Vraag, aanbod en flexibiliteit

27 200140 - Systeemstudie energie-infrastructuur Zuid-Holland - December 2020

4 Vraag, aanbod en flexibiliteit

De scenario’s zijn uitgewerkt tot een dataset met vraag en aanbod van alle energiedragers in alle sectoren uitgesplitst op buurtniveau. In dit hoofdstuk presenteren we daar de uit-komsten van op het niveau van heel Zuid-Holland. We doen dit in termen van energievraag en -aanbod (petajoule per jaar), wat goed het beeld van de energietransitie weergeeft, maar voor de impact op de netten gaat het uiteindelijk om de piekvermogens (megawatt).

Na het beschrijven per sector van energievraag en per energiedrager van energie-aanbod per sector gaan we ten slotte in op flexibiliteit en piekvermogens. In Paragraaf 4.3 staat een overzichtstabel. In de Bijlagen E tot en met I staat een uitgebreidere omschrijving van de aannames per sector.

4.1 Energievraag

Het energiesysteem heeft in elk 2050-scenario een ander accent. De ontwikkeling verschuift van het huidige systeem dat op fossiele brandstoffen/energiedragers is gebaseerd, naar klimaatneutraal in de 2050-scenario’s. Figuur 7 geeft de verschuivingen weer in de diverse scenario’s, per sector en per energiedrager. In de volgende paragrafen gaan we per sector dieper in op de ontwikkeling van de vraag.

Figuur 7 - Vraag per sector en per energiedrager (PJ/jaar)*

* M = methaan, E = elektriciteit, H = waterstof, W = warmte¹⁵, GO = gebouwde omgeving, MOB = mobiliteit, IND = industrie, LTB = land- en tuinbouw.

De hier gepresenteerde waterstofvraag in de industrie in 2030 is exclusief de waterstof geproduceerd vanuit H-Vision (42 PJ). Die wordt in de industrie meteen lokaal gebruikt en raakt de energie-infrastructuren verder niet.

________________________________

15 Dit is warmte die aangevoerd wordt via warmtenetten. Warmte die onttrokken wordt van de omgeving of de bodem door een warmtepomp is in deze weergave niet meegenomen.

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

2020 2030 Reg Nat Eur Int

M-GO M-MOB M-IND M-LTB E-GO E-MOB E-IND E-LTB H-GO H-MOB H-IND H-LTB W-GO W-IND W-LTB

28 200140 - Systeemstudie energie-infrastructuur Zuid-Holland - December 2020

4.1.1 Gebouwde omgeving

Hieronder staan de belangrijkste aannames en resultaten voor de gebouwde omgeving.

Meer informatie hierover staat opgenomen in Bijlage E. We beschrijven eerst de inzet van de verschillende technieken voor ruimteverwarming in de verschillende scenario’s. Daarna volgt de vertaling naar energievraag.

Warmtetechnieken

De gebouwde omgeving wordt nu grotendeels verwarmd met aardgas. Dit zal licht afnemen tot 2030, door verdergaande isolatie, en met groei van warmtenetten, warmtepompen en hybride systemen (combinatie cv-ketel met warmtepomp). De transitie van de gebouwde omgeving zal echter voor het grootste deel plaatsvinden na 2030. De scenario’s voor 2050 leggen de nadruk op uiteenlopende systeemopties voor de warmtevoorziening van de ge-bouwde omgeving. In Figuur 8 zijn de warmtetechnieken weergegeven per scenario, op een 100%-schaal. De figuur toont de transitie van een warmtevoorziening die gedomineerd wordt door hr-ketels op aardgas naar een klimaatneutrale warmtevoorziening. De scenario’s bevatten elk een andere mix van warmtetechnieken. In alle scenario’s zijn warmtenetten en elektrische warmtepompen voorzien, die geografisch op buurtniveau zijn toegewezen.

