Kennisnetwerk over de leefomgeving

Momentum voor het warmtenet
Frank Suurenbroek, Renée Heller

di 5 december 2017
artikel

Het overschakelen op warmtenetten is een cruciaal onderdeel binnen de energietransitie om onze steden in de toekomst robuust en energieneutraal te maken. In de afgelopen jaren is sterk ingezet op zonnepanelen en de isolatie van gebouwen en daar zal in de komende jaren ook de uitbreiding van lokale warmtenetwerken bij moeten komen.

Vanwege een combinatie van drie ontwikkelingen ontstaat  momentum:
1) de beleidskeuze voor een gasloze stad in 2050, mede gedragen door het regeerakkoord en de doelstellingen voor Parijs nopen tot snelheid
2) de invoering van de Omgevingswet in 2021 betekent dat provincies en gemeenten de komende jaren integrale ruimtelijke structuurkeuzes maken in hun Omgevingsvisies
3) de explosieve toename van het aantal (grootschalige) gebiedsontwikkelings- en herontwikkelingsprojecten zorgt voor concrete ruimtelijke projecten met een juiste schaal om warmtenetten aan te leggen.

De keuze voor een warmtenet is echter geen vanzelfsprekend onderdeel van de traditionele ruimtelijke ordening, laat staan van individuele concrete gebiedsontwikkelingsprojecten. Vanwege het momentum is het derhalve cruciaal om de dilemma’s en mogelijke oplossingsrichtingen voor de aanleg van warmtenetten juist nu opnieuw voor de praktijk van de ruimtelijke ordening te ontsluiten. 

In deze bijdrage proberen we precies dit te doen. Het artikel is hierbij als volgt opgebouwd. Eerst introduceren we de nieuwe generatie warmtenetten – en meteen ook ons driejarig actie-onderzoek HeatNet, waarbij we de implementatie van zes warmtenetpilots in Noordwest-Europa volgen en evalueren (zie kader over HeatNet). Vervolgens schetsen we de vier te verwachten barrières en de oplossingsrichtingen die we zien ontstaan. We sluiten onze bijdrage af met enkele aanbevelingen op structuurniveau en enkele praktische handreikingen op projectniveau. De transitie naar een gasloze en CO2 neutrale samenleving redden we niet alleen met het energiezuinig maken van gebouwen. Er blijft een warmtevraag (tapwater en woningverwarming) waarin moet worden voorzien. Niet alles kan of hoeft elektrisch, zeker niet als er in de omgeving beschikbare bronnen voor restwarmte aanwezig zijn. Er is nu al te weinig dakoppervlak op appartementengebouwen en flats om aan de elektriciteitsvraag te voldoen. Als we in de toekomst meer warmtepompen en elektrische auto’s gaan gebruiken neemt de vraag hiernaar alleen maar toe. Recente rapporten laten zien dat het kosteneffectiever (Hoogervorst 2017; Vliet e.a. 2016; Blom e.a. 2014) is om voor sommige stedelijke locaties collectieve installaties te gebruiken waarmee warmtebronnen en gebruikers op gebiedsniveau worden gekoppeld, in plaats van verregaande isolatie en elektrificatie. Voor andere plekken is elektrificatie juist wel weer een passende oplossing.

Foto: Pascal Moors

Met name in en rondom steden liggen vele (rest)warmtebronnen, zoals industrie, elektriciteits- of afvalcentrales, waarvan de warmte anders verloren gaat door de schoorsteen. De bestaande grote warmtenetten in Amsterdam, Rotterdam en Utrecht gebruiken dit type restwarmte. Kenmerkend is het gebruiken van zogenaamde hoge temperatuurnetten, in het jargon: de derde generatie warmtenetten (Lund e.a. 2014) Recent wordt echter ook gewerkt met nieuwe vierde generatie warmtenetten. Hierbij gaat het om netten met veel lagere temperaturen, van 30°C tot 70°C Door te werken met lagere temperaturen wordt een groter aantal beschikbare duurzame bronnen ontsloten, is verlies in het net lager en zijn er kleinere pijpdiameters en minder pompenergie nodig. Het pilotproject Mijnwater in Heerlen is een voorbeeld waarbij de lagere temperatuur warmte uit de oude mijnschachten wordt gebruikt voor kantoren en woningen. De schaal en omvang van de te koppelen gebouwen is afhankelijk van de bron, maar kan door het verbinden van warmtenetwerken en of bronnen geleidelijk worden vergroot.

