Wijkenergieplan De Blaak. Verkenning effecten scenario s voor warmtetransitie

(1)

Wijkenergieplan De Blaak

Verkenning effecten scenario’s voor warmtetransitie

(2)

1 5S16 - Wijkenergieplan De Blaak – Augustus 2019

Wijkenergieplan De Blaak

Verkenning effecten scenario’s voor warmtetransitie

Dit rapport is geschreven door:

Maarten Afman, Lonneke Wielders, Thijs Scholten

Delft, CE Delft, augustus 2019

Publicatienummer: 19.5S16.117

Opdrachtgever: gemeente Tilburg Uw kenmerk: 00173029-03-30002254

Alle openbare publicaties van CE Delft zijn verkrijgbaar via www.ce.nl

Meer informatie over de studie is te verkrijgen bij de projectleider Lonneke Wielders (CE Delft)

Dit rapport is financieel mede mogelijk gemaakt door de Europese Unie, fonds voor Regionale Ontwikkeling, Europees Innovatieprogramma Zuid-Nederland OP-Zuid, de provincie Noord-Brabant en de gemeente Tilburg.

CE Delft

Committed to the Environment

CE Delft draagt met onafhankelijk onderzoek en advies bij aan een duurzame samenleving. Wij zijn

toonaangevend op het gebied van energie, transport en grondstoffen. Met onze kennis van techniek, beleid en economie helpen we overheden, NGO’s en bedrijven structurele veranderingen te realiseren. Al 40 jaar werken betrokken en kundige medewerkers bij CE Delft om dit waar te maken.

(3)

Inhoud

Samenvatting 4

1 Inleiding 7

1.1 Wijkenergieplannen en aardgasvrij verwarmen 7

1.2 Doel wijkrapportage 8

1.3 Leeswijzer 8

2 De wijk De Blaak 9

2.1 Wijkkenmerken De Blaak, woningen en utiliteit 9

2.2 Ruimtelijke karakterisering – ruimte in de ondergrond 11

3 De warmtescenario’s voor De Blaak 13

3.1 Scenario’s voor de warmtevoorziening in De Blaak 14 3.2 Resultaten hoofdscenario’s voor de warmtevoorziening in De Blaak 16

4 Verdieping scenario Warmtenet 18

4.1 Ontwerp en engineering-berekening warmtenet 18

4.2 Belangrijke uitgangspunten voor de kostenraming 19 4.3 Resultaten voor de kostenraming van het warmtenet 20

5 Verdieping elektriciteitsnetwerk, scenario all electric 21 5.1 Ontwikkelingen t.a.v. capaciteit elektriciteitsnet 21 5.2 Werkwijze: impact elektriciteitsnet in beeld brengen 22 5.3 Resultaten van de verdieping van effecten op het elektriciteitsnet 24

5.4 Conclusie voor kostenraming elektriciteit 27

6 Ruimtebeslag van de scenario’s 29

6.1 Introductie 29

6.2 Ondergronds ruimtebeslag kabels en leidingen 29

6.3 Ruimtebeslag van een warmtenet 30

6.4 Ruimtebeslag voor elektriciteitsnet 33

6.5 Ruimtebeslag gasnet 34

6.6 Ruimtebeslag tijdens werkzaamheden aan de infrastructuur 34

6.7 Conclusie ruimtebeslag 35

Referenties 37

A Uitgangspunten CEGOIA 38

B Methodiek kostenramingen Warmtenet 47

B.1 Methodiek kostenramingen 47

B.2 Kostenkentallen & scope kostenramingen 48

(4)

B.3 Uitgangspunten & randvoorwaarden 51

C Vergelijking raming RE met CEGOIA-distributienet 53

D Toelichting opzet berekeningen netbelasting Tilburg met CEGRID 54

D.1 CEGRID 54

D.2 Berekeningen Tilburg 54

D.3 Zonnepanelen 55

D.4 Laadpunten 55

(5)

Samenvatting

De overstap naar een aardgasvrije wijk is erg omvangrijk. Er zijn veel factoren die de kansen en belemmeringen bepalen. Zo zijn er diverse technieken en alternatieve energiedragers beschikbaar (warmte, elektriciteit, hernieuwbaar gas). De bronnen zijn echter schaars en niet alle technieken zijn overal toepasbaar. Ook de kosten van de opties verschillen. Inwoners, ondernemers en betrokkenen bij de wijk moeten de omschakeling ook echt willen maken en in gang kunnen zetten.

In dit rapport is voor de Tilburgse wijk

De Blaak in beeld gebracht wat vier hoofdscenario’s voor de warmtetransitie betekenen in termen van kosten en effecten.

De volgende scenario’s zijn bekeken:

— all electric: individuele lucht/waterwarmtepompen;

— groengas/hybride: groengas in combinatie met de hybride warmtepomp;

— middentemperatuur (MT)-warmtenet;

— lagetemperatuur (LT)-warmtenet:

bronnet met decentrale warmtepompen.

Het warmtenet-scenario is gedetailleerd onderzocht door Ingenieursbureau Rotterdam Engineering een conceptueel ontwerp te laten maken, dit door te rekenen en vervolgens te vertalen naar kosten. Het totale tracé, inclusief warmteoverdrachtsstation en aansluiting komt voor De Blaak uit op een investering van ruim 29 miljoen euro, met een bandbreedte van +/- 50%. Het totale tracé kost ongeveer € 11.950 per aansluiting.

