De belangrijkste hernieuwbare energiebronnen zijn:
4.2 Warmtevoorziening in de gebouwde omgeving
4.2.1 Hoe kan het toekomstbeeld voor 2050 eruitzien?
Inleiding
De warmtevoorziening in de gebouwde omgeving is grotendeels gebaseerd op aardgas. Dit wordt wel beschouwd als het weinig efficiënt benutten van een hoogwaardige energiedrager. Het gaat immers vooral om relatief lage temperaturen en met gas kunnen ook veel hogere temperaturen worden opgewekt. De Raad voor de leefomgeving en infrastructuur heeft de toepassing voor lage-temperatuurwarmte als één van de vier energiefuncties aangeduid (Rli 2015). Daarbij gaat het om de warmtevoorziening voor woningen, voor utiliteitsgebouwen, kleine bedrijven in de gebouwde omgeving en de glastuinbouw. Een geïntegreerde oplossing voor deze afnemers van warmte kan tot efficiëntere oplossingen met veel minder gasgebruik leiden.
Volgens het Energieakkoord uit 2013 streven alle partijen naar een energieneutrale gebouwde omgeving in 2050 (SER 2013). Het concept van de nul-op-de-meter woning past daar bijvoorbeeld bij. Energieneutraal leidt wel tot flinke emissievermindering, maar onzeker is in welke mate precies en energieneutraal is geen garantie voor een emissie van nagenoeg nul. Er kan bijvoorbeeld worden gekozen voor meer
zonnepanelen met netto levering op het net in plaats van heel zware isolatie. Daardoor blijft in een energieneutraal concept verwarming op aardgas met bijbehorende uitstoot mogelijk. Op termijn moet dat ook worden verduurzaamd.
Het grootste deel van de woningen en gebouwen die er in 2050 zullen zijn, staat er nu al. Dat betekent dat de verandering van de warmtevoorziening vooral ook in bestaande woningen en gebouwen moet plaatsvinden. Dat is een zeer grote opgave: per jaar
VIER
VIER
moeten dan 200.000 woningen worden aangepakt en ruim 10.000 objecten van enige omvang in de utiliteitsbouw.
Varianten voor de technische uitvoering
De belangrijkste technische opties die een rol kunnen spelen bij het verwezenlijken van een warmtevoorziening in de gebouwde omgeving met minimale CO2-emissies zijn:
– Het verminderen van de warmtevraag door isolatie. Soms moeten woningen aan de buitenzijde volledig worden ingepakt en ontstaat dus een ander uiterlijk en groter volume.
– Het toepassen van andere verwarmingstechnieken en/of energiedragers: o Elektrische warmtepompen:
– 100 procent invulling van de warmtevraag van een woning met elektrische warmtepompen is voorbehouden aan nieuwbouw en ingrijpend
gerenoveerde woningen, aangezien goede isolatie en lage-
temperatuurverwarming zoals vloerverwarming nodig zijn. Tevens zijn er opslagvaten van enkele honderden liters per huishouden nodig om warm tapwater op te slaan.
– Een alternatief voor ingrijpende renovatie is om de piekvraag (op koude dagen) op te vangen met gasgestookte CV-ketels. Dan gaat het om zogenoemde hybride systemen, met nog steeds aanzienlijk gasgebruik (circa de helft van 100 procent CV). In de utiliteitsbouw hebben alle toepassingen in de huidige praktijk een gasketel als back-up.
– Toepassing van warmtepompen in de utiliteitsbouw kan voor de opwekking van warmte en koude (voor koeling) met warmte-koudeopslag (WKO). o Warmtenetten, gevoed met CO2-arme warmte, zoals aardwarmte (geothermie)
of benutting van bodemwarmte met grotere warmtepompen, warmte uit biowarmtekrachtkoppeling of fossiele centrale met CCS; restwarmte van bedrijven kan een minder zekere bron van warmte zijn door afhankelijkheid van bedrijfsontwikkelingen; warmtenetten zijn vooral te overwegen in gebieden waar dichte bebouwing en warmtebronnen in elkaars relatieve nabijheid zijn. o Groen gas uit biomassa of uit power-to-gas; het toekomstige aanbod is echter
onzeker (zie paragraaf 4.6).
