Het D2Grids-project heeft in Noordwest-Europa zaadjes geplant voor vijfde generatie warmte- en koudenetten. Een whitepaper met principes en rekenformules is in aantocht.    

 

Opschalen van vijfde generatie warmte- en koudenetten (5GDHC). Dat was de gedachte achter D2Grids. Een Europees subsidieproject van Interreg NWE waarbinnen meer ervaring is opgedaan met dit type warmte- en koudenet waarbij warmte en koude tussen gebouwen kan worden uitgewisseld. Doelen, onder meer: het over de streep trekken van leveranciers om goede producten te maken, met uiteindelijke lagere prijzen, maar ook meer zekerheden creëren voor investeerders.

 

Heerlen
Wat in Heerlen is gedaan door MijnWater vanaf 2004, zou ook op andere plaatsen moeten kunnen, dacht Herman Eijdems (Tri-Es Consultancy en voormalig directeur innovatie en strategie bij MijnWater). “Feitelijk hebben we in Heerlen de warmtepomp aan twee kanten aangesloten op een netwerk. We hebben dus niet gedacht vanuit het idee dat een buis energie aanvoert en een andere dan het water terugbrengt, maar vanuit twéé buizen waarmee je energie aanvoert. Alleen brengt de ene buis koeling en de andere buis warmte. Tussen die twee buizen kun je dan energie uitwisselen. Bij elk aangesloten gebouw wordt de temperatuur in die buizen dus beter, omdat we voor verwarming de koude buis afkoelen en voor koeling de warme buis opwarmen. Dat is een wezenlijk verschil met de traditionele conventionele warmte- en koudenetten.”

Dat werkte in Heerlen goed – “we zagen ook steeds meer wetenschappelijke onderbouwing” – en kon ook geschikt zijn voor projecten in Parijs, Glasgow, Bochum en Plymouth. “Als we gezamenlijk opschalen naar in totaal 50.000 aangesloten woningen, worden producenten alert om die producten te maken die goed passen in zo’n systeem. En die zouden dan goedkoper kunnen worden.”

Anderzijds zag Eijdems dat deze projecten vaak ‘rijdende treinen’ zijn, waarbij een copy paste-benadering lastig is. “Dat hoeft ook niet per se, was ons idee, als we de uitgangspunten konden formuleren waaruit het succesvolle netwerk in Heerlen is ontstaan.”

 

Principes
Het D2Grids-consortium heeft zodoende vijf ontwerpprincipes voor 5GDHC-systemen opgesteld:

1. Energiekringlopen zo goed mogelijk sluiten

2. Gebruik laagwaardige bronnen voor laagwaardige vraag

3. Decentrale en vraaggestuurde energievoorziening

4. Een geïntegreerde benadering van de verschillende energiesectoren

5. Lokale bronnen als prioriteit

Eijdems noemt het formuleren en toepassen van deze principes als een van de belangrijke resultaten van D2Grids. Vervolgens zijn rekenregels (KPI’s ofwel key perfomance indicators) uitgewerkt waarmee is vast te stellen hoe goed die vijf principes zijn toegepast. Voor de Europese projecten die deelnemen aan D2Grids zijn hier spiderdiagrammen uitgerold. “Sommige projecten scoren bijvoorbeeld ontzettend goed op het kringloopprincipe, maar slechter op lokale energiebronnen. De diagrammen maken dat inzichtelijk.”

 

Meeste effect
Het leuke is, vervolgt Eijdems, dat de opgestelde principes en formules laten zien welke maatregelen het meeste effect hebben. “Stel dat je afweegt een warmtebuffer te bouwen of te investeren in (thermische) zonnepanelen, wat brengt je dan dichter bij het vijfde-generatie-ideaal? Eén van de formules laat dan snel zien in hoeverre de piekbelastingen op het elektriciteitsnet afnemen.” 

In Brunssum, Parijs en Glasgow zijn – in een uitbreiding van het D2Grids-project – op die manier extra maatregelen toegepast, waarmee de gerealiseerde 5GDHC-netten konden verbeteren. “We hebben dus een methode ontwikkeld waarmee je kunt toetsen wat je moet doen om daar te komen. Uiteindelijk wil je 5GDHC-netten bouwen omdat deze veel voordelen bieden in de stedelijke omgeving. De KPI’s helpen om dat te borgen bij het ontwerp en realisatie van deze systemen.”