Figuur 1 – Conceptueel ontwerp warmtenet

(6)

Ook de impact op de elektriciteitsnetten is voor alle scenario’s in beeld gebracht. Bij alle transitiepaden behalve het MT-warmtenet-scenario zijn forse investeringen in elektriciteitsnetten nodig. De investeringen van Enexis zijn geraamd van 3-7 miljoen euro in het all electric-scenario en van 4,5-12 miljoen euro voor het groengas/hybride-scenario.

De investering in het elektriciteitsnet ten behoeve van het LT-warmtenet-scenario is niet apart uitgerekend, maar zal in de buurt van het all electric-scenario komen. De genoemde kosten gelden uitsluitend voor de wijk De Blaak. Er is niet gekeken naar de samenhang tussen buurten. Als in diverse/alle buurten van Tilburg voor hetzelfde scenario zou worden gekozen, dan stapelen de effecten zich hoger in het net op en worden de investeringen fors hoger en het ruimtebeslag groter. Dit is een aandachtspunt voor de gemeente.

Daarnaast is ook een analyse uitgevoerd met het CEGOIA-model. Dit model kijkt niet alleen naar de kosten van het distributienet, maar naar de totale kosten die moeten worden gemaakt ten behoeve van de warmtetransitie, dus ook de kosten van de energiedragers, de benodigde modificaties van de installaties, de aanpassingen aan de gebouwen en ook de belastingen en heffingen (zie ook het CE Delft-rapport ‘Verkenning voor warmte-

transitievisie Tilburg’).

Er zijn twee besparingsniveaus meegenomen in de analyse:

1. Isolatie laagste kosten: alleen isolatie als dit noodzakelijk is voor de gekozen warmtevoorziening of wanneer het een gunstig effect heeft op de totale kosten van de warmtevoorziening.

2. Maximaal besparen: hier wordt ingezet op maximaal besparen, i.e. dat alle gebouwen minimaal op energielabel B gebracht worden.

Uit de analyse komen de volgende inzichten voor het scenario ‘Isolatie laagste kosten’:

— Het meest gunstige scenario is het scenario groengas met de hybride warmtepomp.

Echter, als vanuit de verwachte beschikbaarheid van groengas wordt geredeneerd, dan zal uiteindelijk voor De Blaak een alternatief scenario beter passen.

— In De Blaak is een MT-warmtenet goed mogelijk. Dit is na het groengas-scenario het minst duur. De aanpassingen aan de woningen zijn niet al te verstrekkend en er zijn geen warmtepompen nodig zijn.

— Het scenario LT-warmtenet heeft de hoogste totale jaarlijkse kosten door hoge installatie en hoge distributiekosten (warmtenet aanleggen, en ook elektriciteitsnet verzwaren).

— Het scenario all electric vergt forse investeringen in het elektriciteitsnet en daarnaast ook forse investeringen in de gebouwen en in installaties. Qua kosten ligt het tussen het MT-warmtenet en het LT-warmtenet.

In het scenario ‘Maximaal besparen’ verandert bovenstaand beeld. De totale kosten voor groengas en het MT-warmtenet stijgen door de toename van de gebouwkosten (voor isolatie). Het MT-warmtenet wordt in dit scenario iets duurder dan all electric.

Figuur 1 toont het kostenoverzicht op basis van het CEGOIA-model waarbij voor de distributiekosten uitgegaan is van landelijke cijfers. Op grond van de gedetailleerde

deelanalyses voor het warmtenet (door RE) en de elektriciteitsnetimpact (door Enexis), kan de post ‘distributie’ worden bijgesteld. De pijltjes geven de bijstelling weer op basis van de uitgevoerde ramingen. Na de bijstelling komen het scenario groengas en het scenario MT-warmtenet dicht bij elkaar te liggen. Ook het scenario all electric en LT-warmtenet gaan naar elkaar toe. De scenario’s groengas en MT-warmtenet blijven het gunstigst.

(7)

Figuur 1 – Totale kosten van hoofdscenario’s (€/woning/jaar)

Wat betreft de praktische uitvoering is belangrijk om te kijken naar de benodigde kabels en leidingen. Deze kennen bovengronds en vooral veel ondergronds ruimtebeslag.

Kijkend naar ondergronds ruimtebeslag dan kent het warmtenet met afstand de meest ingewikkelde infrastructuur om in te passen in bestaande wijken. Dit komt omdat er een dubbele pijp nodig is en de pijpen fors van afmetingen zijn. De wijk De Blaak is ruim van opzet, dus een warmtenet aanleggen is prima mogelijk. Ruimte voor het verzwaren van elektriciteitsnetten zal ook geen probleem zijn. De aanleg van deze infrastructuren zal de nodige overlast geven, zoals doorgaande wegen die tijdelijk niet doorgaanbaar zijn.

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

All electric Groengas Warmtenet MT Warmtenet LT

De Blaak, isolatie laagste kosten

Distributie Productie Installatie Gebouw BTW

Energiebelasting

(8)

1 Inleiding

1.1 Wijkenergieplannen en aardgasvrij verwarmen

De gemeente Tilburg wil in 2045 energieneutraal zijn en daarmee dus onafhankelijk worden van fossiele energiebronnen. Een belangrijke stap hierin is het ‘aardgasvrij verwarmen’ van de aanwezige woningen en gebouwen.

Tilburg wil de transitie per wijk aanpakken: voor iedere wijk moet een plan worden gemaakt over hoe de wijk aardgasvrij kan worden (het zogenoemde ‘wijkenergieplan’).

In de Transitievisie Warmte, die in 2021 door de gemeenteraad vastgesteld zal worden, wordt dan aangegeven in welke wijken met de warmtetransitie wordt gestart.

