“Een onderzoek naar de exploitatiemogelijkheden voor een Nederlandse
projectontwikkelaar voor het leveren van (duurzame) energie middels
warmtepompsystemen in woningnieuwbouwprojecten.”
OPENBARE VERSIE
-Auteur:TJEERD HANS PETER MANUSSEN Studentnummer: 1576569 Rijksuniversiteit Groningen Faculteit economie en bedrijfskunde MSc. Small Business & Entrepreneurship
Mei, 2008
Rijks universiteit Groningen AM Energy
Eerste begeleider: dhr. dr. H.W.J. Vrolijk Dhr. C.L.M. Hiddes
Tweede begeleider: dhr. prof. dr. W.A. Dolfsma Dhr. ing. J. Regelink
OPMERKINGEN BETREFFENDE DEZE OPENBARE VERSIE
In deze openbare versie zijn niet alle deelvragen en hun beantwoording opgenomen. Van de vijf deelvragen die het onderzoek kent, zijn slecht de eerste twee opgenomen (hoofdstuk 3 en 4). Dit vanwege het feit dat deze deelvragen redelijk algemeen zijn en in mindere mate gevoelige informatie bevatten. De deelvragen 3, 4 en 5 (hoofdstuk 5, 6 en 7) bevatten daarentegen gevoelige informatie en om deze reden zijn slechts de algemene, literaire facetten van deze deelvragen in deze openbare versie opgenomen. In de conclusie en discussie worden alleen de aspecten besproken die niet vertrouwelijk zijn.VOORWOORD
‘Copy from one, it's plagiarism; copy from two, it's research.’ (Mizner, 1876 - 1933)
Was het schrijven van een scriptie maar zo makkelijk!
In het kader van mijn afstudeerscriptie ter afsluiting van de studie Bedrijfskunde aan de Rijksuniversiteit Groningen, afstudeerrichting Small Business & Entrepreneurship, heb ik mijn onderzoek uit mogen voeren bij AM Energy in Nieuwegein. AM Energy is de ‘duurzame energiepoot’ van de projectontwikkelaar AM Vastgoedontwikkeling. Bij deze organisatie heb ik onderzoek gedaan naar de exploitatiemogelijkheden van (duurzame) energie middels warmtepompsystemen in Nederland.
Eerlijk gezegd had ik bij aanvang van het onderzoek in November 2007 weinig affiniteit met (duurzame) energie. Mijn interesse in de projectontwikkeling was al gewekt bij een eerdere stage bij AM. Achteraf gezien heb ik de goede keuze gemaakt, ik wist niet dat duurzame energie zo leuk is! Het voorwoord staat in het teken van het dankwoord. Er zijn meerdere personen die ik wil bedanken voor hun steun, kritische commentaren en ENERGIE die ze in mij hebben gestoken. Allereerst bedank ik dhr. C.L.M. (Louis) Hiddes en dhr. J. (Hans) Regelink van AM Energy voor de begeleiding, ik heb heel erg veel van jullie geleerd! Daarnaast wil ik mijn kamergenoot J.Z. (Jeremiah) Bertsch bedanken voor zijn inzet, kennisoverdracht en vooral voor het vele gelach wat uit kamer 437 is gekomen.
Verder ben ik mijn begeleiders van de RuG dank verschuldigd; dhr. prof. dr. W.A. Dolfsma als tweede beoordelaar, maar met name dr. H.W.J. Vrolijk (eerste begeleider) voor de kritische, maar altijd positieve commentaren op mijn geleverde stukken.
Tenslotte bedank ik bij deze mijn familie en vrienden, in het bijzonder mijn ouders voor het doorspitten van de scriptie, voor het begrip dat zij op konden brengen voor het feit dat ik het afgelopen jaar wat meer gestresst en minder gezellig was dan jullie van mij gewend zijn. Dat wordt de komende tijd zeker ingehaald!
INHOUDSOPGAVE
OPMERKINGEN BETREFFENDE DEZE OPENBARE VERSIE ... ... 2
VOORWOORD ... ... 3
FIGUREN EN TABELLEN ... ... 7
Lijst van figuren ... ... 7
1. INLEIDING ... ... 8
1.1 Aanleiding onderzoek ... ... 8
CO2- reductie, een hot item ... ... 8
Energielevering in woningen in Nederland ... ... 9
De warmtepomp als duurzame energieoptie voor nieuwbouwwoningen ... . 10
De Nederlandse energiemarkt ... ... 11
Exploitatie van (duurzame) energie ... .... 11
1.2 De opdrachtgever: AM Energy ... ... 12
1.3 De problematiek van AM Energy ... ... 14
2. DE ONDERZOEKSOPZET ... ... 15 2.1 Inleiding ... ... 15 2.2 Probleemstelling ... ... 15 Doelstelling ... ... 15 Vraagstellingen en deelvragen ... ... 15 Randvoorwaarden ... ... 17
2.3 Afbakening van de vraagstelling ... ... 17
2.4 Relevantie: wetenschappelijk - maatschappelijk ... ... 19
Wetenschappelijke relevantie ... ... 19
Maatschappelijke relevantie ... ... 19
2.5 Methodologie en dataverzameling ... ... 19
Type onderzoek ... ... 19
Wijze van dataverzameling ... ... 20
3. DE WARMTEPOMP ... ... 21
3.1 Inleiding ... ... 21
3.2 De warmtepomp ... ... 21
Wat is een warmtepomp? ... ... 21
Waarom koelen? ... . 22
3.3 De warmtepomp als onderdeel van een energiesysteem ... ... 22
3.4 Het element ‘bron’ ... ... 23
Aquifers als bron ... ... 23
De aardbodem als bron ... ... 24
Lucht als bron ... ... 24
Individuele en collectieve bronnen ... 24
3.5 Het omzettingselement (of te wel de warmtepomp zelf) ... ... 25
Verschillende soorten warmtepompen ... ... 25
De werking van de elektrisch aangedreven compressiewarmtepomp ... ... 25
Prestatiemeting van de warmtepomp ... ... 25
Voor- en nadelen van de warmtepomp ... ... 26
Patenten op warmtepompen ... ... 26
Wie kunnen warmtepompsystemen leveren in Nederland? ... ... 26
3.6 Het afgifte- element ... ... 27
3.7 Een warmtepompsysteem als onderdeel van een energieconcept ... ... 27
3.8 Samenvatting ... ... 28
4. MARKTONTWIKKELINGEN ... ... 29
4.1 Inleiding ... ... 29
4.2 De nieuwbouw van woningen in Nederland ... ... 29
De omvang van de Nederlandse woningvoorraad ... ... 29
Jaarlijkse toename woningvoorraad en de nog gereed te komen woningen ... 29
Jaarlijkse toename van de woningvoorraad door ‘AM- woningen’ ... ... 30
4.3 De Nederlandse energiemarkt ... 30
Liberalisering van de Nederlandse energiemarkt ... ... 31
Energielevering in Nederland ... . 32
Duurzame energie in Nederland ... ... 32
Nederland, ‘aardgasland’ wat het verwarmen van woningen betreft ... ... 32
Nederlandse warmte- en koudevraag ... ... 33
Energieverbruik van Nederlandse huishoudens ... ... 34
Energieprijzen voor Nederlandse huishoudens ... ... 35
4.4 De warmtepomptechniek ... ... 36
Kengetallen van warmtepompsystemen in Nederland ... ... 36
Waarom is de warmtepomp pas zo laat een succes geworden? ... ... 37
Potentie van warmtepompsystemen in de Nederlandse woningbouw ... 38
4.5 Samenvatting ... ... 40
5. ENERGIELEVERING MIDDELS WARMTEPOMPSYSTEMEN ... ... 41
6. DE EXPLOITATIE ... ... 41
7.1 Inleiding ... ... 42
7.2 Het beslissingsmodel voor de ontwikkelaar m.b.t. het exploitatievraagstuk ... 42
7.3 Literatuur over het afstoten en uitbesteden van activiteiten ... ... 43
Literatuur over het afstoten van (bedrijfs-)activiteiten ... ... 43
Literatuur over het uitbesteden van (exploitatie-)activiteiten ... ... 44
7.4 Beslissing 1: het al dan niet afstoten van de exploitatie ... ... 49
7.5 Beslissing 2: het (selectief) uitbesteden van exploitatie- activiteiten ... ... 49
8. CONCLUSIES ... ... 50 8.1 Inleiding ... ... 50 8.2 Beantwoording deelvragen ... ... 50 8.3 Beantwoording vraagstelling ... ... 52 9. DISCUSSIE EN AANBEVELINGEN ... ... 53 9.1 Inleiding ... ... 53 9.2 Discussie en aanbevelingen ... ... 53
9.3 Discussie met betrekking tot de onderzoeksmethoden ... ... 54
Deskresearch ... ... 54
Interviewen ... ... 54
9.4 Aanbevelingen voor vervolgonderzoek en een onderzoeksvoorstel hiervoor ... 55
10. ZELF- EVALUATIE ... . 56
10.1 Inleiding ... ... 56
10.2 Productevaluatie ... ... 56
Bruikbaarheid ... ... 56
Sterke en zwakke punten van het rapport ... ... 56
10.3 Procesevaluatie ... ... 57
Leerervaringen, of te wel wat ging er fout? ... . 57
Wat ging er goed? ... ... 57
Problemen bij het onderzoek ... ... 57
REFERENTIES ... .... 58
Literaire referenties ... ... 58
Referenties van internet ... ... 64
Referenties in de vorm van interne documenten en jaarverslagen ... ... 64
Overige referenties ... ... 65
FIGUREN EN TABELLEN
Lijst van figuren
Figuur 1 Een warmtepompsysteem bestaat uit de elementen ‘bron’, omzetting en afgifteset...22
Figuur 2 Het aandeel AM- woningen (al dan niet met derden) in toename woningvoorraad...30
Figuur 3 Gemiddeld energieverbruik per huishouden in Nederland... ...34
Figuur 4 De ontwikkelingen van aardgas- en elektriciteitstarieven voor Nederlandse huishoudens...36
Figuur 5 Het aantal opgestelde warmtepompen in de Nederlandse woningbouw (einde jaar)...37
Figuur 6 Het beslissingsmodel voor de projectontwikkelaar... ...42
Figuur 7 Het outsourcingsmodel van Arnold (2000)... ...43
1. INLEIDING
Het doel van dit inleidende hoofdstuk is tweeledig. Allereerst wordt de aanleiding van het onderzoek beschreven, waardoor de lezer een beeld krijgt waarom dit onderzoek is gedaan. Hierna volgt een introductie van de opdrachtgever. De achtergrond, doelstellingen en werkwijze van de opdrachtgever komen hier aan bod, gevolgd door een schets van de problematiek waar de opdrachtgever mee te maken heeft. Deze scriptie is er één van bedrijfskundige aard. De nadruk van het onderzoek ligt dan ook niet op de technische, maar op de bedrijfskundige aspecten van ‘het probleem’ van de opdrachtgever. Desalniettemin komen er in het onderzoek veel technische begrippen aan bod, omdat deze in de branche gebruikelijk zijn (onder andere in de literatuur en door betrokkenen worden gehanteerd). Ter verduidelijking is een lijst opgesteld met de in het onderzoek gebruikte afkortingen en begrippen, welke is opgenomen in Bijlage 1. In de scriptie zijn de afkortingen en begrippen die hierin worden uitgelegd cursief gedrukt.