Koppeling met gebiedsontwikkeling: barrières en oplossingen

Een warmtenet lijkt vooral een technische opgave, maar de kans op een succesvolle toepassing wordt groter als het een actief integraal onderdeel van de ruimtelijke ordening en gebiedsontwikkeling vormt. Ten eerste toont de gebiedsontwikkeling literatuur dat de transfer van complexere ambities een actieve procesgang vereist om van ambitie tot uitvoering te komen (zie o.a. Salet 2008; De Rooy 2009; Teisman 2009). Ten tweede vraagt de implementatie van warmtenetten een integraal perspectief om de te verwachten barrières op te lossen. Onderstaand schetsen we de vier gangbare barrières die ook de pilots van HeatNet ervaren en enkele oplossingsrichtingen die ze daarvoor onderzoeken.

1. Consument en keuzevrijheid

Dit is een cruciale culturele barrière bij de ontwikkeling van warmtenetten. De oplossing voor deze barrière ligt zowel bij de organisatie van het proces als bij de arrangementen van het eindproduct. Binnen de pilots van HeatNet blijkt uit de stakeholderanalyse dat de meeste projecten nog niet in contact zijn met de beoogde eindgebruikers. De pilots hebben nu acties in hun proces opgenomen om deze stap te zetten, zo zijn in Kortrijk en Aberdeen ‘warmtenet-ambassadeurs’ aangesteld. De afgelopen decennia is bij de verduurzaming van de bouw met soortgelijke culturele barrières veel ervaring opgedaan. In het Energiesprongprogramma blijkt bijvoorbeeld dat woningcoöperaties die hierbij goed met de bewoners samenwerkten veel meer succes in hun project realiseren.

Een deel van de oplossing ligt echter daarnaast in het arrangement van het warmteproduct voor de eindgebruikers. Bij de ontwikkeling van warmtenetten is Denemarken een goed voorbeeld. Daarin zijn in sommige gevallen eindgebruikers aandeelhouder van hun lokale warmtenet en hebben daarmee inspraak in het besturen en functioneren van het net (Chittam e.a. 2014).

2. Robuustheid en leveringszekerheid

Leveringszekerheid is bij iedere energievoorziening belangrijk en zeker als er een nieuwe infrastructuur wordt aangelegd. Binnen de bestaande warmtenetten blijkt de robuustheid geen probleem, maar met de 4e generatie warmtenetten wordt de leveringszekerheid door het gebruik van lage temperatuur aanzienlijk vergroot. Er zijn veel meer bronnen beschikbaar waaruit lage temperatuur gewonnen kan worden. De pilots binnen HeatNet hebben daarom een back-up installatie. In Heerlen, Boulogne-sur-Mer en Kortrijk wordt bovendien de stap gezet om losse netten te koppelen waardoor meerdere bronnen en buffers worden gekoppeld, wat de flexibiliteit, regelbaarheid en de robuustheid vergroot. 

HeatNet

HeatNet is een samenwerkingsproject tussen zes pilots waarin wordt gewerkt aan de introductie en demonstratie van 4e generatie warmtenetten in Noord West Europa. Deze zijn gesitueerd in Dublin, Heerlen, Kortrijk, Plymouth, Aberdeen en Boulogne sur Mer. De kennispartners in het samenwerkingsproject zijn Codema, HvA, UGent, Les 7 Vent, EnergyCities, Leijedal, CAP2020 en Cerema. HeatNet wordt gecofinancierd door het Europese Interreg North-West Europe programma.
De projectinvesteringen zijn voor de fase van 2016 tot 2019 11,5 miljoen euro.