De overstap naar een aardgasvrije wijk is erg omvangrijk; diverse factoren zijn van invloed op het proces. Er zijn diverse technieken beschikbaar en er zijn verschillende alternatieve energiedragers (warmte, elektriciteit, hernieuwbaar gas). Maar, de bronnen zijn schaars en niet alle technieken zullen toepasbaar zijn. Bovendien verschillen de kosten van de

transitiepaden. Inwoners, ondernemers en betrokkenen bij de wijk moeten de omschakeling ook echt willen maken en in gang kunnen zetten.

De gemeente Tilburg wil daarom nu, binnen het project SMILE, eerst in vijf pilotwijken aan de slag om ervaring op te doen met het opstellen van de wijkenergieplannen. Per wijk moet inzichtelijk worden wat technisch haalbaar is, wat de kosten en baten van de verschillende opties zijn en welke ruimtelijke effecten te verwachten zijn. Ook worden gesprekken met bewoners en andere betrokkenen gestart.

De gemeente Tilburg heeft CE Delft gevraagd om ter voorbereiding een verkennende scenariostudie uit te voeren naar de warmtetransitie voor Tilburg als geheel en daarnaast een gedetailleerde studie te doen naar de belangrijkste impacts in de vijf SMILE-pilotwijken: Quirijnstok, De Blaak, Theresia, ’t Zand en Udenhout-kern.

Het hoofddoel van deze opdracht is om per wijk inzicht te krijgen in de kansen, belemmeringen en kosten van een transitie naar aardgasvrij verwarmen, gebaseerd op trans- parante berekeningen.

Deze wijkrapportage gaat in op de wijk De Blaak. Daarnaast levert CE Delft de volgende notities op:

1. Overkoepelende notitie: ‘Verkenning voor warmtetransitievisie Tilburg’. Dit is het rapport met de resultaten van de verkennende scenariostudie voor een alternatieve warmtevoorziening waar de hele stad is bekeken, inclusief de beschikbare bronnen.

2. Wijkrapportages voor de andere vier wijken: ’t Zand, Theresia, Quirijnstok en Udenhout-kern.

3. Een serie van vijf factsheets met informatie over woningen. Deze factsheets gaan in op de kosten, mogelijkheden en impacts in de woning indien overgestapt wordt op een andere warmtevoorziening.

CE Delft heeft het onderzoek samen met ingenieursbureau Rotterdam Engineering (RE) en Enexis Netbeheer uitgevoerd. CE Delft is verantwoordelijk voor de overall analyse van de mogelijkheden voor de wijk, onderzocht middels het CEGOIA-model (zie Hoofdstuk 3).

Rotterdam Engineering is verantwoordelijk voor de verdere verdieping rondom

(9)

mogelijkheden, kosten en ruimtelijke impact in de ondergrond van een warmtenet in de wijk. Daarnaast heeft CE Delft met Enexis samengewerkt om een gedetailleerder beeld te krijgen van de impact op het elektriciteitsnet.

1.2 Doel wijkrapportage

In deze wijkrapportage behandelen we de resultaten van analyses voor de wijk De Blaak.

Voor De Blaak is in beeld gebracht wat vier hoofdscenario’s (hogetemperatuur/ middentemperatuur (MT)-warmtenet, lagetemperatuur (LT)-warmtenet, all electric en groengas) voor de wijk betekenen in termen van kosten en effecten. De scenario’s zijn daarbij gedetailleerd in beeld gebracht.

De volgende vragen komen aan bod:

1. Warmtescenario’s: Wat zijn de kosten van de vier hoofdscenario’s voor een alternatieve warmtevoorzieningen voor De Blaak? En wat is een eerste inschatting van het meest kostenoptimale scenario voor de warmtevoorziening voor De Blaak?

2. Energie-infrastructuur: Wat is het effect op de energie-infrastructuur in de wijk?

3. Wat is de ruimtelijke impact van de nieuwe energie infrastructuur per hoofdscenario in De Blaak?

1.3 Leeswijzer

We starten de rapportage met een kenschets van de wijk De Blaak.

Daarna wordt uitgewerkt:

1. De warmtescenario’s voor De Blaak – uitkomsten CEGOIA-model.

2. Verdieping van het warmtenet-scenario.

3. Verdieping elektriciteitsnetimpact en all electric-scenario.

4. Ruimtebeslag van de scenario’s.

Ieder hoofdstuk wordt afgesloten met een korte conclusie van verkregen inzichten.

De bijlagen bij dit rapport geven achtergronden bij de gebruikte modellen en methodes.

(10)

2 De wijk De Blaak

Er zijn verschillende soorten oplossingen om de warmtevraag van gebouwen in te vullen.

Wat mogelijk is hangt onder andere sterk af van het type gebouwen in de buurt. Gaat het bijvoorbeeld om dichtbebouwde historische binnensteden, recente hoogbouw, een dorps- kern, buitengebied of bedrijventerrein? Om een beeld te krijgen van deze parameters voor de wijk De Blaak zijn de belangrijkste wijken buurtkenmerken beschreven.

Paragraaf 2.1 toont de wijken buurtkenmerken van woningen en utiliteit in De Blaak.

Deze informatie vormt het uitgangspunt voor de analyse van de vier hoofdscenario’s in Hoofdstuk 3. In Paragraaf 2.2 gaan we verder in op de ruimtelijke karakteristieken van de wijk, die de basis vormen voor de verdieping van het warmtenet-scenario in Hoofdstuk 4.