1.1 Aanleiding onderzoek
CO2- reductie, een hot item
De meeste energie die wij als mensen nodig hebben om in onze energiebehoefte te voorzien wordt verkregen uit de verbranding van fossiele brandstoffen. De meest bekende fossiele brandstoffen zijn aardolie, aardgas, steenkool en bruinkool. Dit type brandstof kent twee grote nadelen, ten eerste is er slechts een beperkte voorraad van in de aardbodem aanwezig. Het RIVM (2004, p.125) stelt dat
‘volgens de huidige inzichten er in Nederland nog genoeg aardgas voor circa 25 - 40 jaar binnenlands gebruik is.’ In de toekomst komen we dus voor een schaarste te staan. Tweede nadeel is
dat door verbranding van fossiele brandstoffen de aarde wordt opgewarmd. Bij deze verbranding komt er CO2 vrij wat leidt tot het broeikaseffect. Uit onderzoek (RIVM, 1998) is gebleken dat CO2 voor meer dan 60 procent verantwoordelijk is voor het broeikaseffect. De gevolgen van de uitstoot van dit broeikasgas hebben geleid tot grote aandacht omtrent dit onderwerp in de media en politiek. Recentelijk heeft ‘Brussel’ aangegeven dat de uitstoot van CO2 in het jaar 2020 met 30 procent gereduceerd moet zijn ten opzichte van 1990. Naast deze EU-doelstelling heeft het Kabinet Balkenende IV zich ‘een energiebesparing van 2 procent per jaar, een verhoging van het aandeel
duurzame energie tot 20 procent in 2020 en een reductie van de uitstoot van broeikasgassen’ ten doel
gesteld (Ministerie van Algemene Zaken, 2007). EZ geeft de volgende definitie van duurzame energie:
manieren duurzame energie. Deze duurzame energie is een alternatief voor het verbranden van fossiele brandstoffen. De twee besproken nadelen van fossiele brandstoffen vormen tevens de grote voordelen van duurzame energie: deze vorm van energie is onbeperkt aanwezig en heeft geen CO2- uitstoot ten gevolg. Een ander voordeel van duurzame energie is dat er minder (of in het uiterste geval zelfs geen) afhankelijkheid wordt gecreëerd ten opzichte van olielanden als Rusland en de OPEC- landen.
Energielevering in woningen in Nederland
De Nederlandse huishoudens zijn verantwoordelijk voor ongeveer 20 procent van de totale energieconsumptie in Nederland (CBS Statiline, Energieverbruik in Nederland). Driekwart (15 procent van het totaal) van deze energieconsumptie wordt veroorzaakt door het gebruik van elektriciteit en aardgas in woningen. De rest komt onder andere door het gebruik van auto’s (Ecofys, 2003) In het kader van de eerdergenoemde doelstellingen van ‘Balkenende IV’ valt op dit gebied dus winst te behalen.
Traditioneel gezien bestaat de energiebehoefte van de Nederlandse huishoudens uit ruimteverwarming, elektriciteit (ten behoeve van huishoudelijke producten), energie om te koken en (warm) tapwater. Naast het leveren van water voorzien de energieleveranciers veelal in deze behoefte door het leveren van elektriciteit en aardgas, en in mindere mate door stadsverwarming (Boerakker ea., 2005). Nagenoeg iedere nieuwbouwwoning in Nederland is dan ook aangesloten op het gasnet en uitgerust met een (hr-) cv- ketel. Tussen 2000 en 2005 zijn de energiekosten voor een gemiddeld huishouden gestegen met maar liefst 42 procent (SenterNovem, 2005a). Door deze stijgingen is energie benodigd voor verwarming en warm tapwater een steeds groter deel van de woonlasten gaan vormen (Ten Kroode & Van Zee. 2008a). EnergieNed (2006a) benadrukt dit door te stellen dat het levensonderhoud met name vanaf 2000 minder hard is gestegen dan de energieprijzen. Verder concludeert Scholma (2007, p.35) na onderzoek gedaan te hebben naar energietoepassingen in de woningbouw, dat ‘door de
stijging van de energieprijzen en de aandacht rond het milieu en het klimaatprobleem er een toenemende vraag is naar energiebesparing en duurzame energie.’ In de woningbouw wordt de
energie- efficiëntie van een nieuwbouwwoning vertaalt naar een zogenaamde EPC- waarde. De Energieprestatiecoëfficiënt (EPC) wordt berekend op basis van de gebouweigenschappen, de gebouwgebonden installaties en een gestandaardiseerd gebruikersgedrag (SenterNovem, 2005c). De waarde wordt sinds 1995 als instrument gebruikt in het Nederlandse klimaatbeleid en stelt eisen aan de minimale energieprestaties van nieuwe gebouwen. Voor EPC geldt: hoe lager de waarde, hoe zuiniger het gebouw. De EPC -norm voor woningen bedroeg in 1995 1,4 en werd vervolgens stapsgewijs verlaagd via 1,2 in 1998 en 1,0 in 2000 tot de huidige norm van 0,8 in 2006. Hiermee is het echter nog niet gedaan: de Tweede Kamer (2007, p.16) heeft besloten dat ‘een belangrijke maatregel voor de
2011’. Argument voor EPC- verlaging is volgens de Tweede Kamer dat ‘betere energieprestaties van woningen, zowel een bijdrage aan milieudoelstellingen (klimaat- en energiebesparingsbeleid), als aan een beheerste woonlastenontwikkeling leveren.’ (Tweede Kamer 2007, p.16).
De warmtepomp als duurzame energieoptie voor nieuwbouwwoningen
Er zijn diverse opties in de woningbouw aanwezig om een woning van (duurzame) energie te voorzien en zo een lage EPC te realiseren. SenterNovem (2006b) onderscheidt PV- cellen, zonneboilers, warmtepompen (al dan niet in combinatie met energieopslag in de bodem, of te wel WKO), stedelijke windturbines, geothermische systemen en warmtekrachtkoppelingsystemen (WKK). Deze technieken kunnen een woning van ruimteverwarming en warm tapwater voorzien. De warmtepomp onderscheidt zich echter van de andere genoemde technieken, omdat deze een woning ook kan koelen. Koude verhoogt niet alleen het wooncomfort van de bewoner, maar draagt ook bij om aan temperatuuroverschrijding - zoals deze in de GIW / ISSO 2007 (GIW / ISSO) staan - te voldoen. VROM stelt kwaliteitseisen in de vorm van het Bouwbesluit, waaraan een gebouw moet voldoen. Het
GIW / ISSO is een garantieregeling bestaande uit een pakket van aanvullende eisen ten opzichte van
het Bouwbesluit.