Daarnaast is een belangrijke optie in de gebouwde omgeving het opwekken van hernieuwbare elektriciteit met zonnepanelen. Deze optie vermindert niet direct de emissies bij de verwarming van de woningen en gebouwen, maar draagt wel bij aan een emissievrije elektriciteitsproductie in Nederland (zie ook paragraaf 4.5) en vormt in de praktijk een belangrijk element van energieneutrale woningen en gebouwen.
In de glastuinbouw is het toekomstbeeld de klimaatneutrale kas. Ook daarvoor zijn bovenstaande technische opties in beeld, naast specifieke maatregelen voor energiebesparing. Daarbij geldt dat de glastuinbouw naast warmte en licht ook CO2
VIER
Betrokken actoren
De transitie in de gebouwde omgeving vraagt betrokkenheid van vele actoren en brengt uitdagingen met zich voor de organisatie die nodig is. Diverse van die actoren kunnen een andere rol krijgen:
– Energieleveranciers gaan mogelijk grote investeringen doen in de aanleg van warmtenetten en in elektrificatie bij hun klanten. Zij zijn mogelijk beter samen met de klanten in staat technische opties af te wegen. Zij kunnen daarmee meer in de rol komen van aanbieders van de dienst warmtevoorziening (warmtebedrijven), niet alleen bij warmtenetten, maar ook bij elektrificatie.
– Netbeheerders hebben als wettelijke taak om elektriciteitsnetten en gasnetten aan te leggen en te onderhouden en alle gebouwen hierop aan te sluiten. De Autoriteit Consument & Markt (ACM) kan beheerders van gasnetten ontheffen van deze verplichting in gebieden waar een warmtenet is of waar plannen bestaan er een aan te leggen. Het ligt in de rede dat een dergelijke ontheffing ook geldt voor gebieden waarin is gekozen voor all electric, en waar een verzwaard elektriciteitsnet wordt aangelegd.
– Voor eigenaren-bewoners van bestaande woningen telt vooral dat comfort tegen aanvaardbare kosten gegarandeerd is. Er moet voldoende vertrouwen zijn in de technologie. Daar is nog wel een wereld te winnen. Nieuwe systemen kunnen kinderziektes hebben of mogelijk andere nadelen hebben voor de bewoners. Veranderingen ondervinden weerstand en kosten tijd.
– Gemeenten hebben grote invloed op de aanleg van energie-infrastructuur en kunnen een regierol nemen bij de uitrol van alternatieve warmtevoorzieningsinfrastructuur in hun gemeente. Gemeenten kunnen een belangrijke rol vervullen in het creëren van draagvlak onder de bevolking.
– Woningcorporaties kunnen een belangrijke rol spelen bij het verduurzamen van hun voorraad woningen en gebouwen en het creëren van draagvlak onder hun huurders voor de komst van een alternatieve warmtevoorzieningsinfrastructuur. Zij zijn in potentie een belangrijke partner voor de Rijksoverheid om ervoor te zorgen dat nieuwe arrangementen passen in het rijksbeleid en aantrekkelijk zijn voor huurders. – De Rijksoverheid kan sturend optreden richting gemeenten, geeft de
randvoorwaarden voor duurzaamheid en dus voor broeikasgasemissies en voor een sociaal gewenste verdeling van de kosten (en dus de prijs van warmte).
– Installateurs spelen een grote rol als adviseur richting woningeigenaren. Opleiding en het opdoen van ervaring gericht op nieuwe technieken ondersteunen de
vernieuwing.
– De Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM) bouwt de huidige activiteiten (opsporen en produceren van aardolie en aardgas) waarschijnlijk op termijn af. De NAM kan kennis en ervaring inzetten voor de exploitatie van (diepe) aardwarmte.
– Glastuinbouwbedrijven zijn grootverbruiker van warmte, licht en CO2, maar in de
huidige praktijk ook initiatiefnemers van geothermieprojecten en daarmee soms ook aanbieders van warmte voor warmtenetten.