2.1 Wijkkenmerken De Blaak, woningen en utiliteit

De wijk De Blaak is een uitbreidingswijk uit de jaren ‘70 en ‘80 in het zuidwesten van Tilburg. De Blaak bestaat uit vier verschillende delen (buurten), zie Figuur 3.

De Blaak Zuid-West en De Blaak Noord-West zijn voornamelijk gebouwd in de periode 1970-1980, De Blaak Noord-Oost en De Blaak Zuid-Oost zijn voornamelijk gebouwd in de periode 1980-1990. Specifieke kenmerken over de woningmarkt, het gemiddelde energielabel van de woningen en de gemiddelde woningwaarde zijn gegeven in Figuur 3.

Figuur 2 – De Blaak en de vijf andere wijken van project SMILE, buurten De Blaak

Bron: (Buurtindeling 2017).

(11)

Figuur 3 – Specifieke wijkkenmerken van de woningmarkt in De Blaak

C B C C Energielabel

k€ 296 K€ 431 k€ 325 k€ 287 WOZ-waarde

Figuur 4 toont de wijkkenmerken van de utiliteitsgebouwen in De Blaak. De meeste utiliteit (in m²) ligt in De Blaak-Zuid. Dit zijn de basisscholen OBS de Blaak en Basisschool de Borne, het winkelcentrum en de sporthal De Blaak.

Figuur 4 - Specifieke wijkkenmerken van de utiliteitsgebouwen in De Blaak¹

________________________________

1 Bijeenkomstruimte: gebruiksfunctie voor het samenkomen van personen voor communicatie, cultuur, gods- dienst, kunst, kinderopvang, het verstrekken van consumpties voor gebruik ter plaatse of het aanschouwen van sport.

0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000

De Blaak Zuid-

Oost De Blaak Noord-

West De Blaak Zuid-

West De Blaak Noord- Oost

Wijkkenmerken, m² utiliteit (x100) per buurt

Overige Sport Industrie Onderwijs Bijeenkomstruimte Kantoren

Gezondheidszorg Logies

Winkel

(12)

2.2 Ruimtelijke karakterisering – ruimte in de ondergrond

Wat de haalbare oplossingen zijn voor de warmtevoorziening in een wijk hangt niet alleen sterk af van het type, de eigenschappen en mogelijkheden van de gebouwen, maar ook van de ruimtelijk aspecten van de wijk. Met name de (beschikbare) ruimte in de ondergrond is van belang om te kunnen bepalen of het bijvoorbeeld mogelijk is een warmtenet aan te leggen.

De wijk De Blaak is een ruim opgezette wijk. Er zijn echter wel een aantal hoofdwegen (transportassen) door de wijk (zie Figuur 5), die belangrijk zullen zijn voor het doorgaande verkeer. Een deel hiervan is uitgevoerd in asfalt (blauwe lijnen), met name het noordelijk gelegen deel. Het overige deel is uitgevoerd in klinkers (rode lijnen).

Figuur 5 – Sectionering wijk en Dubbele tracé-uitvoering brede straten

De doorgaande straten (rode lijnen) zijn vrij breed. Indien er woningen aan weerszijden staan, dan zal voor het aanleggen van een warmtenet een dubbel tracé moeten worden aangelegd. Dit is weergegeven in Figuur 5. Het trottoir is in deze gevallen veelal niet breed genoeg en dus zullen deze tracés (deels) onder de weg liggen.

Naast de doorgaande wegen zijn er nog twee factoren die deze wijk in delen splitst, het fietspad met bomenrijen aan weerszijden (oranje lijn in Figuur 5) en de watergangen die dwars door de wijk heen lopen. Deze watergangen zijn met duikers aan elkaar verbonden.

Dit levert veelal een diepe kruising op, dus is er bij de opzet van het warmtenet getracht deze zoveel mogelijk te mijden.

Naast wortels van bomen ligt er nog veel meer in de grond, het is er zelfs behoorlijk druk.

Figuur 6 geeft inzicht in de reeds aanwezige infrastructuur in de ondergrond, gebaseerd op de in het KLIC-systeem opgenomen ondergrondse kabels en leidingen.

Voor De Blaak lijkt de beslaglegging voor kabels en leidingen in de ondergrond normaal te zijn. Dat wil zeggen; we vinden een normale hoeveelheid aan elektriciteit, gas, riool, telecom/data, en overige leidingen.

Dubbel tracé

(13)

12 5S16 - Wijkenergieplan De Blaak – Augustus 2019 Figuur 6 – Overzicht kabels en leidingen

Legenda: roze: riool (vrij verval); blauw (water); roodbruin: elektra, oranje: gas, groen: data en telecom Bron: (KLIC, Google Earth).

Zoals in Paragraaf 2.1 beschreven vormen de wijken buurtkenmerken het uitgangspunt voor analyse van de vier hoofdscenario’s. In het volgende hoofdstuk beschrijven we de vier hoofdscenario’s in meer detail en geven we de resultaten van de analyse.

(14)

3 De warmtescenario’s voor De Blaak

Om een eerste goede inschatting te kunnen maken van de meest kostenoptimale warmteoplossing voor de wijk De Blaak hebben we gebruik gemaakt van ons CEGOIA-model (zie Tekstbox 1). Met dit model maken we berekeningen op buurtniveau (CBS-indeling) waarbij onder andere de wijken buurtkenmerken uit Paragraaf 2.1 gebruikt zijn als input voor het model. Daarnaast zijn er ook parameters gebruikt die iets zeggen over de

bebouwing, zoals gestapeld, grondgebonden, gemiddeld oppervlak, woningtype en de dichtheid (aantal gebouwen per hectare). Ook het huidige energieverbruik, het reeds aanwezige warmtenet en het gemiddelde energielabel van de buurten zijn gebruikt als input voor het model. Bijlage A toont de overige specifieke parameters die voor dit project zijn gebruikt.

