Warmte

vr 4 jan
Geschreven door: Wij Maken Nederland

Strategisch gebruik en de juiste aanpak van warmte is cruciaal voor het slagen van de energie-transitie. Toch lijkt het alsof warmte er altijd een beetje bijhangt. Er zijn bijvoorbeeld nooit concrete beleidsdoelstellingen op nationaal of Europees niveau geformuleerd over hernieuwbare warmte. Dat moet veranderen. Warmte is een grote speler. Voegen we verwarming en koeling samen (en krijgen we de categorie thermal comfort) is dat in ons mondiale stroomschema met 19% de grootste (bruto-bruto-bruto) eindgebruiker. Zowel bij warmte als bij koeling liggen er urgente vraagstukken die om het doorhakken van knopen vragen. In Nederland is de totale warmtevraag zo’n 1.324 PJ, 579 PJ voor de industrie, 98 PJ voor de landbouw en 646 PJ voor de gebouwde omgeving. Bij de industrie gaat het uiteraard om (veel) hogere temperaturen dan in de gebouwde omgeving. Veel van de energiescenario’s rekenen er op (of er mee) dat we er in slagen de ruimteverwarming goeddeels door warmwaterlevering te realiseren. Warm water uit de diepe ondergrond (geothermie) en restwarmte van de industrie zijn bruikbare bronnen. Dat zou dan met warmteleidingen en stadsverwarming moeten gebeuren. Het ligt dus voor de hand het netwerk uit te rollen in en vanuit gebieden waar een groot aanbod van restwarmte is en/of interessante geothermische voorkomens zijn én er een grote potentiële vraag is. Rotterdam/Europoort/Westland/Den Haag past bv prima in dit profiel. Er wordt genoeg restwarmte in de Nieuwe Waterweg geloosd om 3,5 miljoen huishoudens van warmte te voorzien. Meer nog dan het aantal huishoudens in de Metropoolregio als geheel. Een mooie volgorde der dingen zou dus zijn de fossiele industrie te vragen mee te investeren in de dure warmteleidingen en t.z.t. daarop geothermie aan te sluiten. Daarnaast is het Westland een flinke warmtevrager. De regio is bovendien gezegend met permeabele aardlagen op circa 2 tot 4 kilometer diepte, waardoor de geothermische potentie groot is. Alles bijeen voldoende om een ‘regional smart thermal grid’ uit te rollen.

 

1. Thermal grid

In een smart thermal grid kunnen vraag en aanbod op elkaar worden afgestemd en kunnen verschillende aanbieders warmte leveren. Het gaat aan de aanbodkant om water van verschillende temperaturen en ook aan de vraagkant zijn er verschillende temperaturen gewenst. Een ideale match wordt bereikt als aan de vraagkant kan worden gecascadeerd, d.w.z. dat in verschillende temperatuurtrappen restwarmte van hoogwaardig tot laagcalorisch optimaal wordt benut. Een voorbeeld van zo’n cascade: Zeer heet water uit de energiecentrale gebruikt als proceswarmte voor de zware Industrie, die zijn restwarmte levert aan de glastuinbouw, daarna gebruikt om een zwembad te verwarmen en vervolgens verder afgekoeld wordt gebruikt in een woning en tenslotte naar de landbouw. In de hele keten maakt de één gebruik van de restwarmte van de ander33 . Het bereiken van een dergelijke configuratie vraagt om uitgekiende ruimtelijke ordening en het nodige ‘loodgieterswerk’ voor het grid. Ook ruimtelijk relevant zijn de opslaginstallaties waar warmte van verschillende temperaturen tijdelijk kan worden opgeslagen en kan worden gedistribueerd34. Hiervoor kunnen mogelijk ook minder diepe aquifers in de ondergrond worden ingezet. In de regio Rotterdam worden met ‘De Nieuwe Warmteweg’ en de Zuid-Hollandse Warmterotonde de eerste stappen in deze richting gezet.

Dat gaat niet vanzelf. Er liggen een aantal uitdagingen op deze kansrijke weg. Nederland heeft na de ontdekking van ‘Slochteren’ een dicht gasnetwerk gebouwd en de ruimteverwarming geschiedt grotendeels met gasgestookte CV ketels. Een warmtenet moet deze positie geleidelijk overnemen, zeker nu het eigen aardgas langzaam opraakt, c.q. niet meer in grote hoeveelheden kan worden gewonnen vanwege het aardbevingsgevaar in het noorden. Dat gaat niet zonder slag of stoot. Mensen hechten aan keuzevrijheid van de consument (om op gas te kunnen blijven koken bijvoorbeeld). Verplichte aansluiting op een warmtenet stuit tegen de borst en wordt soms als monopolistisch neergezet. En consumenten willen ook kunnen prijsbewust kunnen kiezen tussen aanbieders van duurzame warmte. De warmtenetten zullen daarom opgesteld moeten worden voor verschillende, concurrerende aanbieders zodat er een heuse warmtemarkt ontstaat. Als bezwaar wordt ook wel ingebracht dat restwarmte in het warmte net niet van hernieuwbare bronnen afkomstig is. Je zou daarmee ‘kolenstroom’ prolongeren. Dit is o.i. een dogmatische kortzichtigheid die het betere tot een geduchte vijand van het goede maakt. Allereerst is het een productieve volgorde om nu van de fossiele industrie te eisen dat ze mee investeren in de dure infrastructuur van warmtenetten. Deze netwerken kunnen, als ze er eenmaal liggen, en de fossiele industrie uit-faseert, worden aangesloten op geothermische voorkomens in de diepe ondergrond, ook een hernieuwbare bron.