De warmtepomp maakt onderdeel uit van een (duurzaam) integraal systeem, waartoe drie elementen behoren: het element ‘bron’, het omzettingselement en het afgifte- element. De drie elementen moeten volledig op elkaar worden afgestemd, de ketting is hierbij zo sterk als de zwakste schakel. Zo bestaat het afgifte- element (synoniem: afgifteset) uit lagetemperatuurverwarming (LTV) in de vorm van vloer- en / of wandverwarming. Dit moet speciaal aangelegd worden om het gehele systeem goed te laten functioneren. Uit onderzoek is gebleken dat het integraal ontwerp van cruciaal belang is in het toepassen van duurzame energie in de woning(-nieuw)bouw (Ten Kroode & Van Zee, 2003) Vanwege het integraal ontwerp en de waarde van de (onderlinge verhouding van de) elementen, komen warmtepompsystemen het beste tot hun recht in nieuwbouwwoningen. Het ontwerp van nieuwbouwwoningen begint namelijk veelal op een blanco vel papier.
De Nederlandse energiemarkt
Op laste van de EU is de liberalisering van de Nederlandse energiemarkt in gang gezet. Onder liberalisering wordt het ‘vrijgeven’ van een markt verstaan. Van Dale spreekt van ‘het bevrijden van
beperkingen en belemmeringen.’ De liberalisering van de Nederlandse energiemarkt heeft in enkele
stappen plaatsgevonden. Allereerst was er de ‘Elektriciteitswet 1998’, gevolgd door de ‘Gaswet’ in 2000. Sinds 2004 is de markt geheel geliberaliseerd. De liberalisering komt er kort op neer dat het energienetwerk ‘open’ ligt voor iedere partij die energie wil leveren; de mogelijkheid is ontstaan om een energie- exploitatiemaatschappij te starten. Theoretisch gezien profiteert de consument van marktwerking, doordat de prijzen van de diverse marktpartijen dalen als gevolg van concurrentie en de consument er dus qua prijs op vooruit gaat. Een goed voorbeeld van een geliberaliseerde markt is de Nederlandse markt van mobiele telefonie. De komst van partijen als Telfort, T- Mobile (Ben) en Orange (Dutchtone) in 1998 hebben de prijs van mobiel bellen omlaag gedreven.
Warmtepompconcepten worden nog niet lang als duurzame energieoptie ingezet in de Nederlandse woningbouw. De eerste woning met een warmtepompinstallatie werd in 1995 door CBS geconstateerd (CBS Statline, Duurzame energie, binnenlandse productie, verbruik en capaciteit). De markt van duurzame energie door het toepassen van warmtepompen is als jong te typeren. De KNAW (2007, p.31) geeft aan dat de warmtepomp zich in een ‘ontwikkelende fase’ bevindt in de gebouwde omgeving. Zij zien de warmtepomp als een nieuwe techniek. Hier zijn echter kanttekeningen bij te plaatsen, zo werd het achterliggende principe van de warmtepomp al in 1815 door Carnot beschreven (Ten Kroode & Van Zee, 2005a). William Thomson is echter de man die in 1852 het principe daadwerkelijk omzette in een warmtepomp (IJff, 1976). Toch mag gesteld worden dat het toepassen van warmtepompen in de woningbouw nog betrekkelijk nieuw is, dit in tegenstelling tot commercieel
vastgoed waar de techniek volgens SenterNovem (2007b, p.8) ‘verder ontwikkeld’ is. Exploitatie van (duurzame) energie
Bij het bouwen van een woning komt het er kortweg op neer dat de installateur zorgt draagt voor de aanleg van de leidingen en andere benodigdheden ten behoeve van energielevering. Het betreft hier veelal een energie- infrastructuur die bestaat uit leiden waar aardgas en elektriciteit door loopt. De projectontwikkelaar neemt hierbij alle aspecten rondom energielevering binnen de muren voor zijn rekening. Door de liberalisering van de energiemarkt zijn er echter mogelijkheden geschapen voor bijvoorbeeld projectontwikkelaars (synoniem: ontwikkelaar) om de exploitatie van energie een andere invulling te geven. Kema & Emforce (2003, p.4) zeggen hier het volgende over: ‘het is de
ontwikkelaar onder voorwaarden toegestaan om zelf te kiezen hoe hij de energie-infrastructuur op zijn locatie gaat ontwerpen, aanleggen en exploiteren.’ En met de exploitatie kan financieel rendement
behaald worden, zo stellen Hameetman ea: (2006, p.137) ‘de ontwikkelaar heeft de keuze om het ontwikkelen en mogelijk ook het (laten) realiseren van de exploitatie zelf ter handen te nemen. Zowel voor de ontwikkelaar als voor de bewoner kan dit financieel voordeel opleveren.’
Samenvattend gaat dit onderzoek over het exploiteren van (duurzame) energie middels warmtepompsystemen in de Nederlandse markt van nieuwbouwwoningen.
1.2 De opdrachtgever: AM Energy
organisatie is weergegeven in Bijlage 3. Hieruit is waar te nemen dat AM de activiteiten in Nederland heeft opgedeeld in 7 regio's (business units). Dit zijn allemaal aparte BV's. Tot maart 2006 was AM een beursgenoteerde organisatie. Sinds januari 2006 is de ‘woontak’ in handen van Terra Amstel BV, welke aandelen verdeeld zijn onder de BAM Groep en ING (AM, 2007).
AM Energy heeft 5 werknemers (3 fte) in dienst en is een 100 procent dochter van de AM- holding. AM Energy is gespecialiseerd in duurzame energie en wordt intern dan ook gezien als de ‘duurzame adviespoot’ van AM. Er zijn vele aspecten waardoor de holding profijt heeft van AM Energy; AM Energy…
… treedt intern op als ‘competence centre’ (kenniscentrum) van duurzame energie en volgt de marktontwikkelingen hiermee op de voet. De verschillende business units van AM worden ondersteund door kennis over de toepassing van duurzame energie in woningbouwprojecten aan hen over te dragen.
… levert een bijdrage aan het innovatief vermogen van AM.
… draagt bij aan MVO (maatschappelijk verantwoord ondernemen). … dient als marketingtool naar de buitenwereld.
… kan centrale inkoop van energie verzorgen en hiermee schaalvoordelen behalen.
… kan financieel rendement halen uit de exploitatie van (duurzame) energie. AM Energy is ervan overtuigd dat AM als projectontwikkelaar de sleutel tot energiebesparing heeft;
1.3 De problematiek van AM Energy
AM is bezig met projecten waarbij duurzame energie wordt aangeboden middels warmtepompen. Globaal gezien ziet de exploitatie er in de huidige situatie als volgt uit: AM ontwikkelt en betaalt de warmtepompinstallatie, betaalt het nutsbedrijf voor de kosten die deze moet maken voor het aansluiten op de nutsleidingen en gaat op zoek naar een exploitant die de installatie wil kopen. Het bedrag dat de exploitant betaalt wordt de bieding genoemd. Na contractueel akkoord met AM, is het de exploitant die de installatie turnkey (getest en gereed voor directe ingebruikname) geleverd krijgt en zich
energie-exploitatiemaatschappij (kortweg exploitant) mag noemen. Dit komt neer op de in- en
verkoop van energie (bij verkoop moet ook gedacht worden aan klachtafhandeling, facturering en incasso), evenals de verantwoordelijkheid voor het onderhoud en monitoren (beheer) van de warmtepompinstallatie. De exploitant neemt als ondernemer de risico’s die de exploitatie met zich meebrengt over van de ontwikkelaar. In de huidige situatie wordt de exploitatie dus volledig extern ondergebracht, in de wetenschappelijke literatuur wordt dit ook wel outsourcing (uitbesteden) genoemd.
AM Energy wil nu in kaart gebracht hebben of er niet een betere manier is om de exploitatie invulling te geven. Dit kan door de exploitatie niet meer volledig te outsourcen, maar slechts een deel ervan, of zelfs de gehele exploitatie ‘zelf’ te doen; AM overweegt om een eigen energie-
exploitatiemaatschappij te starten. Dit onderzoek poogt handvatten te bieden hoe de ‘meest
2. DE ONDERZOEKSOPZET
2.1 Inleiding
De in hoofdstuk 1 beschreven problematiek wordt nu vertaald naar een concrete probleemstelling van het onderzoek. Naast de probleemstelling komen in dit hoofdstuk de afbakening, relevantie, methodologie en dataverzameling van de scriptie aan bod. Het hoofdstuk wordt afgesloten met een leeswijzer voor de overige hoofdstukken.
2.2 Probleemstelling
De probleemstelling bestaat volgens De Leeuw (2001, p.81) uit drie componenten: ‘de doelstelling,
vraagstelling en de randvoorwaarden.’ Deze componenten worden in deze paragraaf behandeld. Er is
één facet aan toegevoegd, namelijk de deelvragen die nodig zijn om de vraagstelling te beantwoorden. Hiervoor is gekozen om door middel van een gestructureerde aanpak tot beantwoording van de vraagstelling te komen.
