Dossier: Warmte en Koudeopslag (WKO)

Warmte en koude kunnen op diverse manieren worden opgewekt, opgeslagen en getransporteerd. Dit dossier is een startpunt voor verder lezen over Geothermie, Warmte Koude Opslag (WKO) en Warmtenetten. Puur gebouwgebonden installaties om warmte en koude te produceren, zoals CV’s en airco’s, blijven in dit dossier buiten beschouwing.

Warmte en Koude Opslag vindt plaats in de ondiepe ondergrond.

WKO

De WKO bestaat uit het BOA-systeem: Bron, Opweksysteem en Afgiftesysteem. De bronnen zitten in de bodem, het opweksysteem staat in de technische ruimte en het afgiftesysteem bevindt zich in het plafond of de vloer.

Bij open bodemenergiesystemen wordt grondwater onttrokken en opgewarmd grondwater na gebruik terug in de bodem geïnfiltreerd. Na ongeveer een half jaar wordt de circulatierichting omgedraaid. Hierbij is sprake van een verplaatsing van grondwater. De bronnen kunnen op enige afstand naast elkaar gelegen zijn of onder elkaar in verschillende watervoerende pakketten. De diepte van de bronnen varieert van 20 tot 300 meter onder maaiveld.

Bij gesloten bodemenergiesystemen wordt een vloeistof, vaak met toegevoegde antivriesmiddelen, in buizen door de bodem geleid. Het water komt niet in direct contact met het grondwater. Er is geen sprake van een actieve verplaatsing van grondwater door het systeem. Als synoniem wordt ook de term bodemwarmtewisselaar gebruikt.

Meer info over systemen bij Agentschap NL.

Energiebesparing

WKO is met name toepasbaar voor nieuwbouw en renovatie van woningen, voor kantoren en openbare gebouwen en in de glastuinbouw. WKO kan bij juiste toepassing bijdragen aan de doelstellingen voor energiebesparing en de reductie van CO2-uitstoot.

Op dit moment telt Nederland 1.500 open systemen en een veelvoud hiervan aan gesloten systemen. Om het gebruik van WKO te stimuleren is IenM het samenwerkingsprogramma warmte-koude opslag gestart. Overheden en marktpartijen werken hierin samen om de belemmeringen voor het gebruik van WKO weg te nemen en verantwoord gebruik van de bodem te stimuleren. Ook is er veel aandacht voor de kwaliteit van de aanleg, het beheer en voor opleidingen. Binnen tien jaar zou het gebruik van WKO kunnen vertienvoudigen naar 20.000 in 2020. (Bron: Agentschap NL)

WKO rendement

Een goed systeem levert een energiebesparing op tot wel 80 procent voor koelen en 50 procent voor verwarmen. Het rendement van een WKO kan worden uitgedrukt in de Annual Performance Factor: “Geproduceerde energie (warmte en koude in GJ)” gedeeld door “Gebruikte primaire energie (elektriciteit en gas omgerekend in GJ)”. (Bron: Unica whitepaper)

Binneninstallaties

Uit een onderzoek over WKO in de praktijk (IF Technology, 2009 ) blijkt dat het voorraadbeheer van de energieopslag bij 70 procent van de installaties onvoldoende op orde is. Ook zijn er inmiddels tal van praktijksituaties bekend waarbij de WKO in de praktijk niet doet wat hij op papier qua energieopbrengst zou moeten doen. (Bron: Unica whitepaper)

Oorzaken van een slecht draaiende WKO zijn o.a.:

  • Installatie is niet goed ingeregeld (in 70 procent van de gevallen)
  • Teveel betrokken partijen
  • Tegengestelde belangen van betrokken partijen
  • Geen monitoring
  • Eindgebruiker staat buitenspel bij realisatie en exploitatie

(bron: Onderzoek Gemeente Amsterdam)

Verder lezen

Geothermie of aardwarmte betreft de energie uit de bodem vanaf dieptes van 1500 meter. In Nederland is de temperatuur net onder het maaiveld circa 10 °C en de stijging is ongeveer 31°C/km.

Geothermie

Deze aardwarmte kan vanaf circa 1,5 km gebruikt worden voor directe verwarming (zonder warmtepompen) van woningen en kassen en vanaf circa 3 kilometer diepte ook voor de productie van elektriciteit. Meer over het potentieel van geothermie …

In Nederland heeft circa 90% van de licentie-aanvragen deels of geheel betrekking op glastuinbouwtoepassingen. Dat komt omdat de glastuinbouw een forse warmtevraag heeft en sterk geconcentreerd is op een relatief klein oppervlak.

Wereldwijd is de productie van elektriciteit het belangrijkste en meest verspreid, gevolgd door de warmtelevering aan woningen (stadsverwarming).

(Bron: Stichting Platform Geothermie)

Bronnen

Er worden twee bronnen geboord; één om het warme water omhoog te pompen (productieput) en één waardoor het koude water weer wordt teruggepompt (injectieput). Er is een forse boorinstallatie nodig om de twee bronnen te boren. De bronnen worden vanuit één punt geboord en worden ondergronds afgebogen, zodat de uiteinden van de twee bronnen op circa twee kilometer afstand van elkaar liggen. Hierdoor wordt voorkomen dat het warme water door het koude water wordt afgekoeld.
(Bron: Stichting Platform Geothermie)

Voordelen

  • Bij de winning van aardwarmte komen geen (of althans nauwelijks) CO2 emissies vrij.
  • Een bron vraagt weinig ruimte en er is ook geen sprake van geluidsbelasting of visuele hinder.
  • Een aardwarmtebron kenmerkt zich door de hoge betrouwbaarheid en regelbaarheid van de warmtelevering, die bovendien geheel onafhankelijk is van externe omstandigheden als het weer of het seizoen.
  • Geothermie zou ook een rendabele vorm van duurzame energie zijn in vergelijking tot andere technieken. “De kostprijs van energie uit diepe geothermie is in het algemeen gelijk aan, of zelfs lager dan de referentie kostprijs van energie uit fossiele bronnen bij het huidige prijsniveau.”

