Als we ervan uitgaan dat bijna de helft van de Nederlandse huishoudens kan worden aangesloten op stadsverwarming, dan rijst de vraag hoe de netten van een goede mix van duurzame bronnen kunnen worden voorzien. Adviesbureau Berenschot maakte een scenario voor toekomstige warmtenetten waarin waterstof een belangrijke rol speelt. Hiermee zou de CO2-reductie in 2050 vrijwel volledig zijn.

Volgens het klimaatakkoord van Parijs moeten de koolstofemissies in de deelnemende landen in 2050 met 80 tot 95 procent zijn verminderd ten opzichte van 1990. Een groot deel van de CO2-reductie in de gebouwde omgeving kan worden bereikt door grootschalige inzet op duurzame warmte. Met geothermie, zonnewarmte, industriële restwarmte en warmtepompen kan de warmtevraag in lage temperaturen grotendeels worden gedekt. Om de vraag naar hoge temperatuur warmte en pieken in de warmtevraag op te vangen – en de elektriciteit die nodig is voor warmtepompen en andere all electric oplossingen te verduurzamen – zijn daarnaast bronnen zoals zon en wind, groen gas en waterstof nodig.

Warmtenetten en hybride systemen
Hoe kunnen we de warmtevraag zo goed mogelijk invullen met duurzame warmtebronnen? In een scenariostudie schetst adviesbureau Berenschot het vooruitzicht dat ruim 40 procent van de Nederlandse huishoudens wordt aangesloten op een volledig duurzaam warmtenet, met basiswarmte uit geothermie, restwarmte uit de industrie en datacenters. Deze warmtenetten worden vooral toegepast in steden met hoogbouw en (oude) woningen die moeilijk zijn te isoleren. Voor de overige bestaande bouw zijn warmtepompen in combinatie met zonneboilers en zonnepanelen nodig. Met hybride systemen, zoals een combinatie van elektrische warmtepompen en ketels die draaien op waterstof of groen gas, kan snel worden ingespeeld op piekmomenten.

Door de inzet van de beschikbare duurzame bronnen zal waterstof een relatief kleine rol spelen in de toekomstige warmtevoorziening, schrijft Berenschot in “Het warmtescenario: beelden van een op warmte gerichte energievoorziening in 2030 en 2050”. Dat komt de efficiëntie van de toekomstige warmtelevering ten goede, zei Bert den Ouden, sectorleider Energie bij Berenschot en een van de auteurs van het rapport, bij de publicatie van de scenariostudie. “Waterstof is een mooi middel, maar wordt wel gemaakt met omzettingsverliezen, dat geldt voor zowel blauwe als groene waterstof. In dit scenario wordt het doel mede bereikt door slimme warmtetechnieken en geothermie. Daarmee voorzie je veel warmtevraag één op één met duurzame warmtebronnen.”

Basiswarmte, biogas en waterstof

Door de Nederlandse warmtevraag direct te koppelen aan duurzame warmtebronnen, komt er een stabiele basis om direct CO2-emissies te reduceren, stelt Berenschot. In de pieken in de warmtevoorziening en de elektriciteit voor hybride en all electric oplossingen kan worden voorzien door een combinatie van groen gas, (deels geïmporteerde) biomassa en waterstof. Bij de inzet van waterstof kan het gaan om een combinatie van grijze waterstof die wordt geproduceerd met aardgas, blauwe waterstof waarbij de productie met aardgas wordt gecombineerd met CO2-afvang (CCS), groene waterstof die is gemaakt met elektrolyse van duurzame stroom en geïmporteerde groene waterstof.

In de berekeningen van Berenschot kan de mix van duurzame bronnen de CO2-emissie in 2050 terugbrengen naar vrijwel nul. Bovendien zijn er steeds verschillende scenario’s mogelijk, zonder dat er lock-in optreedt en andere keuzes niet meer mogelijk zijn. Zo voorziet Berenschot dat thermische energie uit oppervlaktewater en aquathermie uit afvalwater een bijdrage kunnen leveren aan de toekomstige warmtemix. Deze warmtebronnen zijn nu niet meegenomen in het scenario.

Innovatie en onderzoek

Om het warmtescenario tot uitvoering te brengen is het volgens Berenschot belangrijk dat er verdere innovatie plaatsvindt, zowel technisch als beleidsmatig. Daarbij is relatief veel aandacht nodig voor systeemintegratieoplossingen. “Optimalisatie van warmtenetten is belangrijk, bijvoorbeeld warmtebuffering, cascadering en oplossingen in de bestaande bouw voor overgang op lagere warmtesysteem-temperaturen”, schrijven de auteurs.

Het rapport pleit ook voor verder onderzoek naar hoge temperatuur warmtepompen, zonnewarmte, mijnwater en restwarmte uit datacenters. Daarnaast zou extra onderzoek nodig zijn naar het vermijden van personele tekorten voor de energietransitie. Dat is overigens een issue dat niet alleen in de warmtesector speelt.

Op de foto:
Zoneiland Almere, het grootste zonnecollectorenpark van Nederland, levert zonnewarmte aan het lokale warmtenet. Volgens het warmtescenario van Berenschot ligt er naast waterstof ook een rol voor zonnewarmte in de toekomstige warmtevoorziening. Gemaakt door Jorrit Lousberg in opdracht van Nuon/Vattenfall.