In scenario Regionale Sturing komen de meeste warmtenetten voor. In scenario Nationale Sturing is een deel daarvan vervangen door extra buurten met elektrische warmtepompen.

Scenario Europese CO2-sturing heeft een grotere inzet van groengas (in hybride warmte-pompen), en in scenario Internationale Sturing wordt juist ingezet op waterstof, vooral in combinatie met hybride warmtepompen.

Figuur 8 - Aandeel woningequivalenten per warmtetechniek *, op een 100%-schaal in elk scenario

* 1 woningequivalent is 1 woning of 150 m² bvo utiliteitsbouw.

0%

20%

40%

60%

80%

100%

2020 2030 Reg Nat Eur Int

HR-ketel Hybride All-electric Waterstof Hybride waterstof Warmtenet

29 200140 - Systeemstudie energie-infrastructuur Zuid-Holland - December 2020

Warmtenetten

In alle 2050-scenario’s is er sprake van omvangrijke levering van restwarmte, in drie van de vier scenario’s aangevuld met een relatief kleine bijdrage vanuit geothermie. In het

scenario Regionale Sturing is er juist een grote omvang aan levering vanuit geothermie voorzien. Zie Figuur 11, waarin ook de effecten van piekwarmteketels op methaan c.q.

waterstof is getoond, en van de pompen van de warmtenetten en de bronpompen van de geothermiebronnen. De figuur toont ook de forse toename in de tijd van de inzet van warmtelevering.

Aandachtspunten bij warmtenetten zijn piekvoorzieningen. In de vraag komen grote pieken voor (’s ochtends en ’s avonds op een winterse dag) terwijl het aanbod daarin niet mee kan bewegen. Daarnaast is het vanuit het kostenoogpunt niet wenselijk om het aanbod in te richten op de piekvraag. Er zijn daarom piekketels voorzien op waterstof of groengas, zie Figuur 11.

Een tweede aandachtspunt vormt de temperatuur. De hoge temperaturen, zoals van indus-triële bronnen, zijn voor de ruimteverwarming van de gebouwen niet strikt noodzakelijk.

Daar bestaat de mogelijkheid van cascadering. Lokaal zijn ook veel bronnen te vinden van lage temperatuur, bijvoorbeeld oppervlaktewater. Deze warmte moet dan met behulp van een warmtepomp opgewaardeerd worden naar de gewenste temperatuur. Dit kan in het gebouw of centraal. Voor nieuwbouw is dit geschikt, maar voor bestaande bouw vaak min-der, omdat dan alsnog isolatie en verzwaring van elektriciteitsnetten nodig is, naast de aanleg van het warmtenet.

Voor buurten waarin nu al (een deel van) de woningen zijn aangesloten op een warmtenet rekenen we met verlaagde kosten voor een warmtenet. We veronderstellen dat er bij her-investering in en uitbreiding van deze netten minder kosten gemaakt hoeven te worden dan bij buurten waarin nog helemaal geen warmtenet aanwezig is. In de scenario’s is gerekend met vraag en aanbod van warmte en met de kosten van de verschillende technieken inclusief de benodigde netwerken. Op basis daarvan zijn de buurten geselecteerd met warmtedistributie. Er zijn echter geen concrete warmtenetwerken gemodelleerd in de scenario’s. Zie Figuur 9 voor een weergave van de buurten met warmtelevering in scenario 2050 Regionale Sturing (met de meeste warmtelevering) en 2050 Internationale Sturing (met de minste warmtelevering).

30 200140 - Systeemstudie energie-infrastructuur Zuid-Holland - December 2020

Figuur 9 – Geografische weergave van de buurten in de 2050-scenario’s met warmtelevering (de buurten met oranje kleurcode). Bovenste figuur: scenario Regionale Sturing (met de meeste warmtelevering), daaronder het scenario Internationale Sturing (met de minste warmtelevering)

31 200140 - Systeemstudie energie-infrastructuur Zuid-Holland - December 2020