Doelstelling
Doel van het onderzoek is om AM Energy te adviseren over het exploiteren van (duurzame) energie middels warmtepompsystemen in de Nederlandse markt van nieuwbouwwoningen. In het onderzoek wordt niet uitgesloten dat, afhankelijk van toekomstige ontwikkelingen, AM (een deel van de) exploitatie zelf ter hand neemt. Feitelijk doel van het onderzoek is om AM te adviseren welke manier van exploiteren het meest aantrekkelijk is voor de organisatie.
Vraagstellingen en deelvragen
Het onderzoek kent één hoofdvraag (de vraagstelling) met bijbehorende deelvragen, deze luidt:
‘Welk manier van exploiteren bij het aanbieden van (duurzame) energie middels warmtepompsystemen in de Nederlandse nieuwbouw van woningen is het meest aantrekkelijk
Deelvragen bij de vraagstelling:
1. Wat is een warmtepomp en hoe werkt deze techniek? (H3)
Eerst zal in kaart gebracht moeten worden wat een warmtepomp is en hoe deze energieoptie werkt. Behalve het vergaren van algemene kennis van warmtepompen, is het ook van groot belang duidelijkheid te krijgen hoe deze techniek werkt.
2. Welke ontwikkelingen zijn er in de Nederlandse nieuwbouw met betrekking tot woningbouw,
het energielevering en de warmtepomptechniek? (H4)
Voor beantwoording van de vraagstelling is het relevant om te onderzoeken welke ontwikkelingen er zijn geweest in de markt. De ontwikkelingen van de Nederlandse energielevering speelt hierin een belangrijke rol. Aan de hand van kengetallen van zowel externe omgeving van de warmtepompsystemen, als de techniek zelf, wordt een beeld geschetst van de ontwikkelingen van deze energieoptie. Bijvoorbeeld absolute aantallen warmtepompinstallaties in Nederland en het aandeel dat de warmtepomp aan duurzame energie in Nederland levert en heeft geleverd, zijn hierbij van belang.
3. Hoe wordt energie middels warmtepompsystemen geleverd, welke actoren spelen hierbij een
rol en waarin verschilt deze wijze van energielevering ten opzichte van conventionele energiesystemen? (H5)
Het is ook belangrijk om te onderzoeken hoe energie middels warmtepompsystemen wordt geleverd. Als referentiekader geldt hier de energielevering zoals die zich bij (veelal traditionele) conventionele energiesystemen plaatsvindt. Verder is het van belang om in kaart te brengen welke actoren een rol spelen in de energielevering en hoe deze rollen eruit zien. 4. Uit welke activiteiten (taken) bestaat de exploitatie van energie middels
warmtepompsystemen, hoe verdient de exploitant zijn meerinvestering terug en welke partijen verzorgen de exploitatie (of kunnen deze verzorgen)? (H6)
5. ‘Moet de projectontwikkelaar de exploitatie geheel uitbesteden of (deels) intern doen?’ (H7) Dit is de belangrijkste deelvraag van de scriptie. Nu duidelijk is wat een warmtepompsysteem is, welke ontwikkelingen er in de markt zijn (geweest), hoe energie middels warmtepompsystemen wordt geleverd en hoe de exploitatie ‘eruit ziet’, kan onderzocht wordt hoe AM invulling moet geven aan de exploitatie.
Randvoorwaarden
Het onderzoek diende voltooid te worden binnen een tijdsbestek van 7 maanden. In deze periode diende de opzet, uitvoering en rapportage te worden afgerond. Een andere randvoorwaarde is dat het onderzoek, op verzoek van de opdrachtgever, vertrouwelijk behandeld wordt. Dit houdt in dat de scriptie niet integraal door de RuG gepubliceerd zal worden.
2.3 Afbakening van de vraagstelling
Op het moment dat op de vraagstelling wordt ingezoomd ontstaan er de volgende elementen die tevens de afbakening van het onderzoek vormen:
‘Welk manier van exploiteren bij het aanbieden van (duurzame) energie middels warmtepompsystemen in de Nederlandse nieuwbouw van woningen is het meest aantrekkelijk voor AM?’
Manier van exploiteren
De exploitatie is in dit onderzoek de in- en verkoop van energie (bij verkoop moet ook gedacht worden aan klachtafhandeling, facturering en incasso), evenals de verantwoordelijkheid voor het onderhoud en monitoren (beheer) van de warmtepompinstallatie.
Onder ‘manier van exploiteren’ wordt bedoeld hoe de exploitatie eruit zal zien vanuit AM- perspectief: besteedt AM de exploitatie uit, doet AM de exploitatie zelf of is een combinatie van beide opties het meest interessant? In het laatste scenario is van belang hoe de exploitatie er uit zou zien (en welke actoren daarbij een rol spelen).
(Duurzame) energie middels warmtepompsystemen
Duurzame energie is volgens het EZ ‘energie uit hernieuwbare bronnen (bijvoorbeeld wind, water of de zon). Bij de opwekking van duurzame energie komt geen of geen nieuwe CO2 vrij.’
Qua tijd en mankracht is het onmogelijk om alle in de exploitatie toe te passen technieken die duurzame energie leveren te onderzoeken. Er is gekozen voor warmtepompsystemen, vanwege de voordelen die deze installaties met zich meebrengen, evenals het feit dat AM al in meerdere projecten ervaring heeft opgedaan met deze techniek. Het onderzoek beperkt zich tot de elektrisch aangedreven compressiewarmtepomp. In het onderzoek wordt niet ingegaan op de wijze waarop de elektriciteit (die als aandrijfenergie dient) wordt opgewekt.
Nederlandse
Deze geografische afbakening beperkt het onderzoek tot Nederland, omdat dit het werkgebied van AM is.
Nieuwbouw van woningen
Conform de wens van AM is er gekozen voor nieuwbouwwoningen. De redenen hiervoor zijn dat AM alleen nieuwbouw ontwikkelt en de warmtepomp (nog) niet volledig tot zijn recht komt in de bestaande bouw.
Aantrekkelijk
2.4 Relevantie: wetenschappelijk - maatschappelijk
De relevantie van het onderzoek is tweeledig; het onderzoek kent een wetenschappelijke en een maatschappelijke relevantie. Beide worden nu kort toegelicht.
Wetenschappelijke relevantie
De wetenschappelijke relevantie van het onderzoek is relatief laag te noemen. De problematiek omtrent outsourcing is een exploitatievraagstuk op het gebied van duurzame energie. Het betreft hier een onderzoek met een hoog praktisch gehalte. De aanwezige literatuur omtrent dit onderwerp is gebundeld om tot de beantwoording van de vraagstelling te komen.
Maatschappelijke relevantie
Er zijn diverse argumenten waarom het onderzoek van maatschappelijk nut is. Allereerst helpt het in het realiseren van de in hoofdstuk 1 beschreven doelstellingen om CO2- uitstoot te beperken. Ten tweede draagt het onderzoek bij aan het versnellen van de opkomst van duurzame energie in de Nederlandse woningbouw, wat de problematiek omtrent afhankelijkheid en eindigheid van fossiele brandstoffen in Nederland doet afnemen. Laatste argument is dat de stijging van de energieprijzen door duurzame toepassingen ingedamd kan worden. Te concluderen valt dat deze scriptie een bescheiden bijdrage levert om een belangrijk, actueel en maatschappelijk doel te realiseren: een duurzame samenleving.
2.5 Methodologie en dataverzameling
In dit gedeelte wordt beschreven welke onderzoeksmethoden en bronnen gebruikt zijn om de deelvragen van de vraagstellingen te beantwoorden.
Type onderzoek
De Leeuw (2001, p.78) definieert een verkennend onderzoek ‘een onderzoek dat, het woord zegt het
al, een relatief onbekend terrein verkent en beoogt ideeën (hypothesen) te genereren.‘ Van Buuren ea.
(1994, p.290) spreken van een ‘trial and error- onderzoek waarbij wordt begonnen met vage
veronderstellingen over de werkelijkheid, met onscherp geformuleerde hypothesen of verwachten en geen van te voren vastgestelde werkwijze.’ Deze definities is van toepassing voor dit onderzoek, omdat
Wijze van dataverzameling
De datavergaring van het onderzoek bestaat uit het inwinnen van informatie uit primaire en secundaire bronnen. Primaire bronnen zijn bronnen die nieuwe informatie bevatten. Secundaire bronnen zijn theoriegeoriënteerde bronnen. Voorbeelden van secundaire bronnen zijn boeken, wetenschappelijke tijdschriften, rapporten van brancheorganisaties, onderzoeken van Ministeries en overige overheidsorganen (als het CBS en het CPB), interne rapporten en websites. Uit deze secundaire bronnen heb ik informatie verkregen door middel van deskresearch. Hierna heb ik deze secundaire bronnen gebundeld, wat geleid heeft tot beantwoording van de deelvragen één tot en met vier. Voor deelvraag vijf waren onvoldoende secundaire bronnen beschikbaar om de deelvraag te beantwoorden. Om deze reden is ervoor gekozen om primaire bronnen aan te spreken. Deze vijfde en laatste deelvraag is mede beantwoord door het interviewen van experts met betrekking tot (de exploitatie van) energie middels warmtepompsystemen.
