“Aquathermie veel potentie, maar ga bewust om met koudwaterlozingen”

Aquathermie heeft in Nederland veel potentie omdat er veel oppervlaktewater vlakbij woonwijken is te vinden. Anton de Fockert, expert stromingsprocessen bij Deltares, gaat dieper in op dit onderwerp, de potentie en zowel de positieve invloed op de ecologie als de aandachtspunten.

“Aquathermie kan bijna de helft van de Nederlandse woningen verwarmen. Het grote voordeel is dat in zowel de koude- als warmtebehoefte kan worden voorzien. Maar je kunt pas de volledige potentie van deze bron benutten als er warmtenetten worden uitgerold. Momenteel zijn er ongeveer 100 tot 150 aquathermiesystemen operationeel. Bij warmtewinning door aquathermie wordt koud water geloosd. Omdat de bestaande aquathermiesystemen nog niet erg groot zijn, is de invloed ervan op de ecologie beperkt”,  begint De Fockert.

“De energietransitie leidt ertoe dat warmtewinning uit oppervlaktewater zal worden opgeschaald. Het is belangrijk dat we de kennis over de invloed van koudwaterlozingen op de natuur vergroten. Een belangrijk aandachtspunt is hoe goed de koude-uitstroom zich vermengt met de rest van het water. Als het goed vermengt, is er geen probleem. Door uitwisseling met zonnestraling en warme lucht, warmt het water vanzelf weer op. Blijft de koude stroom als een dun laagje onderaan de waterkolom zitten, dan heeft het geen kans om op te warmen. Hierdoor kan een koud front ontstaan dat de ecologie kan beïnvloeden. Waterschappen zullen dan wellicht actie ondernemen. Zij zijn verantwoordelijk voor de waterkwaliteit en geven vergunningen af.”

Grootte en stroming

Tijdens onderzoeken die zijn uitgevoerd in het kader van het onderzoeksprogramma WarmingUP heeft Deltares met verschillende partners als STOWA en Rijkswaterstaat belangrijke effecten van aquathermie voor de omgeving in kaart gebracht. De Deltares-expert gaat dieper in op een aantal factoren die invloed hebben op de verspreiding van de koude-uitstroom. “Veel hangt af van de grootte van de aquathermiesystemen en de waterstroom waarin wordt geloosd. Als je bijvoorbeeld op de Waal loost, dan heeft dit weinig invloed op de ecologie. Dit is een grote rivier waar de scheepvaart automatisch zorgt voor veel turbulentie in het water, waardoor het water goed mengt. Heb je te maken met een kleine sloot in een gebied waar planten en dieren slecht tegen temperatuurveranderingen kunnen, dan is extra aandacht nodig.” Ook de stroming speelt een rol. “Bij een snelle stroming is er sneller sprake van vermenging dan in een gracht of plas met nagenoeg stilstaand water. Er is geen one size fits all. Daarom is in één gebied veel meer aandacht nodig voor koudwaterlozing en de invloed op de omgeving dan in een ander gebied.”

Temperatuurverschil

“De menging van koud water gebeurt sneller als het temperatuurverschil slechts een aantal graden is. Bij een verschil van 10 tot 15 graden Celsius is er veel sneller sprake van stratificatie”, legt De Fockert uit. “Ook de vormgeving van de uitlaatconstructie evenals de snelheid van de uitstroom spelen een rol. Met een goede uitlaatconstructie kan de menging worden bevorderd, waardoor het effect op de omgeving kleiner wordt.

Aquathermie kan ook een positieve invloed hebben op de ecologie. “’s Zomers wordt het oppervlaktewater warmer waardoor sneller blauwalg ontstaat. Als je tijdens de warme zomerdagen warmte aan het oppervlaktewater onttrekt, dan kunnen blauwalgen zich minder snel vermeerderen. Dit heeft een positief effect op de waterkwaliteit. Door de gewonnen warmte in de bodem op te slaan, kun je deze warmte in de winter weer gebruiken.”

Filtering

“Naast het lozen van koud water, heeft de manier van filteren van het water ook invloed op de waterkwaliteit. Als er warmte wordt gewonnen bij aquathermie, dan wordt het ingenomen water gefilterd voordat de warmte eruit wordt gewonnen. Het gefilterde water wordt weer geloosd. De hoeveelheid water en hoe fijn er wordt gefilterd, kan ook invloed hebben op waterkwaliteit van het omringende water.”

Er zijn meerdere instrumenten beschikbaar om de impact van de koudwaterlozingen te bepalen, maar de kosten en baten moeten wel in balans blijven. “Belangrijk is ook dat meetsensoren op de juiste plekken worden geplaatst om betrouwbare resultaten te behalen, evenals expertise om de meetwaarden op de juiste manier te interpreteren. Eigenaars van een warmtenet met aquathermie als bron hebben vaak weinig tot geen kennis over de waterkwaliteit in een bepaalde omgeving. Hen vragen om aan te tonen welke impact de koudwaterlozingen hebben op de ecologie is lastig. Het is daarom belangrijk dat de regels hieromtrent wat eenduidiger worden. STOWA is bezig met het opstellen van een beleidskader koudelozingen. Dit kan een houvast zijn. Echter, niet alle waterschappen hanteren dit beleid, want ze blijven uiteindelijk zelf verantwoordelijk.”

Meten is weten

“In het onderzoek dat Deltares in de experimentele faciliteiten heeft uitgevoerd, keken we naar de uitstroom van koud water van de zijkant in een kanaal. Met behulp van verschillende technieken hebben we meer inzicht gekregen in het gedrag van de koudepluimen. Daarnaast gaan we met de resultaten van ons onderzoek onze numerieke modellen verbeteren en hebben we de betrouwbaarheid van meetinstrumenten zoals een glasvezelkabel getest. We kunnen nu veel beter zien hoe een koudepluim zich gedraagt onder verschillende omstandigheden. Daarnaast is het handig als in de bestaande aquathermiesystemen door experts meer wordt gemeten zodat we met z’n allen nog meer inzicht krijgen in de invloed van aquathermiesystemen op de ecologie.”

Geen reden tot ongerustheid

Volgens de Fockert is er geen reden tot ongerustheid. “Kijk altijd goed naar de lokale omstandigheden. Als het debiet dat een systeem onttrekt ten opzichte van het geheel, slechts 1 of 2 % is, zal dit weinig of geen ecologische impact hebben. Ligt het boven de 10%, dan zullen misschien bijkomende maatregelen moeten worden genomen. Denk bijvoorbeeld aan voormenging om het temperatuurverschil tussen de koudepluim en het oppervlaktewater te verlagen. Aquathermie heeft enorm veel potentie als bron voor warmtenetten. Maar daarbij is het wel belangrijk om bewust om te gaan met de uitstroom.”