3.Omvang en groei

Warmtenetten zijn een oplossing op gebiedsniveau, maar de schaalgrootte van een netwerk kan al vanaf enkele tientallen aangesloten gebouwen. De minimale voorwaarde is een te koppelen restwarmtebron (aanbodzijde) en voldoende dichtheid aan gebouwen (vraagzijde).  Dit omdat het transporteren van warmte over grotere afstanden een zekere schaal van de afname vereist om niet te veel warmte te verliezen. De mogelijkheden voor warmtenetten zijn uit te drukken in kengetallen voor een minimale warmtedichtheid en maximale afstand tot de productie-eenheid. Er is in de Europese Peta atlas gemaakt in het HeatRoadmap Europe project, op kaarten na te gaan waar restwarmtebronnen zijn en voldoende warmtedichtheid is. Deze warmtepotentieel kaarten zijn ook door de partners in het HeatNet-project gemaakt. 
Binnen de pilots is gestart met een klein en overzichtelijk aantal institutionele partners als universiteiten, ziekenhuizen en corporaties. De gebouwen, bron en grond zijn daarbij in het bezit van een compact aantal partijen. In de initiatieffase wordt echter ook de mogelijke schaalsprong verkend. Warmtenetten kunnen geleidelijk worden verknoopt tot grotere samenhangende netwerken van bijvoorbeeld 100.000 gebouwen. 

4. Businesscase en businessmodel

De aanleg van warmtenetten is een grote (voor)investering. Er zijn meerdere transities op gebieds- en gebouwniveau noodzakelijk. De realisatie van warmtenetten lijkt te vergelijken met de grootschalige aanleg van de belangrijkste nutsvoorzieningen van de stad aan het einde van de 19e eeuw. Deze werden ook ten tijde van intensieve ruimtelijke ontwikkelingen aangelegd en beschouwd als het grondwerk die de juiste condities voor de moderne stad organiseert. De hedendaagse warmtenetten zijn onderdeel van het “grondwerk” om de steden met de energietransitie toekomstbestendig te maken. Ten behoeve van een sluitende businesscase zijn de volgende drie (samenhangende) strategieën te verkennen.

a. De aanleg van een lokaal warmtenet is een structuuringreep voor decennia. Als zodanig is het een onderdeel van de energietransitie waarbij de maatschappelijke kosten baten (MKBA) het passende referentiekader vormt en niet de gasprijs, zoals nu dikwijls het geval is. Voorbeelden van MKBA-studies voor warmtenetten zijn op meerdere plekken beschikbaar en blijken rendabel (zie o.a. Blom e.a. 2014; Hoogervorst 2017).

b. Draagvlak vanuit de overheid en vanuit de toekomstige gebruikers is cruciaal. Denemarken is hiervoor een leerzaam voorbeeld. De politieke ambitie vormde een belangrijke aanjager in de transitie naar een energiesysteem dat voor 63% uit collectieve warmte en voor 48% hiervan uit duurzame energie bestaat (Gerdvila 2017; Chittum 2014). In de pilot van Aberdeen zien we een andere stimulans van de overheid. De Schotse wet verplicht elektriciteitscentrales om een deel van de restwarmte productief in te zetten. Ten slotte blijkt in de andere pilots dat de lokale overheid bij uitstek een belangrijke rol kan spelen. Politieke publiekelijke steun beïnvloedt sterk de voorspoedige aanleg van het warmtenet. 

c. In de ruimtelijke ordening zouden we de Omgevingswet – en met name de Omgevingsvisie  moeten inzetten. Dit om op structuurniveau de mogelijke gebieden voor nieuwe warmtenetten te selecteren en de aanleg van een warmtenet als onderdeel van het programma van eisen mee te geven. Daarnaast bieden grootschalige gebiedsontwikkelingsprojecten de kans om een deel van de investeringen van het gezamenlijke warmtenet in de gezamenlijke kosten van de gebiedsontwikkeling op te lossen.

Conclusies

Als onderdeel van de energietransitie bieden warmtenetten een belangrijke kans om stedelijke gebieden die geografisch nabij geschikte duurzame bronnen liggen structureel van warmte te voorzien. De aanleg van warmtenetten is een duurzame structuuringreep en vraagt daarmee een overheid die de aanleg steunt en daarvoor de juiste condities schept. In zekere zin is de aanleg van warmtenetten vergelijkbaar met de modernisering van de 19e-eeuwse stad. We kunnen en moeten nu de condities voor de toekomstige stad gereed maken.