3. DE WARMTEPOMP
3.1 Inleiding
Dit hoofdstuk beantwoordt de eerste deelvraag van de vraagstelling - ‘wat is een warmtepomp en hoe
werkt deze techniek?’. Het hoofdstuk belicht onder andere wat een warmtepomp is en hoe deze
onderdeel uitmaakt van een zogenaamd warmtepompsysteem met de daarbij behorende drie elementen. Nadat deze elementen zijn toegelicht, wordt besproken hoe een warmtepompsysteem weer deel uitmaakt van een (duurzaam) energieconcept.
3.2 De warmtepomp
Wat is een warmtepomp?
Een warmtepomp is een apparaat dat duurzame, gratis omgevingswarmte (uit lucht of bodemwater bijvoorbeeld) van een laag tot een hoger en bruikbaar temperatuurniveau (maximaal 60°C) brengt met behulp van aandrijfenergie. (SenterNovem). Zonder dat veel huishoudens het zullen weten hebben zij al warmtepomp in huis, namelijk een koelkast. Een koelkast onttrekt warmte op een lage temperatuur (uit de producten in het apparaat) en geeft die warmte weer af op een hogere temperatuur aan de achterkant van de koelkast (Energietech). Dit is goed voelbaar als de koelkast loopt; aan de achterkant van de koelkast stijgt warme lucht op. De levensduur van een warmtepomp is te vergelijken met die van een koelkast, zo noemen Nagano ea. (2006) een gemiddelde levensduur van 20 jaar. Niet alleen de werking van de koelkast komt overeen met de warmtepomp; ook qua uiterlijk lijken de apparaten op elkaar. In Bijlage 4 wordt een foto van een warmtepomp getoond.
Waarom koelen?
Koelen, of te wel het leveren van koude, komt zelden voor als dienst van een energieleverancier in de woningbouw. In het integraal ontwerp kan er bijvoorbeeld door isolatie voor gezorgd worden dat er weinig warmte van binnen naar buiten (en dus verloren) gaat. Met name in de zomer kan er echter oververhitting ontstaan door zoninstraling en warmte die de bewoners en apparaten afgeven. Zoals in de aanleiding vermeld, worden er in de GIW / ISSO 2007 (2006) eisen gesteld aan de temperatuuroverschrijding in een woning. Verder is dit in de EPC- berekening opgenomen om het toepassen van energieverslindende airconditioningunits te voorkomen. Een warmtepomp kan voor koude zorgen door de warmtewisselaar om te zetten; dit verhoogt het wooncomfort voor de bewoners.
3.3 De warmtepomp als onderdeel van een energiesysteem
De warmtepomp komt het beste tot zijn recht als deze deel uitmaakt van een (duurzaam) energiesysteem. SenterNovem (2005b, p.4) noemt dit een ‘warmtepompsysteem’.Dergelijke systemen kunnen - afhankelijk van onder meer de schaalgrootte van een project - zelfstandig (monovalent systeem) of in combinatie met hulpmaatregelen (bivalent systeem) worden toegepast. Een warmtepompsysteem bestaat, zoals in hoofdstuk 1 vermeld, uit drie elementen: het element ‘bron’, het omzettingselement (de warmtepomp zelf met eventueel ondersteunend apparatuur) en het afgifte- element (zie Figuur 1). Laatstgenoemde wordt vaak de afgifteset genoemd. In de volgende paragrafen worden de drie elementen nader besproken.
Figuur 1 Een warmtepompsysteem bestaat uit de elementen ‘bron’, omzetting en afgifteset.
Bron: Brochure Alpha Innotec, 2007, Warmte, koeling, comfort, p.5.
Het SenterNovem (2005b, p.4) stelt: ‘voor de juiste werking van het warmtepompsysteem is het van
belang dat het systeemtype en temperatuurniveau van het afgiftesysteem correspondeert met de gekozen combinatie van warmtepomp en warmtebron.’ Met andere woorden: iedere
is dat the focus meer ligt op het installatie- en bouwproces in een geïntegreerde marktbenadering’.
Hiermee benadrukt SenterNovem het belang dat een warmtepomp goed moet passen in het integraal ontwerp. Hameetman ea. (2006, p.5) gaan een stap verder en noemen het zelfs ‘niet meer verantwoord
om bouwkundige- en installatieonderdelen onafhankelijk van elkaar te kiezen en ze los van elkaar te beschouwen zonder rekening te houden met de integrale context.’ Uit de citaten valt hetzelfde te
concluderen als Van der Waals (2001) doet, namelijk dat het niet wenselijk is om een warmtepomp te plaatsen in een bestaande woning, omdat de warmtepomp slechts één element van het integraal ontwerp is en de techniek in het systeem moet passen.
3.4 Het element ‘bron’
Zoals al vermeld zijn er diverse lage temperatuurbronnen, welke onbeperkt door Moeder Natuur worden geleverd en ingezet kunnen worden als warmte- / koudebron in een warmtepompsysteem, te weten water, grond en lucht. Het SenterNovem (2007d) deelt deze bronnen op in: grondwater & aquifers (beide water), de aardbodem (grond) en lucht. Deze groepen komen nu aan bod.
Grondwater als bron
Grondwater heeft een vrij constante temperatuur van ongeveer 12°C en is hierdoor uitermate geschikt om een woning in de winter te verwarmen en in de zomer te koelen. Overigens is oppervlaktewater ook een warmte- / koudebron, maar deze is lang niet altijd voorhanden. (SenterNovem, 2006f). Er is over het algemeen eerst een proefboring nodig om zowel de kwaliteit als kwantiteit van grondwater te testen. Bij een warmtepomp met grondwater als bron is er sprake van één bron met een vaste temperatuur.
Aquifers als bron
reden van. In de woningbouw blijkt er echter ook sprake te zijn van een toenemende koudevraag (Ecofys, 2007).
De aardbodem als bron
De aardbodem als bron dient niet verward te worden met grondwater. Bij deze bron wordt gebruik gemaakt van warmte die zich door de zon in de bovenste laag van de aarde (de aardbodem) bevindt. Deze zogenaamde bodemwarmte wordt - met water als geleider - gewonnen door een gesloten bodemcircuit, bestaande uit leidingen gevuld met een antivriesmengsel. De leidingen, ook wel collectoren genoemd, kunnen horizontaal (op een diepte van ca. 1,5 meter) en verticaal (30 - 80 meter) onder de grond worden gelegd.
Lucht als bron
(Buiten-)lucht is altijd beschikbaar en kan gebruikt worden als bron voor een warmtepomp. Het grote nadeel is echter dat het rendement erg laag is in vergelijking met de eerdergenoemde warmtebronnen. Hier is een logische verklaring voor: het is tegenstrijdig om bij een warmtebehoefte in de winter de koude buitenlucht als bron te gebruiken. Ditzelfde geldt voor de zomer, dan is er een koudebehoefte en is de buitentemperatuur relatief hoog. De warmtepomp moet hierdoor veel arbeid verrichten, met een laag rendement als gevolg (SenterNovem, 2006).
Individuele en collectieve bronnen
3.5 Het omzettingselement (of te wel de warmtepomp zelf)
Verschillende soorten warmtepompen
Technisch gezien zijn er twee soorten warmtepompen: de absorptiewarmtepomp en de compressiewarmtepomp. Laatstgenoemde is nog op te delen in elektrische dan wel gasgestookte compressiewarmtepompen. Dit onderzoek beperkt zich vanwege twee redenen tot de elektrisch aangedreven compressiewarmtepomp. Allereerst wordt in de woningbouw meestal de elektrisch aangedreven compressiewarmtepomp toegepast (SenterNovem). Een tweede argument met een hogere weegfactor is het feit dat de elektrische compressiewarmtepomp een veel hoger rendement heeft dan de overige twee mogelijke warmtepompen. (SenterNovem). Verderop in deze paragraaf komen de prestaties (rendementen) van soorten warmtepompen aan bod, evenals de patenten en leveranciers van warmtepompen in Nederland.
De werking van de elektrisch aangedreven compressiewarmtepomp
Het is interessant om erachter te komen hoe de warmtepomp technisch gezien de ontrokken warmte verhoogt tot een bruikbaar temperatuursniveau brengt. Hiervoor is dan ook een stuk tekst opgesteld welke als doel heeft om een persoon zonder technische achtergrond te informeren over de werking van de installatie. Deze tekst is bijgevoegd in Bijlage 9.