Tekstbox 1 – CECOIA

CEGOIA is een model aan de hand waarvan op basis van diverse parameters kan worden berekend welke energie- voorziening van de gebouwde omgeving (woningen, utiliteitsbouw en eventueel glastuinbouw) de laagste kosten over de gehele keten heeft. CEGOIA berekent de kosten over de gehele keten: distributie (de energie-infrastructuur), productie (energiekosten bij de eindverbruiker), installaties (warmteopwektechnieken, in de aanleg van nieuwe opwekcapaciteit), gebouwmaatregelen (installaties en isolatie) en belastingen. Hierbij worden zowel de investeringskosten (‘CAPEX’) als de jaarlijkse kosten (‘OPEX’; energiegebruik, onderhoudskosten, e.d.) meegenomen.

Het model is door CE Delft ontwikkeld om een uitspraak te doen over het eindbeeld en de mogelijke ontwikkeling van het energievraagstuk in de gebouwde omgeving en de gevolgen die dat heeft voor de fysieke (infra)structuren.

Op buurtniveau (CBS-indeling) worden de kosten van alle ketenaspecten berekend. Meerdere besparingsniveaus, diverse technieken en verschillende energiebronnen worden toegepast. Het model is hierbij transparant en flexibel. In overleg met de opdrachtgever(s) worden de parameters vastgesteld. Daarnaast wordt het (eventueel beperkte) warmteaanbod vastgesteld en kan een grote variatie van technieken geselecteerd worden voor de warmtevraag, van individuele warmtepompen tot grootschalige geothermie of industriële restwarmte.

Het model resulteert in een overzicht van de totale jaarlijkse kosten (woningaanpassing, netinfrastructuur, kosten voor warmtelevering en -opwek) van alle opties voor de onderzochte buurttypen, gegeven de aangenomen parameters. Daarnaast geeft het model inzicht in de buurten waar het eventueel beperkte warmteaanbod, zoals bijvoorbeeld restwarmte, het beste ingezet kan worden.

(15)

In dit hoofdstuk worden de resultaten van de CEGOIA-analyse gepresenteerd.

Bij de totale kosten worden de volgende kostencomponenten onderscheiden:

 Distributiekosten: De kosten voor de energie-infrastructuur: het (verzwaarde)

elektriciteitsnet en indien van toepassing gasnet of warmtenet. Het zijn de kosten voor de regionale netten.

 Productiekosten: De kosten voor de geleverde energie (geleverde warmte, groengas, hernieuwbaar gas, elektriciteit en/of vaste biomassa).

 Installatiekosten: Collectieve installaties en de uitkoppelingskosten aan de bron.

Denk hierbij aan verwarmingstechnieken in de woning.

 Gebouwmaatregelen: De installaties en isolatiemaatregelen en het afgiftesysteem (bijvoorbeeld de radiatoren of vloerverwarming) in de woning.

 BTW: Betreft de belasting op toegevoegde waarde van 21% over alle voorgaande kostenonderdelen.

 Energiebelasting: De totale som van energiebelasting, opslag duurzame energie en heffingskorting aangeduid, inclusief de BTW over deze belastingen.

De distributiekosten zijn geraamd op basis van landelijke kentallen. De lokale situatie kan echter aanleiding geven om deze kosten naar boven of naar beneden bij te stellen.

In Hoofdstuk 4 en 5 wordt er uitgebreider ingegaan op de kosten en mogelijkheden om in De Blaak de energie-infrastructuur aan te passen (voor zowel een warmtenet als het

elektriciteitsnet).

3.1 Scenario’s voor de warmtevoorziening in De Blaak

Momenteel bestaat de warmtevoorziening van De Blaak vooral uit een mix van individuele gas-HR-ketels en hier en daar blokverwarming. De Blaak is niet aangesloten op het Tilburgse warmtenet.

Om het denken over toekomstige warmtescenario’s vorm te kunnen geven, werken we met een vier hoofdscenario’s: alle woningen aansluiten op een middentemperatuur- (MT) warmtenet, alle woningen op een lagetemperatuur- (LT) warmtenet, de all electric- oplossing, en de groengas/hybride-oplossing.

Daarnaast hebben we twee besparingsniveaus meegenomen in de analyse. In het eerste besparingsscenario (Isolatie laagste kosten) vindt er alleen isolatie plaats als dit noodzakelijk is bij gekozen warmtevoorziening of een gunstig effect heeft op de totale kosten van de warmtevoorziening (zie all electric-scenario). In het tweede besparingsscenario (Maximaal besparen) gaan we ervan uit dat alle woningen op minimaal energielabel B gebracht worden.

(16)

Tabel 1 geeft een overzicht van de acht scenario’s die zijn doorgerekend.

Tabel 1 – De acht scenario’s

Hoofdscenario Isolatie laagste kosten Maximaal besparen

Collectief MT-warmtenet  

Collectief LT-warmtenet  

All electric  

Groengas  

Deze warmtescenario’s zijn nadrukkelijk als absolute scenario’s neergezet waarin de hele wijk De Blaak voor dezelfde warmteoplossing kiest. Het is zeer zeker mogelijk, dat er uiteindelijk voor De Blaak een mixoplossing wordt verkozen, waarbij bijvoorbeeld het warmtenet dat nu al in de wijk ligt wordt uitgebreid tot een deel van De Blaak, terwijl in een ander deel een andere oplossing wordt gekozen. Deze optimalisatie valt echter buiten de scope van deze studie.