Warmtenetten zijn juist in stedelijke gebieden een noodzakelijk onderdeel van de energietransitie. Met alleen het isoleren en de aanleg van zonnepanelen en windmolenparken kunnen we immers niet volledig duurzaam aan de toekomstige vraag naar energie en warmte voorzien. Zeker niet als het elektrisch rijden ook doorzet.
Praktisch vereist de aanleg van warmtenetten ingrepen op zowel gebieds- als gebouwniveau. De huidige ontwikkelingen in de ruimtelijke ordening bieden daarom een kans om ook de aanleg van warmtenetten mee te koppelen. Met de gemeentelijke Omgevingsvisie kunnen op structuurvisie-niveau de locaties die het beste geschikt zijn voor de transitie naar warmtenetten worden aangewezen. De concrete gebiedsontwikkelingsprojecten bieden vervolgens de kans om de ingreep te integreren met de ingrijpende werken die toch al op gebouw en gebiedsniveau worden ondernomen. 
Vanwege de nieuwe Omgevingswet, de voornemens in het regeerakkoord en de gebiedsontwikkelingsprojecten kan de lokale politiek het voortouw nemen en de juiste facilitering en condities scheppen. Opdat het vervolgens ook samen met ontwikkelaars en de toekomstige eindgebruikers wordt vormgegeven.

 

Literatuur

Blom, M.J., S.J. Aarnink, J. Roos & K. Braber (2014), MKBA Warmte Zuid-Holland. Delft: CE Delft.

Chittum, A. & P. A. Østergaard (2014), ‘How Danish communal heat planning empowers municipalities and benefits individual consumers’, in: Energy Policy, Vol.74, pp. 465-474.

Gemeente Haarlem en G32 (2016), Vergelijkend Rapport Omgevingswet. Haarlem: Gemeente Haarlem.

Gerdvila, S. (2017), Executive summary in District heating country by country, Brussels: Euro Heat & Power.

Hoogervorst, N. (2017), Toekomstbeeld klimaatneutrale warmtenetten in Nederland. Den Haag: Planbureau voor de Leefomgeving.

Lund, H., S. Werner, R. Wiltshire, S. Svendsen. E. Thorsen, F. Hvelplund & B.V. Mathiesen (2014), ‘4th Generation District Heating (4GDH): Integrating smart thermal grids into future sustainable energy systems’, In: Energy 68, pp 1-11.

Naber, N., B. Schepers, M. Schuurbiers & F. Rooijers (2016), Een klimaatneutrale warmtevoorziening gebouwde omgeving – update 2016. Delft: CE Delft.

Persson, U., B. Möller & S. Werner (2014), Heat Roadmap Europe: Identifying strategic heat synergy regions, in: Energy Policy, Vol. 74, pp. 663–681.

Rooy, Peter van (2009) Nederland boven water: prakt?kboek gebiedsontwikkeling II. Gouda: Habiforum; Den Haag: NIROV.

Salet, W.G.M. (2008), ‘Rethinking Urban Projects: Experiences in Europe,’ in: Urban Studies, Vol 45, pp. 2343?2363.

Surmeli-Anac, A., J. Grözinger, J. van Tilburg & M. Offermann (2016), Delivering the Energy Transition: What Role for District Energy. Utrecht: Ecofys.

Teisman, G.R. (2009) ‘Krachtdadig in een complex actieveld’. In: Ruimte in ontwikkeling. Eindrapportage Habiforum. Den Haag: Habiforum, pp. 18?29.

Vliet, E. van, J. de Keijzer, E. Slingerland, J. van Tilburg, W. Hofsteenge & V. Haaksma (2016), Collectieve warmte naar lage temperatuur: Een verkenning van mogelijkheden en routes. Utrecht: Ecofys en Greenvis.

www.bewonerscommunicatie.com/wp-content/uploads/Tevreden_bewoners_DEF-2-1433240342-3.pd

www.heatroadmap.eu/peta.php

www.nweurope.eu/projects/project-search/heatnet-transition-strategies-for-delivering-low-carbon-district-heat/

www.omgevingswetportaal.nl

www.pico.geodan.nl

 

Dr. Frank Suurenbroek
Lector Bouwtransformatie
Hogeschool van Amsterdam | Faculteit Techniek | Weesperzijde 190 | 1097 DZ Amsterdam
T +31 (6) 21157563 | E  f.suurenbroek@hva.nl

 

Dr. Renee Heller
Hoofddocent Sustainable Energy Systems
Hogeschool van Amsterdam / Faculteit Techniek / Weesperzijde 190 / 1097 DZ Amsterdam
T 06 21157675 / E e.m.b.heller@hva.nl

Reacties

xMet het invullen van dit formulier geef je Ruimte en Wonen en relaties toestemming om je informatie toe te sturen over zijn producten, dienstverlening en gerelateerde zaken. Akkoord

Copyright 2018 Aeneas Media

Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie AccepterenWeigeren