Prestatiemeting van de warmtepomp
De prestaties of te wel het rendement van een warmtepomp wordt uitgedrukt in een COP- waarde (coefficient of performance, kortweg COP). De COP van een warmtepomp wordt berekend door de afgegeven energie (output) te delen door de aandrijfenergie (input). Hoe hoger de COP, des te hoger is het rendement. Deze waarde is altijd groter dan 1, of te wel het rendement is altijd hoger dan 100 procent. Het SenterNovem geeft richtlijnen voor COP’s van warmtepompen in woningen en gebouwen. Uit deze waarden blijkt dat het rendement van de elektrische compressiewarmtepomp met een COP van 2,5 à 5,0 verreweg het hoogst is. De gasgestookte compressiewarmtepomp en de absorptiewarmtepomp volgen met COP- waarden van respectievelijk 1,2 à 2,0 en 1,0 à 1,5 (SenterNovem).
Voor- en nadelen van de warmtepomp
Ten Kroode & Van Zee (2005a, p.5) geven aan dat ‘de warmtepomp onder energiedeskundigen een
positief imago heeft. Er zijn in principe veel voordelen en weinig nadelen aan verbonden.’ Zij noemen
meer voor- dan nadelen van de techniek. Uit diverse bronnen vloeien 8 voor- en 7 nadelen van de warmtepomp voort.
Voordelen van de warmtepomp zijn: raakt nooit op, geen CO2-uitstoot bij de productie, zorgt voor lagere energiekosten, het is een technologie die zich elders (bijvoorbeeld in Zweden) al heeft bewezen, het verhoogt wooncomfort (warmte, vloerverwarming en koeling), het systeem biedt mogelijkheden voor thermische zonnecollectoren en WKO en tenslotte verhoogt een warmtepompsysteem de waarde van de woning (Ten Kroode & Van Zee, 2005a, Uneto VNI, Milieu Centraal & SKW).
Nadelen van de techniek zijn echter: (hoge) investering, om het rendement te halen moet de warmtepomp gecombineerd worden met andere maatregelen (zoals isolatie), het systeem bevat soms antivries dat een risico vormt voor bodem- en grondwater, kosten voor de aandrijfenergie worden onderschat, technische moeilijkheden (zoals problemen met de installatie, lekkages, geluidsoverlast en storingen), de warmtepomp maakt onderdeel uit van een integraal ontwerp en komt daarom het beste tot zijn recht in de nieuwbouw (Ten Kroode & Van Zee, 2005a, Uneto VNI, Milieu Centraal & SKW).
Patenten op warmtepompen
Het aantal patentaanvragen op warmtepompsystemen wereldwijd kende van 1995 tot 2002 ieder jaar een stijging, terwijl deze van 1990 tot en met 1994 nog daalden. SenterNovem (2006e) geeft de verschillende patentaanvragers met het aantal, dat zij hebben gedaan in een overzicht. Een tabel hiervan is weergegeven in Bijlage 10.
Wie kunnen warmtepompsystemen leveren in Nederland?
3.6 Het afgifte- element
Het warmtepompsysteem komt alleen goed tot z’n recht als deze beschikt over een afgifte- element (synoniem: afgifteset) in de vorm van een lage temperatuurverwarming (LTV) voor in de winter, of een hoge temperatuurverkoeling (HTV) voor in de zomer. Het SenterNovem noemt dit zelfs een voorwaarde. LTV is een verwarmings- en distributiecircuit met een lagere aanvoer- en retourtemperatuur dan een conventioneel systeem (cv- ketel) met (hoge temperatuur) radiatoren (SenterNovem). Bij een conventioneel systeem bedragen de aanvoer- en afgiftetemperatuur respectievelijk 90 ˚C en 70 ˚C, terwijl deze bij een duurzaam systeem met LTV respectievelijk 32 ˚C en 24 - 28 ˚C. Voorbeelden van LTV zijn lucht-, wand- en vloerverwarming. Om een hoge efficiëntie te realiseren mag de aanvoertemperatuur bij een dergelijke afgifteset maximaal 55 °C bedragen (SRE Milieudienst, 2007). Deze efficiëntie komt door twee factoren tot stand. Eerste factor is dat er een betere afstemming tussen het warmtepomp en de afgifteset ontstaat, doordat de pomp een gering temperatuurverschil hoeft te overbruggen. Tweede factor omvat de beperking van transport- en stilstandverliezen. Om een indruk te krijgen hoe LTV eruit ziet is een foto van de aanleg van dit element opgenomen in Bijlage 11.
Naast de zojuist beschreven efficiëntie brengt een afgifteset in de vorm van LTV / HTV ook enkele voordelen met zich mee, die het wooncomfort verhogen. Zo kent de woning gedurende het hele jaar een vrijwel constante, behaaglijke temperatuur. Verder wordt ‘oververhitting’ van de woning in de zomer voorkomen, doordat de afgifteset in de vorm van HTV goed ingezet kan worden voor het leveren van koude. Ook zorgt vloerverwarming voor een betere warmteverdeling (luchtcirculatie) dan een warmte- afgifte door gebruik van radiatoren; dit is zeer comfortabel, met name voor mensen met een slechte conditie, baby’s, oudere mensen en cara- patiënten. In Bijlage 12 zijn enkele afbeeldingen bijgevoegd om een beeld van de luchtcirculaties bij vloerverwarming en radiatoren te schetsen. Naast bovengenoemde voordelen brengt ook de afwezigheid van radiatoren comfortverhogende aspecten met zich mee. Er worden hierdoor meer ruimte- en inrichtingsmogelijkheden geboden, de (brand-) veiligheid wordt verhoogd en de consument kan zich niet branden of stoten aan de radiatoren.
3.7 Een warmtepompsysteem als onderdeel van een energieconcept
mogelijkheden, rendementen en ontwikkelingen van het warmtepompsysteem al vroeg in het bouwproces worden meegenomen.
3.8 Samenvatting
De analyse in dit hoofdstuk kan als volgt worden samengevat
Een warmtepomp is een apparaat waarvan de werking te vergelijken is met een koelkast. Het apparaat, dat weinig aandrijfenergie nodig heeft, ontrekt duurzame warmte (of koude) uit de omgeving en zet deze vervolgens om in een bruikbaar temperatuursniveau.
Een traditionele, conventionele (hr-) cv- ketel is in staat een woning van verwarming en warm tapwater te voorzien. De warmtepomp onderscheidt zich van een dergelijke ketel, doordat deze ook in staat is om een woning te koelen. In de woningbouw wordt de elektrisch aangedreven compressiewarmtepomp verreweg het meest toegepast. Doordat de warmtepomp weinig aandrijfenergie nodig heeft, worden de energierekening van de consument verlaagd.
Een warmtepomp maakt deel uit van een zogenaamd warmtepompsysteem, welke uit drie elementen bestaat: het element bron, het omzettingselement en het afgifte- element. Het warmtepompsysteem komt het beste tot zijn recht in de nieuwbouw, omdat het systeem slechts één element van het integraal ontwerp is.
Een warmtepompsysteem, en dan met name de LTV / HTV, verhoogt het wooncomfort voor de consument; de installatie biedt de volgende voordelen:
o Een vrijwel constante, behaaglijke temperatuur in de woning. o ‘Oververhitting’ van de woning in de zomer wordt voorkomen.
o Vloerverwarming voor een betere warmteverdeling (luchtcirculatie) dan radiatoren.
o De afwezigheid van radiatoren zorgen voor meer ruimte- en inrichtingsmogelijkheden, een verhoogde (brand-) veiligheid en de consument kan zich niet branden of stoten aan de radiatoren.
4. MARKTONTWIKKELINGEN
4.1 Inleiding
Dit hoofdstuk gaat in op de tweede deelvraag: Welke ontwikkelingen zijn er in de Nederlandse
nieuwbouw met betrekking tot woningbouw, het energielevering en de warmtepomptechniek? De
deelvraag wordt beantwoord door ontwikkelingen vanuit drie invalshoeken te belichten. De eerste invalshoek omvat de ontwikkelingen in de nieuwbouw van woningen in Nederland, terwijl de tweede de Nederlandse (duurzame) energiemarkt onder de loep neemt. In de derde en laatste invalshoek staan de ontwikkelingen van de warmtepomptechniek centraal.
4.2 De nieuwbouw van woningen in Nederland
Om tot een gestructureerde analyse te komen, wordt de nieuwbouw in Nederland in een ‘trechtervorm’ beschreven. Dat wil zeggen dat eerst de omvang van de Nederlandse woningvoorraad besproken wordt, gevolgd door de jaarlijkse toename van deze woningvoorraad en als laatste de nog gereed te komen woningen. Als laatste wordt beschreven wat het ‘AM- aandeel’ in deze toename is.
De omvang van de Nederlandse woningvoorraad
Op 31 oktober 2007 berichtte het CBS (2007b) dat de Nederlandse woningvoorraad de grens van 7 miljoen heeft overschreden. Tien jaar geleden (1998) bestond deze woningvoorraad nog uit ruim 6,4 miljoen woningen. Procentueel gezien komt dit gedurende deze periode (1998 - 2007) neer op een stijging van 8,2 procent (cijfers CBS Statline woningbouw: voorraad, wijzigingen en nieuwbouw). Een cumulatieve weergave van de historische opbouw van de Nederlandse woningvoorraad is weergegeven in Bijlage 13.