MT-warmtenet

In dit scenario wordt in de hele wijk een warmtenet aangelegd, c.q. uitgebreid, we gaan hierbij uit van een warmtenet waar de temperatuur in het distributienet rond de 60-70°C ligt. We hanteren geen limieten op elektriciteit en restwarmte.

LT-warmtenet

In dit scenario wordt in de hele wijk een warmtenet aangelegd dat functioneert als een lagetemperatuurbronnet voor een collectieve of individuele elektrische warmtepompen. Het is ook mogelijk om een centrale warmtepomp toe te passen die dan een blok woningen verwarmt.

All electric

De woningen en bedrijven worden van individuele lucht/waterwarmtepompen voorzien. De lucht/waterwarmtepompen halen de omgevingswarmte naar binnen, en werken het meest efficiënt bij een lage afgiftetemperatuur voor het CV-water.

Het afgiftesysteem in de woning/gebouw moet geschikt zijn voor lagetempera- tuurverwarming, bijvoorbeeld vloerverwarming. Een CV-aanvoertemperatuur van 35°C tot maximaal 45°C is ideaal. Er moet dus goed worden geïsoleerd om te voorkomen dat de warmtepompinstallatie te kostbaar wordt. Vaak wordt uitgegaan van minimaal schillabel A.

Bij zeer koude buitenluchttemperaturen draait de warmtepomp op weerstandsverwarming.

(17)

Groengas/hybride

In dit scenario zijn de aanpassingen in het warmtesysteem minimaal omdat het huidige aardgas enkel vervangen wordt door groengas. Groengas is biogas dat opgewerkt is naar aardgaskwaliteit. Biogas is gas dat afkomstig van hernieuwbare bronnen zoals slib van een rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI). Door het biogas op te werken naar aardgaskwaliteit krijg je groengas dat dezelfde eigenschappen heeft als ons ‘reguliere’ aardgas en ingevoed kan worden in het huidige aardgasnet (wat ook al gebeurt). De woningen worden met dit groengas verwarmd, in combinatie met een hybride warmtepomp (CV-ketel met warmtepomp).

3.2 Resultaten hoofdscenario’s voor de warmtevoorziening in De Blaak

In Figuur 7 en Figuur 8 zijn de eerste resultaten van de CEGOIA-analyse gepresenteerd.

Ze tonen de totale kosten voor de vier hoofdscenario’s voor beide besparingsscenario’s In Figuur 7 is te zien dat het hoofdscenario groengas de laagste totale kosten heeft.

De beschikbaarheid van groengas is echter beperkt; het is niet mogelijk om alle woningen in Nederland te voorzien van groengas omdat dit niet voorradig is. Hoewel er zijn geen

absolute cijfers over de toekomstige beschikbaarheid van groengas voorhanden zijn, wordt er over het algemeen van uitgegaan dat 10% van de huidige warmtevraag van woningen en utiliteitsgebouwen ingevuld kan worden met groengas. Het is dus belangrijk om het beschikbare groengas te gebruiken voor die wijken waar de alternatieven (all electric en collectieve warmtenetten) niet mogelijk of vele malen duurder zijn. In de studie ‘Verkenning voor warmtetransitievisie Tilburg’ hebben we voor Tilburg gekeken welke buurten dan in aanmerking komen voor groengas. Uit deze studie volgt dat De Blaak, op basis van haar buurtkenmerken, niet in aanmerking komt voor groengas.

Verder is te zien dat het hoofdscenario LT-warmtenet de hoogste totale jaarlijkse kosten heeft van +/- € 5.000 per woning per jaar door hoge installatie en hoge distributiekosten.

Na groengas is het hoofdscenario MT-warmtenet de goedkoopste optie.

Nb. Op dit moment is er nog veel onduidelijkheid over de allocatie van de infrastructuur- kosten over alle netvlakken heen. Met andere woorden: het is nog niet vastgelegd wie straks de kosten van het totale aardgasnet, en/of de elektriciteitsnetverzwaring gaan betalen. Daarnaast is het nog niet bekend wat de kosten zijn van het aardgasnet dat in gebruik blijft nadat het aardgasnet op veel plekken is verwijderd. Beide zaken zijn daarom geen onderdeel van deze studie.

(18)

Figuur 7 – Totale kosten van hoofdscenario’s bij besparingsoptie: Isolatie laagste kosten (€/woning/jaar)

In Figuur 8 staan de totale kosten wanneer alle woningen op minimaal energielabel B worden gebracht. In dat geval wordt het all electric-scenario voordeliger dan het warmtenet-scenario. Dit komt omdat er nu ook in de scenario’s voor groengas en de

collectieve warmtenetten isolatiemaatregelen opgenomen zijn, waardoor de gebouwkosten in deze scenario’s stijgen. De kosten voor het LT-warmtenet blijven ongeveer gelijk.

De gebouwkosten stijgen, maar de installatiekosten dalen door het hogere isolatieniveau.

Figuur 8 – Totale kosten van hoofdscenario’s bij besparingsoptie: Maximaal besparen (€/woning/jaar)

Zoals eerder aangegeven, zijn in bovenstaande resultaten de distributiekosten geraamd op basis van landelijke kentallen. In Hoofdstuk 4 wordt uitgebreider ingegaan op de kosten en mogelijkheden van een warmtenet. In Hoofdstuk 5 wordt de impact van de scenario’s op het elektriciteitsnetwerk in de wijk bekeken.

