Even napraten: Vijfde generatie warmte- & koudenetten (kennisatelier 10 nov 22)

Tijdens het kennisatelier van 10 november vertelde Jeroen Roos over een van de innovatieve ontwikkelingen van de laatste jaren: Vijfde generatie warmte- & koudenetten.

Kenmerken

Jeroen onderscheidt vier verschillende soorten warmtenetten op basis van de aanvoertemperatuur. Zo heb je de traditionele hoge temperatuurnetten (HT) waarvan de aanvoer tot max. 90 °C gaat. De midden temperatuurnetten (MT) gaan tot max. 70 °C en zie je vooral bij nieuwbouw. Lage temperatuurnetten (LT) hebben een aanvoer van max. 50 °C en zeer lage temperatuurnetten (ZLT) zitten rond de 10-20 °C. Voor het verwarmen van een woning kun je niet uit de voeten met de LT, tenzij de woning zeer goed geïsoleerd is. Daarom blijft het ook een spel tussen installatie en isolatie. Voor de tapwatertemperatuur zijn de HT gunstig omdat je daar direct warm water kan krijgen. Bij een ZLT moet je met een warmtepomp het water uit het leidingnet naverwarmen. Direct koelen kan alleen met ZLT. Een mooi voorbeeld hiervan is de EnergyHub in Aalsmeer. Hier wordt de restwarmte van een datacenter gebruikt om een zwembad, een kindcentrum en een plantengroothandel te verwarmen. Het afgekoelde water gaat terug naar het datacenter waar het gebruikt wordt om de zalen met computers te koelen.

Een 5^e generatie warmtenet kenmerkt zich door het slimme samenspel van de energiestromen tussen bronnen en afnemers. Deze 5GDHC zijn geavanceerder dan de HT-netten door met warmtepompen temperatuurverschillen op te lossen. Ook wordt bij een 5GDHC vaak de restwarmte van bronnen uit de omgeving gebruikt om te verwarmen. De temperaturen in een 5GDHC zijn daarmee lager. De gouden regel voor het net is volgens Jeroen dan ook ”warmte leveren is koude terugkrijgen”.

Een 5GDHC ontwerpen

Voor het ontwerpen van een 5GDHC begin je -in tegenstelling tot HT- bij de afnemer. Bij 5GDHC beperk je allereerst de warmtevraag door te isoleren en beter te ventileren (liefst met warmteterugwinning). De gebouwen van de afnemers sluit je aan op een net met lokale warmtebronnen, warmtepompen en een energiebron. Om de temperatuurverschillen van de bronnen op de afnemers te laten aansluiten, worden elektrische warmtepompen gebruikt. Idealiter gebruik je hiervoor (lokale) duurzame stroom. Om overschotten op te slaan en de capaciteit van de warmtepompen te beperken, kun je volgens Jeroen op grote schaal buffering toepassen, zoals buffervaten in gebouwen. Om congestie op het elektriciteitsnet te voorkomen is het handig om dit samen met het netwerkbedrijf op te pakken.

Verschillen HT en LT

Tussen HT en LT zitten verschillen. Zo heb je bij LT meerdere investeringen nodig voor buffers en warmtepompen. Daar tegenover staat dat de productie van energie goedkoper is omdat je reststromen gebruikt die in de omgeving vaak toch al vrijkomen. Een LT-net heeft hogere investeringen, maar lagere variabele kosten. Daarmee zijn LT-netten op lange termijn goedkoper. Met de huidige energieprijzen is dat effect zelfs sterker. Het netverlies bij LT is ook lager vanwege de lagere temperaturen die gebruikt worden. Bij HT is dit verlies namelijk al gauw 20%.

Bij HT zit je vast aan bronnen die een hogere temperatuur moeten leveren en dat gaat vaak op fossiele brandstoffen. Bij een LT-net zijn alle bronnen denkbaar omdat je met een warmtepomp de benodigde temperaturen kunt bereiken. Ook kan de koudevraag makkelijk voorzien worden bij LT.

In gesprek

Discussie

Vanuit het digitale publiek kwamen veel vragen over de toepassing en het gebruik van verschillende bronnen in èn voor 5GDHC’s. Ook was men benieuwd naar de financiële kant van het verhaal van Jeroen. Veel aanwezigen gaan naar de uitvoeringsfase en toonden interesse naar de mogelijkheden in hun wijk. In de bibliotheek vind je de Q&A met Jeroen naar aanleiding van de sessie. Hieronder een aantal hoogtepunten uit deze discussie.

Uit antwoorden van Jeroen blijkt vooral dat de toepasbaarheid van 5GDHC afhankelijk is van de lokale context. Hierbij valt vooral te denken aan de dichtheid van de bebouwing, de aanwezigheid van bronnen, de warmte en koudevraag, en natuurlijk de nodige investeringen in infrastructuur voor het realiseren van zo’n net. De keuze van bronnen voor het 5GDHC heeft invloed op de mate van duurzaamheid van het net. Zeker als deze bronnen al in de omgeving zijn en anders ‘weggegooide’ energie zouden zijn, zoals restwarmte.

Een vraag had betrekking tot de invloed van een toekomstig waterstofnet. Jeroen betwijfelt sterk of de toepassing van waterstof in de gebouwde omgeving zinvol is vanwege het feit dat hierbij veel energie verloren gaat. Dat is zonde en die waterstof kan volgens Jeroen beter gebruikt worden in de transport en industrie. In de gebouwde omgeving kun je namelijk met duurzame, lage temperatuurbronnen en warmtepompen voor comfort zorgen. Het pluspunt van waterstof is daarentegen wel dat het relatief goedkoop opgeslagen en vervoerd kan worden.

Het is in ieder geval belangrijk om vooraf te berekenen welke bronnen in het gebied aanwezig zijn, wat de dichtheid van het gebied is en wat de warmte/koudevraag bij de afnemers is. Het kostenplaatje voor zowel investering als exploitatie dient men ook helder te hebben.

Voor additionele tools voor en informatie, kun je terecht op de website van 5GDHC.

In de bibliotheek staat de presentatie van Jeroen, en hieronder kun je zijn verhaal terugkijken.