Visie

Grootschalige warmtenetten

Problemen met grootschalige warmtenetten

Inleiding

Voor de warmtetransitie van de gebouwde omgeving zijn collectieve opties (met warmtenetten) belangrijk.

Een belangrijk aspect hierbij is vaak onderbelicht: het temperatuurniveau van de warmte. Daarnaast is de focus voornamelijk gericht op grootschalige warmtenetten (meer dan 1500 aansluitingen), ook wel stadsverwarming genoemd. Het kernprobleem is dat deze netten warmte vragen van minimaal 100°C als input, anders komt de warmte te lauw aan bij de woningen. Op die temperatuur zijn helaas geen hernieuwbare bronnen beschikbaar of zijn deze niet op een efficiënte wijze in te zetten. Hieronder worden de energetische problemen verder beschreven.

Probleem: hoge temperatuur bronnen

Momenteel wordt grootschalige warmte voornamelijk geleverd vanuit elektriciteitscentrales (op gas en nog een beetje kolen). Deze bronnen zijn niet duurzaam en daarmee niet geschikt voor de warmtetransitie.

Dit geldt ook voor afvalverbrandingsinstallaties. Investeringen in (uitbreiding van) warmtenetten, die voor minimaal 30 jaar gedaan worden, staan daarnaast haaks op circulariteitsdoelen.

Als alternatief is ingezet op verbranding van houtachtige biomassa. Over de duurzaamheid hiervan is veel discussie. De regering heeft besloten hiervoor, omdat het laagwaardige warmte maakt, geen subsidie meer te verstrekken. Dus als het gesubsidieerde hout is opgestookt, levert deze vorm ook geen bijdrage meer. Andere alternatieve bronnen die op deze temperatuur kunnen leveren zijn discutabel.

Geothermie vraagt veel hoogwaardige energie: veel bijstook is nodig omdat vraag en aanbod niet matchen. Het levert als bijproduct fossiel gas en de bronnen moeten na een bepaalde tijd vervangen worden. Hoe hoger de temperatuur moet zijn, hoe dieper geboord moet worden, hoe meer pompenergie nodig is en hoe meer bijvangst met fossiel gas.

Restwarmte van datacenters komt op ongeveer 25°C beschikbaar en vraagt onnodig veel extra energie om als input voor grootschalige warmtenetten te dienen.

Elektrische boilers die het overschot aan hernieuwbare wind- en zonne-elektriciteit omzetten in warmte, werken in grootschalige netten aanzienlijk minder efficiënt dan wanneer die warmte met een warmtepomp wordt gemaakt.

Zonnewarmte op deze temperatuur in een warmtenet voeden, gebeurt met een laag rendement.

En opslag van warmte om vraag en aanbod op elkaar af te stemmen levert extra hoge verliezen op deze temperatuur.

En dan industriële restwarmte: die is op 100°C voornamelijk beschikbaar in het industriegebied van Rotterdam. Daar wordt het anders weggegooid en is daarom op papier hernieuwbaar. Via Warmtelinq worden 120.000 woningen straks van deze warmte voorzien. Maar het is niet duidelijk waar die warmte vandaan komt en hoeveel hoogwaardige energie het kost om het in de woningen beschikbaar te maken. Terwijl de investering voor minimaal 30 jaar wordt gedaan, is onduidelijk hoe de fossiele oorsprong van die warmte verandert naar hernieuwbaar. We mogen toch hopen dat de warmtetransitie ook bij de industrie zal plaatsvinden.

Probleem: verliezen

Hoe hoger de benodigde temperatuur in het warmtenet, hoe hoger het verlies en hoe meer hoogwaardige energie (gas en elektriciteit) nodig is om gebouwen te verwarmen.

Het verlies aan warmte in grootschalige warmtenetten is hoog. In 2022 was het verlies 36% van de warmtevraag van gebouwen aangesloten op een groot warmtenet[1].

Meestal worden lagere percentages genoemd, maar dan gaat het om het verlies t.o.v. de bruto productie. Ook nieuwe warmtenetten hebben hoge verliezen, zeker als het aandeel grondgebonden woningen hoog is.

Een ander probleem is dat het rondpompen van warmte in deze netten relatief veel elektriciteit kost.

[1] Duurzaamheidsrapportage Warmtenetten 2022 Expertise Centrum Warmte: Verlies t.o.v. brutoproductie is 26% maar t.o.v. de nettovraag is het 36%.

Probleem: veranderende elektriciteitsproductie

Ondertussen is de elektriciteitsmarkt veranderd en wordt steeds meer decentraal en hernieuwbaar opgewekt. Dat maakt dat steeds vaker geen elektriciteit in de bewuste grootschalige centrales wordt opgewekt terwijl er wel warmtevraag is. Op die momenten wordt stadsverwarming gemaakt uit aardgas met een heel laag rendement. Grootschalige warmtenetten zijn het paard achter de wagen geworden.