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Energiebelasting

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

De Blaak, maximaal besparen

Energiebelasting

(19)

4 Verdieping scenario Warmtenet

Om het warmtenet-scenario te verfijnen en toe te spitsen op de wijk De Blaak, heeft Ingenieursbureau Rotterdam Engineering een ontwerp gemaakt voor een mogelijk warmtenet.

In dit hoofdstuk bespreken we het ontwerp, de uitgangspunten voor de berekening en de onderliggende ramingsmethode voor de kosten. Parameters die belangrijk zijn voor de investeringskosten worden toegelicht. We eindigen met een inschatting van de aanlegkosten van het warmtenet en vergelijken deze met de kosten die gepresenteerd zijn in

Hoofdstuk 3.

4.1 Ontwerp en engineering-berekening warmtenet

Het ontwerp voor het distributienet en de locatie van het warmteoverdrachtsstation (WOS) voor De Blaak zijn te vinden in Figuur 9.

Figuur 9 – Ontwerp en schets van het warmtenet in De Blaak

De gekozen locaties voor de WOS’en zijn gebaseerd op beschikbare bovengrondse ruimte.

Voor de benodigde ruimte voor de WOS’en is gekozen voor groenstroken en parkjes. Vanuit deze WOS’en worden eerst bredere buizen getrokken (de ‘backbones’, DN200² en DN100) ________________________________

2 Zie Bijlage B.1.1 voor uitleg over DN200, DN100, DN65 en DN40.

(20)

die zich vertakken naar dunnere verdeelleidingen (DN65 en DN40) waarvandaan de woningen kunnen worden aangesloten.

4.2 Belangrijke uitgangspunten voor de kostenraming

Op basis van de eigenschappen van de wijk (zie onder andere Paragraaf 2.2.) heeft Rotterdam Engineering een ontwerp voor het distributienet gemaakt en vandaaruit de parameters vastgesteld voor de kostenraming.

De totale lengte van het distributietracé zoals dat in Figuur 9 is geschetst komt op 11.780 meter. Dit is als volgt onderverdeeld:

— lengte DN40-tracé (verdeelleidingen): 2.090 meter;

— lengte DN65-tracé (verdeelleidingen): 6.270 meter;

— lengte DN100-tracé (backbone): 1.930 meter;

— lengte DN200-tracé (backbone): 1.490 meter.

De verharding en de dikte van de dekkingslaag hebben veel invloed op de aanlegkosten.

Voor de verharding is onderscheid is gemaakt tussen asfalt en klinkers. Werkzaamheden onder asfalt zijn al snel 2-3x duurder dan onder klinkers. Voor de verdeelleidingen in De Blaak bestaat de verharding voor 6,2% uit asfalt en 93,8% uit klinker. Voor de backbone is dat 2,6% asfalt en 97,4% klinkers. Voor de dekkingslaag is uitgegaan van de

standaardwaarde van 80 cm.

Het totaal aantal aansluitingen is weergegeven in Tabel 2.

Tabel 2 – Gegevens over aansluitingen

Aantal Thermisch vermogen

Laagbouwaansluitingen 2.352 10.584 kW

Hoogbouwaansluitingen 82 (1 gebouw) 308 kW

Utiliteit 34 286 kW

Het net is ontworpen als een MT-warmtenet, uitgaande van een aanvoertemperatuur van 70°C en een retourtemperatuur van 40°C en een gelijktijdigheid van 50%. Hiermee zijn huisinstallaties goed aan te sluiten waarbij na de afgifteset de warmte rechtstreeks gebruik gemaakt kan worden voor warmtapwater en ruimteverwarming met de bestaande

afgiftesystemen in de woningen.

Het ontwerp en de doorrekening van de aanlegfase is evenwel ook toereikend voor een LT-warmtenet, mits het temperatuurverschil tussen aanvoer en retour niet al te zeer wijzigt.³ Meer informatie over de berekening en gehanteerde parameters is opgenomen in Bijlage B.

________________________________

3 De ΔT van 70/40°C is 30°C. Met deze parameters levert het ontwerp ca. 10 MW thermisch vermogen aan De Blaak. Bij een 40/20°C lagetemperatuurnet, is de ΔT 20°C, en kan het ontwerp 6,7 MW leveren. Omdat de decentraal geplaatste warmtepompen ook nog energie toevoegen én er sprake zal zijn van extra energie- besparing in een lagetemperatuurnet, trekken we de conclusie dat het ontwerp, binnen de bandbreedte van deze raming, voldoende is voor een lagetemperatuurnet.

(21)

4.3 Resultaten voor de kostenraming van het warmtenet

De kostenraming voor het warmtedistributienet in De Blaak is weergegeven in Tabel 3.

De raming heeft een onnauwkeurigheid van +/-50%⁴.

Tabel 3 – Kostenraming warmtenet De Blaak (ontwerp en ramingsmodel Rotterdam Engineering)

Totale kosten

Distributietracé 17,1 mln euro

Huisaansluitingen 11,1 mln euro

Gebouwaansluitingen hoogbouw 0,01 mln euro

Gebouwaansluitingen utiliteit 0,24 mln euro

Warmteoverdrachtstation 1,12 mln euro

Totaal tracé, WOS, aansluitingen 29,5 mln euro

We zien dat het distributietracé de grootste kostenpost is. Daarnaast beslaan de individuele aansluitingen een groot deel van de kosten.

