Steeds vaker zetten we in Nederland duurzame warmtebronnen in om gebouwen te verwarmen. Welke warmtebronnen er gebruikt worden voor een warmtenet hangt af van welke er in de buurt beschikbaar zijn of ontwikkeld kunnen worden. Voor ieder gebied is dat maatwerk. Bij een warmtenet worden vraag en aanbod altijd op elkaar afgestemd.
In principe kan elke warmtebron gebruikt worden; het maakt niet uit hoe het water voor een warmtenet opgewarmd wordt, mits de temperatuur maar hoog genoeg is en de bron duurzamer is dan aardgas. Dit betekent dat een warmtenet flexibel en toekomstbesteding is, want als de omstandigheden veranderen kan je de warmtebron aanpassen. Ook is het mogelijk om verschillende bronnen tegelijk te gebruiken, dan spreken we van een bronnenmix.
Bij een duurzaam warmtenet is het doel om steeds meer gebruik te maken van de meest duurzame bronnen, zo worden warmtenetten stapsgewijs 100% duurzaam gemaakt. Via een warmtenet kunnen we hele straten en wijken aardgasvrij maken. Hier zet Stichting Warmtenetwerk zich samen met haar deelnemers voor in, om zo de energietransitie te versnellen.
Welke duurzame bronnen zijn er?
Geothermie (aardwarmte)
Geothermie (ook wel aardwarmte genoemd) is een techniek waarbij warmte uit diepe lagen van de aarde wordt gehaald. Deze aardlagen bevinden zich op meer dan 500 meter diep. Hoe dieper de boring, hoe hoger de temperatuur van het water: per 1 kilometer stijgt de temperatuur met 30°C in Nederland. Deze warmte is constant beschikbaar en kan worden gebuikt door een speciale aardwarmteput aan te leggen. Omdat er veel warmte uit zo’n put komt, is het mogelijk om in één keer veel woningen en gebouwen van warmte te voorzien via een warmtenet.
Kijk voor meer informatie over geothermie op www.allesoveraardwarmte.nl
Infographic geothermie. Bron: Warmtenet Trendrapport, Stichting Warmtenetwerk
Bodemenergie
Bodemenergie is het gebruik van hernieuwbare warmte of koude uit de ondiepe ondergrond, tot 500 meter diep, voor het verwarmen en koelen van gebouwen. Deze techniek kan ook gebruikt worden voor seizoensopslag, waarbij warmte in de zomer kan worden opgeslagen om weer te gebruiken in de winter. En andersom: in de winter kan koude worden opgeslagen in de bodem, die in de zomer voor koeling benut kan worden. Er zijn twee typen bodemenergie:
Open bodemenergie
Het open bodemenergiesysteem (ook WKO genoemd) slaat zijn warmte en koude op in het grondwater. Het grondwater bevindt zich in een watervoerend pakket tot maximaal 500 m diepte. Door een bron te boren en ter hoogte van een watervoerend pakket filters te plaatsen, kan grondwater onttrokken en weer geïnfiltreerd worden.
Op deze manier kan in de zomer warmte opgeslagen worden in een ‘warme’ bron. In de winter kan deze warmte weer gebruikt worden voor de verwarming van gebouwen. Het warme water wordt afgegeven aan het gebouw en koelt hierdoor af. Dit afgekoelde water wordt vervolgens in een ‘koude’ bron opgeslagen, waarna het in de zomer gebruikt kan worden voor de koeling van gebouwen.
Gesloten bodemenergie
In tegenstelling tot het open bodemenergiesysteem maakt een gesloten bodemenergiesysteem niet direct gebruik van het grondwater. Een gesloten bodemenergiesysteem bestaat namelijk uit een of meerdere lussen die samen het bronsysteem vormen. Door deze bodemlussen stroomt een medium, zoals water, eventueel aangevuld met een koelvloeistof. Door middel van geleiding vindt vervolgens uitwisseling plaats van warmte en koude tussen het medium in de bodemlus en de omringende bodem.
Infographic bodemenergie. Bron: Warmtenet Trendrapport, Stichting Warmtenetwerk
Aquathermie
Aquathermie is een techniek waarbij warmte wordt gehaald uit water. Deze warmte wordt via lage- of zeerlagetemperatuurnetten naar de gebouwen gebracht. Het is dan meestal nog niet warm genoeg om direct te gebruiken. Daarom zorgt een warmtepomp ervoor dat de temperatuur verder wordt opgewarmd naar de gewenste temperatuur om gebouwen te verwarmen.