Jaarlijkse toename woningvoorraad en de nog gereed te komen woningen
Jaarlijkse toename van de woningvoorraad door ‘AM- woningen’
Zoals in de aanleiding in hoofdstuk 1 aangegeven, is AM verantwoordelijk voor de (eigen) ontwikkeling van ongeveer 3.500 woningen per jaar. Aan de hand van de jaarverslagen van AM is een tabel opgesteld met het aantal woningen dat de organisatie (al dan niet met derden) van 2001 tot en met 2006 heeft ontwikkeld. Deze tabel is bijgevoegd als Bijlage 15. Aan de hand van de eerdergenoemde cijfers over toename van de Nederlandse woningvoorraad door nieuwbouw is berekend welk aandeel AM hierin levert. Figuur 2 geeft een grafische weergave van dit aandeel.
Figuur 2 Het aandeel AM- woningen (al dan niet met derden) in toename woningvoorraad
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Jaar A a n d e e l (i n % )
Samen met derden ontw ikkeld Alleen door AM ontw ikkeld
Bronnen: CBS Statline, Veranderingen in de woningvoorraad door nieuwbouw & Jaarverslagen AM van 2002 t/m 2006.
Uit de figuur valt op te maken dat het ‘AM- aandeel’ van 2002 tot 2006 is gegroeid. Het aandeel woningen dat met derden ontwikkeld werd nam alleen in 2006 af. Ecofys (2007) geeft aan dat ‘in principe iedere nieuwbouwwoning met een warmtepomp uitgerust kan worden.’ Ervan uitgaande dat
AM minimaal hetzelfde aantal woningen ontwikkelt als in 2006, bedraagt de totale potentie van woningen waar AM individuele, dan wel collectieve warmtepompsystemen kan installeren tussen de 4,8 en 7,8 procent van het totale aandeel. In absolute aantallen komt dit neer op een potentie van woningen met een warmtepompsysteem van minimaal zo’n 3.500, en maximaal tussen de 5.500 a 6.000 woningen per jaar. Let wel, dit potentieel is zuiver theoretisch; de betrokken corporaties en andere ontwikkelaars (de derden) moeten hierbij overtuigend worden om over te stappen van conventionele energiesystemen op warmtepompsystemen.
4.3 De Nederlandse energiemarkt
van duurzame energie in Nederland en de ontwikkelingen in aardgas en de vraag naar warmte en koude. De paragraaf belicht tenslotte het energieverbruik van de Nederlandse huishoudens en welke energieprijzen aan hen doorberekend worden.
Liberalisering van de Nederlandse energiemarkt
In de aanleiding van het onderzoek is de liberalisering van de Nederlandse energiemarkt al genoemd. Voor de liberalisering werd energielevering door nutsbedrijven verzorgd en de consument had het niet voor het kiezen welke energieleverancier hij wilde. Vandaag de dag is de markt dus ‘vrijgegeven’, wat inhoudt dat de keuzevrijheid van de consument in de markt centraal staat. De consument mag zelf kiezen van welke energieleveranciers zij gebruik wil maken. Energieleveranciers concurreren hierbij op kwaliteit, service en prijs. De energieprijzen worden hierbij bepaald door vraag en aanbod. De energiemarkt is veranderd door de liberalisering. EnergieNed (2002) stelt dat de Nederlandse energiemarkt een omschakeling heeft gemaakt van een aanbodgestuurde naar een vraaggestuurde markt. De constatering dat de markt veranderd is wordt ook gedaan door Pomp & Shestalova (2007). Zij deden onderzoek naar de Nederlandse energiemarkt, voor en na de liberalisering. Uit de cijfers van hun onderzoek blijkt dat Eneco (en Shell Nederland), Essent en Nuon in 2000, voordat de energiemarkt geliberaliseerd was, het leeuwendeel van de markt in handen hadden met een gezamenlijk marktaandeel van 93,1 procent. De overige 6,9 procent van de markt was in handen van zeven ‘kleine’ spelers. De percentages van de marktaandelen zagen er in 2004 - nadat de markt volledig geliberaliseerd was - echter heel anders uit; het marktaandeel van ‘de grote drie’ was gedaald naar 82,4 procent, terwijl de zeven ‘kleine’ spelers één procent gewonnen hadden en op 7,9 procent kwamen. De overige 9,7 procent was verdeeld over diverse toetreders in de markt (Pomp & Shestalova, 2007). Uit onderzoek van Pomp & Shestalova (2007) blijkt verder dat de consument weinig tijd nodig denkt te hebben om een nieuwe energieleverancier te vinden en daarnaar over te stappen: ruim 50 procent van de (1.099) respondenten verwacht hier één morgen of middag over te doen. Verder concluderen zij dat de consument die daadwerkelijk geswitcht is substantieel lagere verwachtingen heeft van de benodigde overstaptijd dan de niet- switchers (Pomp & Shestalova, 2007). Deze uitkomsten doen vermoeden dat de liberalisering van de Nederlandse energiemarkt voorspoedig verloopt.
Dit vermoeden wordt versterkt door het volgende; De EC liet in april 2006 weten dat de voortgang van de liberalisering van de stroom- en gasmarkten onvoldoende was. Het ECN (2006b, p.11) bericht hier het volgende over: ‘om deze reden is de EC meer dan 40 juridische procedures gestart om landen te
schrikken van deze maatregel, wij zijn namelijk naast Denemarken en Malta, één van de drie EU-landen die geen juridische procedures hoeven te verwachten. Uit bovenstaande analyse kan geconcludeerd worden dat de liberalisering van de Nederlandse energiemarkt naar behoren gaat, al helemaal ten opzichte van de overige EU- landen.
Energielevering in Nederland
De levering van energie wordt traditioneel gedaan door zogenaamde ‘nutsbedrijven’. Nutsbedrijven leveren volgens de Van Dale ‘voorzieningen van openbaar nut, zoals aardgas, elektriciteit en water.’ De meest bekende nutsbedrijven zijn de drie grote leveranciers van elektriciteit, aardgas en warmte (bij stadsverwarming en duurzame energieconcepten) van Nederland, te weten Eneco, Essent en Nuon. Nutsbedrijven hebben een tweeledige functie, namelijk die van netbeheerder en energieleverancier. Als netbeheerder hebben zij in een bepaalde regio de taak om verantwoordelijkheid te dragen voor kwaliteitsbewaking van een net. Hieronder vallen onderhoud van het net, het aan- en afsluiten van klanten en het verhelpen van storingen. Verder vervullen de nutsbedrijven als energieleverancier de functie van de inkoop van energie uit het net en de verkoop hiervan aan bedrijven en bewoners van woningen. In de huidige situatie zijn de netbeheerders en de energieleveranciers dus in elkaar geïntegreerd. Het kabinet wil echter dat deze bedrijven worden gesplitst in een publiek netgedeelte en een commercieel leveringsbedrijf. Door deze splitsing worden de commerciële activiteiten (productie, levering) van de concerns gescheiden van hun aardgas- en elektriciteitsnetten. Hierbij gaat het om de stroomkabels en gasbuizen die in de straten liggen en naar huizen lopen (NRC Handelsblad, 10 oktober 2007). In juni 2007 heeft Minister Van der Hoeven van EZ de splitsingswet ingevoerd, waardoor de splitsing van de nutsbedrijven een feit wordt. De splitsing, waar de energieleveranciers zich fel tegen verzetten, moet 1 juli 2008 beginnen en uiterlijk op 1 januari 2011 zijn voltooid (Het Financieel Dagblad, 24 december 2007).
Duurzame energie in Nederland
Uit cijfers van het CBS (2006b) blijkt dat het aandeel duurzame energie ten opzichte van het totale Nederlandse energieverbruik stijgende is. Zo bedroeg in 2006 het aandeel duurzame energie 2,4 procent van het totale energieverbruik; in 1990 was dit nog 0,7 procent. Het totale Nederlandse energieverbruik steeg in deze periode met bijna 23 procent van 2.702 PJ naar 3.314 PJ. Het absolute aantal PJ duurzame energie is gedurende deze periode gestegen van 18,9 naar 79,5. In percentages is dit een stijging van 320 procent.
Nederland, ‘aardgasland’ wat het verwarmen van woningen betreft
elektriciteit (2 procent). In absolute aantallen komt dit neer op ruim 6,5 miljoen aardgasgestookte woningen en ongeveer 251.000 huishoudens die gebruik maken van stadsverwarming (EnergieNed, 2006a). Het is niet voor niets dat het totale Nederlandse aardgasnetwerk in 2005 ruim 267.000 kilometer bedroeg (EnergieNed, 2006a) noemt stadsverwarming ‘een collectieve voorziening die
handig gebruik maakt van de inefficiënte wijze waarop elektriciteit wordt opgewekt.’ Op het moment
dat bovengenoemde cijfers worden vergelijken met Europese landen, blijkt dat Nederland procentueel gezien het meeste aardgas gebruik om woningen te verwarmen. Achter de circa 93 procent van Nederland volgen Groot - Brittannië (circa 78 procent) en Italië (circa 58 procent). Verder wordt duidelijk dat Zweden, Finland en Spanje weinig aardgas verstoken met respectievelijk 0, 1 en 11 procent (cijfers EnergieNed (2006a). Het overgrote deel van de Nederlandse huishoudens verstookt dus aardgas. Dit doen zij echter op een inefficiënte wijze. Bij het verstoken van aardgas door middel van conventionele ketels, worden temperaturen van circa 900 ˚C gehaald om tapwater te verwarmen tot zo’n 90 ˚C, waarmee vervolgens de ruimtes tot zo’n 20 ˚C worden verwarmd. Bij dit proces gaat dus veel warmte verloren (Novem, z.j. a).