In de tweede plaats, industriële processen zullen ook in het post-fossiele tijdperk restwarmte produceren. Het zal zijn hoogwaardige warmte weliswaar onttrekken uit duurzame bronnen, bijvoorbeeld waterstof die afkomstig is van power-to-gas installaties die overschotten in elektriciteitsproductie converteren, maar ook dan zal restwarmte vrijkomen die als een waardevolle grondstof behandeld moeten worden. (Misschien wel minder restwarmte want bij de overgang van petrochemie naar biochemie zullen de procestemperaturen waarschijnlijk wat lager zijn en is dus ook de restwarmte calorisch lager).

Een warmtenet kan niet betaalbaar worden aangelegd als er onvoldoende ‘klanten’ zijn. Een probleem zijn hier de decentrale initiatieven die – hoe sympathiek vaak ook – het aantal klanten voor de warmteleiding verminderen. Denk aan het zelf boren van doubletten door individuele glastuinbouwbedrijven om in hun warm water voorziening te voorzien, blokverwarming via WKK installaties, zonneboilers op daken, et cetera. De overheid moet hier heldere keuzes maken en zich beseffen dat de emissiereducties niet gehaald gaan worden zonder een werkelijk duurzame oplossing van het ruimteverwarmings-verhaal. Overheden op verschillende niveaus staan dus voor een wezenlijke systeemkeuze. Een systeemkeuze die de enorme spanning tussen top-down en bottom-up initiatieven doorbreekt. Misschien moet er zelfs extra rugwind worden georganiseerd voor warmtenetten door een CO2 prijs of CO2 belasting in te voeren of directer, net als in Kopenhagen, een massieve ontmoediging van warmtelozing in havens in te zetten in combinatie van warmtelevering door vuilverbrandingsinstallaties. Het resulteerde daar in nog geen 10 jaar tot een warmtenet dat tot in Malmö reikt. Overigens ging dit beleid hand in hand met een verbod op individuele CV ketels.

Als de systeemkeuzes zijn gemaakt kan vanuit de kernregio’s met goed geïsoleerde buisleidingen (thermal backbones) restwarmte en aardwarmte over grotere afstand aangevoerd worden en nieuwe warmtenetten worden aangelegd. Langzaam maar zeker kan er zo een robuust warmtenetwerk ontstaan waar een grote diversiteit aan partijen warmte kan aanbieden en afnemen: het ‘Dutch Smart Thermal Grid35’. Er kan vanuit verschillende (duurzame) warmtebronnen zoals geothermie, zonneboilers en bio WKK’s warmte aan het smart grid worden toegeleverd. Een punt van nader onderzoek is bij welke dichtheid van warmtevragers het omslagpunt ligt om in te zetten op decentrale oplossingen (warmte-koude-opslag, warmtepompen, zonneboilers, individuele doubletten voor geothermie). Globale begrenzingen tussen beide strategieën zouden in de NOVI of een nationaal energieplan kunnen worden aangegeven.

 

2. Koeling

Bij koeling gaat het om productenkoeling (vrieshuizen, supermarkten) en ruimte-koeling of te wel airconditioning. We behandelen hier alleen het laatste aspect. Met het veranderen van het klimaat is ook in Nederland de kans op hittestress door het stedelijke hitte-eiland effect groter aan het worden. Dit is vanuit het energie-transitie beleid een beetje een blinde vlek. Hier is een uiterste inspanning nodig om koste wat kost te voorkomen dat airconditioning standaard wordt in elk huishouden, zoals dat voor nieuwe bedrijfsgebouwen sluipenderwijs gebeurd is. Nederland bevindt zich wat dat betreft op een tipping point. Volgen we – zoals gewoonlijk met een time-lag van zo’n dertig jaar – de ontwikkeling in de USA dan begint het proces met raaminstallaties die een kamer koelen al snel gevolgd door centrale systemen die het hele huis koelen. Dat slurpt niet alleen energie, bijna 20% (!) van het elektriciteitsgebruik in de US is te herleiden op airconditioning, het warmt de publieke ruimte verder op, met gevolgen voor het hitte-eiland-effect, waardoor de vraag naar airconditioning weer groter wordt en zo verder. Nee zeggen moet ook kunnen. Alles dimensioneren op de menselijke comfort temperatuurrange blijkt namelijk op lange termijn ernstige gezondheidsgevolgen te kunnen hebben. Het aanpassingsvermogen van ons lichaam aan hoge temperaturen wordt aangetast, gevoeligheid voor infectieziektes vergroot, astma en allergieën kan veroorzaken en door sommige wetenschappers zelfs als een van de oorzaken van de obesitas-epidemie wordt aangewezen36.

Wat kunnen we doen om dit kantelpunt te vermijden? Voorlichting, beprijzen, ontmoedigen, verbieden is de oplopende reeks die misschien afgelopen moet worden. Daarnaast is het van groot belang beleid (en voorlichting!) te richten op het klimaat-bewust ontwerpen van nieuwe stadsdelen en zorgen dat het met allerlei maatregelen aanpakken van het bestaande stedelijke weefsel prioriteit krijgt. Er is de laatste jaren veel know-how ontwikkeld en er zijn veel gebouwde voorbeelden hoe klimaat-bewuste nieuwbouw en herontwikkeling moeten worden aangepakt37.

Regelmatig updates ontvangen? Abonneer je op onze nieuwsbrief

0 Reacties

Geschreven door: Wij Maken Nederland
vr 4 jan

Meer inspiratie