Voorbeeld lock in

De Amercentrale voorziet meer dan 50.000 huishoudens in de regio Tilburg en Breda van warmte. De centrale is eigendom van RWE en verbrandt kolen en biomassa. Kolen mogen niet meer per 2025 verstookt worden en de subsidie voor biomassa stopt per 2027. Per dan stopt ook de leveringsovereenkomst met warmteleverancier Ennatuurlijk. Er zijn nog steeds geen concrete plannen voor continuering van warmtelevering aan de huishoudens.

Probleem: steeds zuiniger gebouwen

Gebouwen worden steeds zuiniger, o.a. omdat de isolatiegraad van woningen steeds meer toe neemt. Hierdoor is het gasverbruik voor woningen 33% gedaald in de laatste drie decennia.

Het energieverbruik in grootschalige warmtenetten is niet afgenomen. In grootschalige netten moet het hele systeem (incl. verliezen) met minimaal 100°C worden gevoed. Dit terwijl de gebouwen steeds minder warmte vragen. De verliezen in het net blijven in absolute zin gelijk.

Daarnaast kan de aanvoertemperatuur voor ruimteverwarming steeds lager: voor ruimteverwarming is dat 70°C met radiatoren en 35°C met vloerverwarming. 

De dalende warmtevraag en de dalende aanvoertemperatuur voor ruimteverwarming maken dat levering met een grootschalig warmtenet steeds minder passend is voor gebouwen. De vraag naar koude neemt daarentegen steeds meer toe. Hier bieden grote warmtenetten geen oplossing voor.

 

 

Nieuwbouwwoningen zijn zelfs bijna energieneutraal. Het verbruik van nieuwe woningen is ongeveer gelijk aan het verlies in een grootschalig warmtenet. Toch worden nog steeds veel nieuwbouwwoningen op zo’n warmtenet (met onnodig hoge aanvoertemperatuur) gekoppeld, terwijl er meerdere efficiëntere alternatieven zijn.

Grootschalige warmtenetten verduurzamen

Omdat warmte uit fossiele bronnen niet duurzaam is, is opgenomen in het Klimaatakkoord en de concept Wet Collectieve Warmtevoorziening dat warmtenetten verduurzaamd moeten worden. Het doel is om per eenheid warmte op termijn minder CO2 uit te stoten. Maar hieronder liggen geen plannen waardoor onduidelijk is wie wat gaat doen.

 

Het nadeel van warmtenetten is dat de temperatuur van het warmtenet voldoende moet zijn om de zwakste schakel (gebouw met minste isolatie) te bedienen. Hoe groter het warmtenet hoe meer warmte verloren gaat voor gebouwen die eigenlijk aan een lagere temperatuur voldoende hebben.

Momenteel worden proeven gedaan met verlaging van de aanvoertemperatuur van gebouwen. Voor veel gebouwen zal het mogelijk zijn om de temperatuur te verlagen. Maar voordat de temperatuur van het warmtenet omlaag kan, moet dat voor alle aangesloten gebouwen gelden.

Een probleem is dat bij een temperatuurverlaging in een net de diameters van de leidingen vaak groter moeten worden. Dat maakt het heel lastig om grootschalige netten te verduurzamen. Dat is ook de les in andere landen die meer collectieve warmtesystemen hebben. Daar hebben ze eerst hoge temperatuur collectieve warmtesystemen uitgerold en deze systemen moeten nu met de bijbehorende kosten worden aangepast.

Kortom

Grootschalige warmtenetten vragen om een temperatuur van minimaal 100°C als input.

Op deze temperatuur zijn helaas geen hernieuwbare bronnen beschikbaar of moeten hernieuwbare bronnen met een onnodig laag rendement ingezet worden.

Daarnaast zijn de verliezen in deze netten hoog en is veel hoogwaardige energie (gas en elektriciteit) nodig om de warmte in gebouwen te krijgen.

Door verandering van de elektriciteitsmarkt kunnen grootschalige elektriciteitscentrales minder warmte aan warmtenetten leveren. Er zijn wel ideeën, maar geen concrete plannen om dit op te lossen.

Grootschalige warmtenetten kunnen niet goed mee met de steeds zuiniger gebouwen en de toenemende koudevraag.

Het verduurzamen van grootschalige warmtenetten is lastig, omdat alle gekoppelde gebouwen moeten worden aangepast.

Verdergaande isolatie (hier niet behandeld) is daarnaast heel belangrijk.