Nederlandse warmte- en koudevraag
Ecofys, (2007, p.29) stelt: ‘de trend in de woningbouw is een afnemende warmtevraag (nieuwbouw en
renovatie van bestaande bouw) en een toenemende koudevraag. Hoewel de koelvraag klein is ten opzichte van de warmtevraag, wordt deze vooral bij nieuwbouw steeds meer standaard.’ Tot 2020
neemt de warmtevraag met circa 7 procent af tot 280 PJ, terwijl de koudevraag 20 maal groter wordt tot 9 PJ (cijfers van Ecofys, 2007, op basis van een ‘niet gewijzigd overheidsbeleid’ in 2007). SRE Milieudienst (2007, p.17) bevestigen deze verschuiving in de warmte- en koudevraag: ‘met name
koeling is belangrijk voor de toekomst. In steeds meer woningen wordt een koelmachine geplaatst. Daardoor neemt het stroomverbruik in Nederland jaarlijks toe.’ Ecofys (2007) schat dat 50% van de
Energieverbruik van Nederlandse huishoudens
De totale vraag naar aardgas per huishouden in Nederland daalt, ondanks de toename van het aantal bewoonde woningen. Het gasverbruik daalde tussen 1980 en 2006 gestaag van 3.145 m3 naar 1.652 m3; een daling van 47 procent. Deze daling wordt veroorzaakt door een daling van de gasvraag per woning voor zowel ruimteverwarming als de verwarming van tapwater. Het aandeel van ruimteverwarming in het totale verbruik is in deze periode gedaald van 88 naar 73 procent, terwijl de energiebehoefte voor de bereiding van warm tapwater in dezelfde periode ruim verdubbelde is tot 22 procent. Het jaarlijkse elektriciteitsverbruik per huishouden steeg van ruim 2.700 tot 3.400 kWh. In percentages komt dit neer op een totale stijging van 26 procent (cijfers ECN, 2006). De zojuist opgesomde cijfers zijn ook weergegeven in Figuur 3. Uit de figuur is waar te nemen dat het gemiddelde elektriciteitsverbruik vanaf 1988 toeneemt. Dit komt door een stijgende behoefte aan comfort dat zich weer uit in de aanschaf van huishoudelijke apparatuur als een diepvriezer, wasdroger of vaatwasser (EnergieNed, 2006a).
Figuur 3 Gemiddeld energieverbruik per huishouden in Nederland
Bron: ECN (2006)
Uit de figuur valt verder dezelfde conclusie te trekken als Boerakker ea. (2005) deden, namelijk dat van de verschillende vormen van energie die gebruikt worden (aardgas, elektriciteit, warmte en olie) aardgas veruit het belangrijkste voor ruimteverwarming en de verwarming van tapwater is. Boerakker ea. (2005, p.47) stellen dat ‘de gasvraag voor ruimteverwarming zal afnemen als gevolg van de
benadrukt dat de daling in de aardgasconsumptie komt door verbeterde rendementen van hr- ketels en verbeterde isolatie van woningen. Hameetman ea. (2006) noemen ook de verandering in het denken van apparaatniveau (vanaf 1977) naar systeemniveau (ca. 1995) tot conceptniveau in het heden. Hieruit blijkt dat de ontwikkelaars in een steeds breder perspectief te werk gaan. De relatie tussen het verminderde aardgasverbruik en het niveau van op apparaat- , systeem- en conceptniveau te ontwikkelen staat weergegeven in Bijlage 16.
Boerakker ea. (2005) verwachten dat de aardgasconsumptie van de huishoudens ten behoeve van ruimteverwarming en het bereiden van warm tapwater in 2020 gedaald is tot ongeveer 1.200 m3. Een grafische weergave hiervan is weergegeven in Bijlage 17.
Energieprijzen voor Nederlandse huishoudens
EnergieNed (2007) geeft aan dat de gemiddelde energierekening van een Nederlands huishouden voor het leveren van elektriciteit en aardgas, bij een gemiddeld aardgasverbruik van 1.664 m3 en 3.397 kWh elektriciteit, in 2007 zo’n € 1.750,- per jaar bedroeg. In 2000 was dit nog ruim € 1.100,- per jaar (EnergieNed, 2006a). Omgerekend betreft dit een stijging van 58 procent. De grafiek die bij bovenstaande getallen hoort is opgenomen als Bijlage 18. In vergelijking met de andere Europese landen zijn de Nederlandse huishoudens wat prijzen van aardgas en elektriciteit betreft duur uit. Aardgas is alleen duurder in Zweden en Denemarken, terwijl alleen de Denen en Italianen meer voor hun elektriciteit betalen (EnergieNed, 2006a).
Figuur 4 De ontwikkelingen van aardgas- en elektriciteitstarieven voor Nederlandse huishoudens 0 100 200 300 400 500 600 700 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Jaar € / 1 0 0 0 m3 ( g a s ) o f k W h ( e le k .) Aardgastarief (bij 2000m3) Elektriciteitstarief (bij 3000 kWh dubbeltarief)
Bron: CBS Statline, Gemiddelde tarieven aardgas en elektriciteit
Uit de figuur valt op te maken dat de absolute aardgasprijs voor de Nederlandse huishoudens in 2007 € 0,58 bedroeg. In 1996 betaalde de consument nog € 0,22 voor een m3 aardgas. Procentueel gezien komt dit neer op een jaarlijkse prijsstijging van 9,2 procent. De hoofdoorzaak van de stijging van de aardgasprijs is een hoge vraag bij een krap aanbod (Gasterra, 2006). In dezelfde periode kende het elektriciteitstarief een stijging van € 0,10 naar € 0,21 dat neerkomt op een gemiddelde stijging van 7,0 procent per jaar.
4.4 De warmtepomptechniek
Deze paragraaf gaat nader in op de warmtepomptechniek. Hierbij komen kengetallen van de systemen in Nederland aan bod, wordt beschreven waarom de warmtepomp pas zo laat een succes is geworden en wordt de potentie van de techniek beschreven.
Kengetallen van warmtepompsystemen in Nederland
Vlak na de introductie in 1994 bedroeg het absolute aantal warmtepompinstallaties in de Nederlandse woningbouw 1.700. In de periode van 1994 tot 2001 steeg dit aantal naar ruim 7.000 warmtepompsystemen. Vanaf 2002 is het aantal installaties echter alleen maar explosiever gestegen tot een aantal van ruim 25.000 installaties eind 2006 (CBS Statline, Duurzame energie, binnenlandse productie en capaciteit). Er worden ruim 3.500 warmtepompinstallaties per jaar geplaatst om woningen van warmte, koude en warm tapwater te voorzien. Een grafiek van het aantal warmtepompinstallaties in de Nederlandse woningbouw is in onderstaande Figuur 5 weergegeven.
Figuur 5 Het aantal opgestelde warmtepompen in de Nederlandse woningbouw (einde jaar).
Bron: CBS Statline, Duurzame energie, binnenlandse productie, verbruik en capaciteit.
Nederland is niet het enige land met een explosieve groei van warmtepompsystemen. Vooral in landen als Frankrijk en Duitsland is er ook sprake van dergelijke groeigetallen. Zo is in Frankrijk het aantal warmtepompinstallaties in 2006 ten opzichte van 2005 gestegen van 31.000 naar 67.000 stuks. In Duitsland is gedurende deze periode een groei van 24.000 tot 52.000 waarneembaar (Kleefkes, 2007).
Waarom is de warmtepomp pas zo laat een succes geworden?
Zoals eerder besproken kende de warmtepomp, nadat de techniek in 1852 geïntroduceerd was, een valse start. IJff (1976) stelt dat de eerste warmtepomp vermoedelijk in 1929 in de VS werd geïntroduceerd. Hij geeft twee argumenten voor de trage opkomst van de warmtepomptechniek. Allereerst is het product te snel op de markt gebracht door leveranciers, met als gevolg dat er veel technische mankementen in de niet geteste warmtepompen werden geconstateerd. Ten tweede was er door de expansievraag naar het product een te grote vraag naar service- monteurs, waardoor de klachten niet snel en deskundig verholpen konden worden. Vanwege deze omstandigheden kwamen de cv- installaties snel in opkomst. IJff (1976, p.102) noemt dit ‘merkwaardig’ en ‘een duidelijke stap