Bronnen: Platform Geothermie en Rapport Diepe geothermie 2050 (PDF)

Verder lezen

Warmtenetten

Warmtenetten zijn er in vele sootten en maten. Een aantal basiskenmerken zijn:

  • Warmtebron: De warmte wordt geleverd uit een centrale bron. Dit kan bijvoorbeeld een elektriciteitscentrale, een warmtekrachtcentrale (WKC), een afvalverbrandingsinstallatie (AVI), een centrale ketel, een warmtepomp (WKO, aardwarmte, zeewarmte) of een collectief zonnepaneel zijn.
  • Distributienet: Het net voor de transport van warmte. Dit bestaat vaak uit een primair hoofdtransportnet en een secundair distributienet. Het primaire en secundaire net worden vaak gescheiden door een onderstation (OS) of warmteoverdrachtsstation (WOS). In een OS of WOS bevindt zich een warmtewisselaar waar de warmte wordt overgedragen. Net als bij de gewone cv-installatie in een woning, is ook bij warmtenetten sprake van een aan- en afvoerleiding voor de warmte.
  • Hulpstookinstallaties: De warmtevraag fluctueert over de tijd en het is dan ook niet altijd mogelijk om het warmteaanbod vanuit de primaire warmtebron te laten aansluiten bij de warmtevraag. Om het verschil in vraag en aanbod te overbruggen worden er (met name in grote netten) hulpstookcentrales of –ketels geplaatst. Deze dienen soms tevens als back-up, indien er onderhoud wordt gepleegd of problemen zijn met de hoofdbron. De hulpstookinstallaties kunnen zowel aan het primaire als secundaire net gekoppeld zijn. (Bron: CE Delft)

Gebruikers

Anno 2009 werden er dertien grootschalige netten in Nedelrand geteld met ongeveer 227.000 aangesloten verbruikers. Op deze grootschalige warmtenetten wordt warmte geleverd door de grote energiebedrijven (waaronder Eneco, Essent en Nuon). Daarnaast leveren zij ook de warmte voor ongeveer 300 kleinschalige warmtenetten. De overige kleinschalige warmtenetten, ongeveer 6.600, zijn eigendom van woningcorporaties, verenigingen van eigenaren (VvE’s), projectontwikkelaars en overige partijen. In totaal zijn 336.000 verbruikers aangesloten op een kleinschalig warmtenet. (Bron: CE Delft)

De Warmtewet biedt leveringszekerheid en (prijs)bescherming voor zowel afnemers als leveranciers. In de Warmtewet is geregeld dat energiebedrijven voor stadsverwarming (op basis van restwarmte), geen hogere prijs mogen vragen dan de prijs die geldt voor stoken met gas. Dit wordt ook wel het Niet Meer Dan Anders-principe genoemd.

De NMa bepaalt wat de maximumprijzen zijn bij stadsverwarming. De Warmtewet geldt alleen voor warmtelevering en niet voor koudelevering. Verder zijn grootverbruikers uitgesloten.

Warmtenet

Op 10 februari 2009 heeft de Eerste Kamer de Warmtewet aangenomen. Voor de invoering van de wet moeten er een algemene maatregel van bestuur en een ministeriële regeling uitgewerkt worden. De Autoriteit Consument en Markt van de NMA heeft deze nodig voor de uitvoering van haar taken.

In de voorbereidingen voor de inwerkingtreding van de wet hebben het ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie (ELI) en de NMa in 2009 overlegd met belanghebbenden en zijn er consultatierondes georganiseerd. Ook heeft de NMa een aantal onderzoeken laten uitvoeren door het onafhankelijk onderzoeksbureau CE Delft en Oxera. Daarna heeft het ministerie de conceptregelgeving ter invulling van de maximumprijs ter inzage gelegd. De NMa heeft dit gedaan voor de redelijke prijs. Hierop zijn veel zienswijzen ingediend.

Vervolgens is besloten om onderzoek te doen naar de precieze werking en het effect van de voorgestelde conceptregelgeving. Hiervoor heeft de NMa onderzoek gedaan naar de warmtenetten van de vier grote warmteleveranciers: Eneco, Essent, Nuon en Stadsverwarming Purmerend. Het rapport van dit onderzoek is op 12 mei 2010 gepubliceerd. In dit rapport constateerde de NMa onder andere dat de prijsstellingsystematiek van maximumprijs en redelijke prijs erg complex is en dat door de invoering van de Warmtewet de warmteprijs voor kleinverbruikers gemiddeld genomen toenemen, terwijl de warmteprijs voor grootverbruikers gemiddeld genomen zal dalen.

Op 30 juni 2010 is het rapport in een Algemeen Overleg tussen de minister van ELI en de Tweede Kamer besproken. De uitkomst was dat de Warmtewet zoals die er op dat moment uitzag, niet voldoet aan de doelstellingen en eisen. Daarom is besloten de wet op enkele punten aan te passen, waaronder het schrappen van de ‘redelijke prijs’ en de invoering van een rendementsmonitor.

De wet is nog niet in werking getreden. Het is daarom nog niet mogelijk vergunningen aan te vragen.

Meer over de actuele ontwikkelingen op de site van de Autoriteit Consument en Markt.