We kennen drie vormen van aquathermie:
- TEO – Thermische energie uit oppervlaktewater, bijvoorbeeld een kanaal, rivier of een meer
- TEA – Thermische energie uit afvalwater, bijvoorbeeld bij rioolwaterzuiveringsinstallaties
- TED – Thermische energie uit drinkwater, waarbij de warmte uit drinkwaterleidingen wordt onttrokken
Infographic aquathermie. Bron: Warmtenet Trendrapport, Stichting Warmtenetwerk
Restwarmte uit industrie
Restwarmte is warmte die vrijkomt bij productieprocessen en vervolgens niet wordt verspild of geloosd, maar wordt gebruikt voor het verwarmen van gebouwen en warm tapwater. Daarmee worden tegelijkertijd negatieve effecten van warmtelozing in de omgeving voorkomen.
Vanuit Europese regelgeving geldt er een strenge definitie voor restwarmte: “Onvermijdelijke warmte of koude die als bijproduct in industriële of stroomopwekkingsinstallaties of in de tertiaire sector wordt opgewekt, die ongebruikt terecht zou komen in lucht of water zonder verbinding met een stadsverwarmings- of koelingssysteem, wanneer een warmtekrachtkoppelingsproces is gebruikt of zal worden gebruikt of warmtekrachtkoppeling niet haalbaar is.” Restwarmte wordt ook wel afvalwarmte genoemd, niet te verwarren met warmte uit afvalverbranding (AVI).
Infographic restwarmte. Bron: Warmtenet Trendrapport, Stichting Warmtenetwerk
Zonthermie (zonnewarmte)
Zonthermie of zonnewarmte is warmte die wordt opgewekt met grote zonnecollectoren. Dit werkt vooral goed in de zomer, waardoor zonthermie vaak wordt gecombineerd met warmteopslag. Door overtollige zonnewarmte in de zomer op te slaan kan deze in de winter worden ingezet voor ruimteverwarming en verwarming van tapwater.
Zonthermie wordt langzaamaan steeds vaker toegepast als bron voor diverse verwarmingssystemen, van individueel tot klein collectief (appartement- of flatgebouw) tot grootschalig collectief (warmtenet op wijkniveau).
Infographic zonthermie. Bron: Warmtenet Trendrapport, Stichting Warmtenetwerk
Biomassa
Biomassa is energie die ontstaat uit verbranding van organisch materiaal, zoals hout dat vrijkomt bij het uitdunnen van bossen, snoeiafval uit plantsoenen, houtafval uit houtzagerijen, agrarische reststromen en overblijfsel van compostering. Tijdens de groei van biomassa wordt CO2 opgenomen uit de lucht en bij verbranding, vergisting of vergassing weer uitgestoten. Dit maakt de cyclus in principe CO2-neutraal.
Biomassa is ruim 70-90% klimaatvriendelijker dan aardgas. De biomassa die wordt gebruikt voor warmtevoorziening moet aan strenge duurzaamheidscriteria voldoen.
Infographic biomassa. Bron: Warmtenet Trendrapport, Stichting Warmtenetwerk
Bronnenmix
Met een warmtenet kan warmte en koeling uit verschillende bronnen worden gehaald. Dit kan ook een combinatie van bronnen zijn; dit wordt de bronnenmix genoemd. Deze mix kan bestaan uit duurzame bronnen zoals geothermie (aardwarmte), aquathermie, restwarmte, zonthermie, bio-energie en bodemenergie. Maar ook – tijdelijk – uit minder duurzame bronnen zoals aardgasgestookte installaties.
De samenstelling van de bronnenmix bepaalt in belangrijke mate:
- de duurzaamheid van het warmtenet (CO₂-reductie)
- de leveringszekerheid
- de kosten voor aanleg en exploitatie
- de geschiktheid voor bepaalde temperatuurregimes
Het Ontwikkelperspectief Duurzame Warmtebronnen (ODW) van het ministerie van Klimaat en Groene Groei schetst de verschillende warmtebronnen die beschikbaar zijn. Het laat op landelijk niveau onder meer de technieken, toepassingen, potentie en aandachtspunten van warmtebronnen zien. Het helpt gemeenten en andere partijen te verkennen hoe een bronnenmix eruit kan zien en geeft handvatten voor het zogen voor flexibiliteit, leveringszekerheid en betaalbaarheid.
De rol van opslag in duurzame warmtenetten
Om optimaal gebruik te maken van duurzame warmtebronnen, is flexibiliteit in het systeem essentieel. Energieopslag – bijvoorbeeld in de vorm van warmwaterbuffers of ondergrondse warmteopslag (zoals WKO) – maakt het mogelijk om warmte op te slaan wanneer er een overschot is, en deze op een later moment weer te kunnen benutten. Hierdoor kunnen vraag en aanbod beter op elkaar worden afgestemd, wordt piekbelasting verminderd en neemt het aandeel duurzame warmte in het net toe.
