoger de COP, hoe efficiënter het apparaat werkt. De COP helpt je te berekenen wat de terugverdientijd is van de warmtepomp.

Wat is het verschil tussen

Lage temperatuur, Midden temparatuur en Hoge temperatuur warmtenet?

Er zijn eigenlijk drie configuraties die momenteel regelmatig in ontwerpen voorkomen:

  • Lage Temperatuur, waarbij 20-25 °C de warme kant is met zo’n 15 °C retour.

Voordelen zijn dat de leidingen van het warmtenet niet heel erg geïsoleerd hoeven te zijn, waardoor ze van ander materiaal gemaakt kunnen worden, wat ze flexibeler en goedkoper kan maken. Ook een voordeel is, dat er gemakkelijk met dit warmtenet kan worden gekoeld in de zomer.

Nadelen zijn dat de warmte bij de huizen zelf moet worden verhoogd tot de benodigde temperatuur, de huizen daarom een energielabel A of A+ moeten hebben en dat de warmtepomp en het voorraadvat in het huis moeten zitten, wat ruimte inneemt.

  • Midden Temperatuur, waarbij 40-50 °C warme kant is en 20-25 °C retour.

Voordelen zijn dat de opwaardering naar de 40-50 °C centraal gebeurt en daarmee een hogere COP kan hebben dan een kleiner exemplaar.

Nadelen zijn dat de huizen nog een ‘boosterwarmtepomp’ nodig hebben voor tapwater (dat minimaal 60 °C moet kunnen worden in verband met legionella bacteriën).

  • Hoge Temperatuur, waarbij de warme kant >70 °C is, met zo’n 40 °C retour.

Voordelen zijn: geen extra verwarming meer bij de huizen, ook niet voor tapwater, kleine afgifteset in de huizen zelf, de huizen hoeven niet verder dan label C geïsoleerd te worden.

Nadelen zijn dat er nog steeds veel energie verloren gaat bij de huizen (label C) en dat de leidingen heel goed geïsoleerd moeten zijn om de warmte vast te houden. Dat maakt het warmtenet vaak duurder.

Is aquathermie een risico voor de grondwaterkwaliteit en daarmee voor de drinkwaterkwaliteit?

Drinkwater wordt vaak gewonnen uit dieper gelegen grondwater. Een kleilaag boven dit schone grondwater beschermt het tegen vervuiling.

Aquathermie maakt meestal gebruik van WKO om de warmte en koude uit water tijdelijk op te slaan. Bij de aanleg van een WKO worden buizen door de beschermende kleilaag heen geboord. Dit ‘doorprikken’ van de kleilaag is een risico op vervuiling van het voor drinkwater bestemde grondwater. Het boorgat wordt daarom goed afgedicht om te voorkomen dat het dieper liggende grondwater wordt vervuild.

Een WKO is een open bodemenergiesysteem. Er bestaan ook gesloten bodemenergiesystemen. Daarbij worden buizen naar grotere diepten en weer teruggeleid om aan de bodem warmte of koude te onttrekken. Het water in deze buizen kan antivries en andere middelen bevatten die bij lekkage tot vervuiling van het grondwater leiden. Bovendien moeten voor een gesloten systeem veel meer gaten in de beschermende kleilaag worden geprikt. Daardoor zijn de risico’s voor de kwaliteit van het diepere grondwater bij gesloten bodemenergiesystemen groter dan bij WKO.

Kan aquathermie alleen worden toegepast in nieuwbouwwijken?

Nee. Met de huidige warmtepompen kan ook de bestaande bouw duurzaam worden verwarmd en gekoeld met aquathermie. Voorwaarde is wel dat de woningen minimaal energielabel C hebben. Met de standaard isolatie die in het Klimaatakkoord is afgesproken wordt hieraan voldaan.

Is aquather­­­mie ook mogelijk voor oudere woningen, zoals vooroorlogs, jaren ’70, jaren ’90?

Ja. Het bouwjaar is niet relevant, het gaat om de mate van isolatie van een gebouw. De isolatie in oudere gebouwen op peil brengen voor aquathermie brengt de nodige investeringen met zich mee. Businesscases moeten aantonen of aquathermie bij deze woningen haalbaar is tegen geaccepteerde kosten.

Er zijn meerdere business-cases waaruit blijkt dat aquathermie ook voor bestaande bouw haalbaar kan zijn. In het dorp Terheijden wordt een warmtenet aangelegd om vervolgens met aquathermie de bestaande bouw te verwarmen.

Voor meer informatie zie Factsheet TEO Baroniehaven Alphen aan den Rijn en businesscase TEO Schothorst Amersfoort:

Bij wie kan ik terecht voor inhoudelijk advies over aquathermie?

Het netwerk van de Green Deal Aquathermie bestaat uit 20 partijen, waaronder een aantal kennis- en adviesbureaus. Hier kun je inhoudelijke vragen stellen over aquathermie.

 

  • Your searchquery didn't return any results.
Cookie settings