VIER
VIER
De potentiële klimaatwinst
Als de gebouwde omgeving (woningen en utiliteitsbouw) naar een emissie van
nagenoeg nul zou gaan, dan betekent dat een vermindering ten opzichte van de huidige situatie met circa 25 megaton CO2. Voor klimaatneutrale kassen komt dat neer op bijna
7 megaton CO2. Echter, helemaal geen emissie is bepaald geen eenvoudige opgave.
We geven hier een indicatie van wat er met specifieke maatregelen kan worden bereikt.
Energiebesparing met isolatie
De kosten per type maatregel voor isolatie kunnen aanzienlijk verschillen. Ter indicatie: isolatie tot het niveau van label B-woningen leidt tot een besparing met ruim 30 procent tegen kosten van 36 euro per ton CO2 (Schepers et al. 2015). Bij hoge isolatie (tot label
A+) kan het gasgebruik met 56 procent worden teruggebracht. Hier zijn hoge kosten aan verbonden (gemiddelde investeringskosten per woning van 14.000 tot 34.000 euro; ordegrootte 500 euro per ton CO2 (Schepers et al. 2015). Bij de huidige energieprijzen
is een dergelijk vér-gaande isolatie niet rendabel. Op termijn kan dit door leereffecten mogelijk wel goedkoper worden uitgevoerd. De energiebehoefte van de glastuinbouw kan tot 2050 met bijna 40 procent afnemen door een combinatie van areaalkrimp, de toepassing van energiebesparende kassen en energiebesparende teeltmethoden (Schepers et al. 2015).
Geothermie (warmtenetten)
Omdat de winbare hoeveelheid warmte pas bekend is als ter plekke een boring is verricht, zijn schattingen van het Nederlandse potentieel zeer onzeker. TNO (2010) schat dat er 150 petajoule per jaar gedurende honderden jaren kan worden gewonnen. Het is niet duidelijk of daarbij rekening is gehouden met de dichtheid van de bebouwing of de aanwezigheid van glastuinbouw rondom de bron, met andere woorden: of het potentiële warmteaanbod van de ondergrond rendabel via een warmtenet kan worden gedistribueerd aan voldoende afnemers.
Het ECN (2015) geeft een indicatie van de kosten per eenheid geproduceerde aardwarmte. Daarbij worden basisbedragen berekend voor hernieuwbare-
energietechnieken die in aanmerking komen voor SDE+-subsidie. Geothermieprojecten met een diepte tussen 500 en 3.500 meter komen in aanmerking voor een basisbedrag van 0,056 euro per kilowattuur, oftewel 15,6 euro per gigajoule. Dat bedrag geeft een indicatie voor de productiekosten van aardwarmte, maar transport- en
distributiekosten zijn daar nog niet in meegenomen. Ter vergelijking: de
productiekosten (exclusief energiebelasting) voor de productie van 1 gigajoule warmte met aardgas in een HR107-ketel bedragen ongeveer 11,7 euro.
Elektrische warmtepompen
Warmtepompen maken gebruik van omgevingswarmte. Het rendement van warmtepompen – het aantal eenheden warmte dat per eenheid gebruikte energie wordt geleverd – wordt meestal aangeduid met de term ‘Coefficient of Performance’ (COP). Bij elektrische warmtepompen is de gemiddelde COP voor ruimteverwarming en warmtapwaterbereiding ongeveer 3 tot 4. Omgevingswarmte is er voldoende, zij het
VIER
dat er bij de benutting van warmte uit grondwater door diverse bronnen op een bepaald oppervlak ruimtelijke beperkingen kunnen zijn. Technisch gezien kan in de toekomst de warmtevraag van alle woningen met elektrische warmtepompen worden ingevuld. Tegenover de lagere energiekosten staat dan een investering die een factor 4-10 hoger ligt dan voor een HR-ketel. De beperkingen zitten in bijkomende hoge kosten voor renovatie (vloerverwarming) in bepaalde situaties. Hybride systemen vormen dan een alternatief.
Groen gas
Het toekomstige aanbod kan aanzienlijk zijn, maar is ook uiterst onzeker (zie daarvoor paragraaf 4.6)