 

Keuzes onderbouwen
De principes en formules gaan ook helpen in andere projecten waar dit type warmte- en koudenetwerk ter sprake komt. “Het zijn universele uitgangspunten om de energietransitie mee te sturen. Ik ben nog niemand tegengekomen die heeft gezegd dat het volgen van deze principes niet goed is.”

Ze helpen om keuzes te onderbouwen, denkt Eijdems. “Voordelen van een vijfde generatie warmte- en koudenet kun je toetsen aan de KPI’s. Dat biedt een stok achter de deur tijdens het complexe proces. Je maakt zichtbaar dat als je een deuk laat vallen in het spiderdiagram, je een voordeel kwijtraakt. Anderzijds: als blijkt dat zo’n oplossing een extra investering vraagt, weet je waarom je dat doet.”

 

 

Whitepaper met resultaten
Er is een whitepaper over D2Grids in aantocht. In dit boekwerk van ongeveer 25 pagina’s worden de principes van een vijfde generatie warmte- en koudenet en de bijbehorende formules om eraan te rekenen uitgelegd. “We laten daarin zien hoe het op de verschillende pilots heeft uitwerkt en wat voor soort resultaten je dan krijgt.”

Ook volgt er nog een wetenschappelijk paper vanuit de Open Universiteit. “We zien dat veel projecten nu 5GDHC claimen, maar het is geen product, zoals bijvoorbeeld een Tesla waar je een patent op kunt aanvragen. Meer een visie die je volgt om tot een goed product te komen. Toch is het belangrijk om die visie vast te leggen en het resultaat daarop te kunnen toetsen. Zo’n wetenschappelijk artikel is daar een goed middel voor.”

 

 

140 steenkoolmijnen
In Nederland zijn op veel plekken 5e generatienetten een optie of in ontwikkeling. Eijdems is zelf betrokken bij projecten in onder meer Tilburg, Helmond en Culemborg. Hij noemt ook Duitsland: “Ik ben heel blij dat ik ze in het D2Grids project kreeg, want in Noordrijn-Westfalen ligt het grootste warmtenet van centraal Europa: 2.500 kilometer buizen. Het meeste op hoge temperatuur vanuit warmtekrachtcentrales. De Duitsers zien dat ze een omslag moeten maken. Ze hebben kernenergie afgezworen, steenkool afgezworen en moeten nu nog van de bruinkool af. Daar is echt een zaadje geplant. Stadtwerke Bochum – het energiebedrijf – heeft dit project nu doorlopen en een steenkoolmijn aangeboord als bron waar ze van 800 meter diepte warm water kunnen halen. Ondanks enige tegenslag en vertraging in het project werkt die bron nu goed. Daar is van geleerd en er liggen nog 140 verlaten steenkoolmijnen in het Roergebied.”

 

Snelheid
Snel gaat het allemaal niet, daar is Eijdems wel achter. “We hebben geen 50.000 woningen aangesloten zoals de bedoeling was. Bochum heeft nu de bron voor elkaar en kan beginnen met aansluiten van klanten, maar dat kost al snel weer een aantal jaren.” 

Het zijn complexe processen met veel stakeholders. De uitdagingen liggen in de techniek, maar zeker ook op financieel en organisatorisch vlak en in wet- en regelgeving. “Duidelijkheid over de goede keuzes, het te volgen concept, de visie en de koers helpen daar enorm bij.”

Ook op de pure techniek zijn nog stappen te zetten. “Zo’n boosterwarmtepomp, schakelen we die wel goed in het grotere systeem? Door de tijdsdruk en het gebrek aan personeel is nu behoefte aan plug and play en foolproof producten. Daar is nog een weg te gaan. Daarbij willen we dat die producten op een slimme manier met elkaar kunnen communiceren, zodat we ze optimaal laten presteren in een integraal energienetwerk, maar ook onderhoud en veiligheid efficiënt kunnen borgen.”