De raming van Rotterdam Engineering (RE) voor het onderdeel distributietracé inclusief de huisaansluitingen is preciezer en dus betrouwbaarder dan de resultaten op basis van landelijke kentallen uit het CEGOIA-model; de conclusie is dan ook dat het in De Blaak goedkoper lijkt om het distributienet aan te leggen. De RE-raming komt op het CEGOIA- onderdeel ‘distributie’ op ~48% van de CEGOIA-raming. De resultaten in het vorige hoofd- stuk kunnen hier dus op worden aangepast. Let wel op: ook de resultaten van deze gedetailleerde raming bevatten een onzekerheidsmarge van 50%.

Figuur 10 – Totale kosten van hoofdscenario’s bij besparingsoptie: Isolatie laagste kosten. Met bijstelling op basis van gedetailleerde raming van het distributienet voor warmte (€/woning/jaar)

________________________________

4 De onzekerheid kan worden verkleind door een detailontwerp te gaan maken en uit te laten tekenen en rekenen.

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Energiebelasting

(22)

5 Verdieping elektriciteitsnetwerk, scenario all electric

De scenario’s hebben impact op het elektriciteitsnetwerk. Om de analyse uit Hoofdstuk 3 op dit punt te verfijnen en toe te spitsen op De Blaak, heeft CE Delft samen met Enexis

Netbeheer berekend hoe de impact van de scenario’s op het elektriciteitsnetwerk in de wijk eruit kan komen te zien. Na een korte beschrijving van enkele belangrijke ontwikkelingen ten aanzien van het elektriciteitsnet, schetsten we in dit hoofdstuk de gevolgde aanpak en resultaten van de analyse.

5.1 Ontwikkelingen t.a.v. capaciteit elektriciteitsnet

Het elektriciteitsnetwerk is traditioneel ontworpen zodat alle huishoudens allemaal tegelijk ca. 1,5 kW aan capaciteit kunnen afnemen. Dit is net iets minder dan de vermogens-

opname van een straalkacheltje (2 kW)⁵.

Huishoudens kúnnen wel meer capaciteit afnemen (een standaardaansluiting van 35A biedt 8 kW capaciteit; de kleinste driefasenaansluiting 17 kW), maar dat kan niet allemaal tegelijk. In het ontwerp van het net is er rekening mee gehouden dat die grotere capaciteiten wel nodig zijn, maar dat ze niet gelijktijdig worden afgenomen.

De beschikbare capaciteit van het netwerk wordt dus gedeeld door een groot aantal huishoudens.

Er zijn drie ‘energietransitie gerelateerde’ ontwikkelingen in de stedelijke omgeving die relevant zijn om aan te stippen, omdat ze alle drie mogelijk gaan zorgen voor capaciteits- knelpunten voor het elektriciteitsnet in woonwijken. Dit zijn warmtepompen, zonnepanelen en laadpunten voor elektrische auto’s.

Warmtepompen: elektrificatie van de warmte- voorziening

Warmtepompen kennen een aansluitwaarde van al snel 1-3 kW voor het warmtepompdeel, en daar komt afhankelijk van het type nog 10 kW bij voor de weerstandsspiraal. Warmtepompen

kennen een hoge zogenaamde ‘gelijktijdigheid’; als het koud wordt dan gaan ze allemaal tegelijk draaien, waardoor de totale afname gemiddeld per woning ruim boven de

genoemde 1,5 kW kan komen. Als alle huishoudens in een wijk overstappen van de HR-ketel naar de warmtepomp, dan komt de capaciteit van het netwerk snel in het geding.

________________________________

5 Ter vergelijking: een CV-ketel levert vaak minimaal 20 kW capaciteit. Dat is dus meer dan 10x meer dan het elektriciteitsnetwerk standaard kan leveren. Het gasnetwerk heeft genoeg capaciteit voor extreem koude winters, als alle gasketels voluit draaien (wettelijk is dit geregeld tot een effectieve buitenluchttemperatuur van -17°C). Het is dus niet vanzelfsprekend dat een elektriciteitsaansluiting de functie van een gasaansluiting één-op-één kan overnemen.

(23)

Zonnepanelen: duurzame elektriciteitsproductie

Er worden steeds meer zonnepanelen (zon-PV) op de daken van woningen en gebouwen geïnstal- leerd, en de vermogens per paneel nemen toe. Als iedere woning twaalf zonnepanelen plaatst (jaarproductie ongeveer 3.500 kWh), dan is de teruglevering per woning op zonnige dagen al snel

3 kW. Als alle woningen in de wijk dat zouden doen, is de benodigde capaciteit hoger dan waar het net op is ontworpen.

Elektrische auto’s en de transitie naar duurzame mobiliteit

De transitie naar elektrisch rijden betekent dat er steeds meer elektrische auto’s (elektrisch voertuigen: EV) komen. Deze auto’s moeten opgeladen worden, en dat zal voor een belangrijk deel in de nabijheid van de woningen plaatsvinden. De meest eenvoudige 16A enkelfasige laadpunten voor

thuisladen laden met bijvoorbeeld 3,7 kW, terwijl driefasenladers met

22 kW laden. Dit betekent dat als ieder huishouden een elektrische auto heeft, dat deze voorlopig niet allemaal tegelijk kunnen gaan laden, want die capaciteit heeft het elektriciteitsnet nu (nog) niet.

Conclusie

Het all electric-scenario zal de grootste impact zal hebben op het elektriciteitsnet. Omdat er echter meerdere ontwikkelingen tegelijk spelen, is het wel nodig om alle warmtescenario’s te beschouwen. Want het zou goed kunnen dat het elektriciteitsnet ook moet worden verzwaard voor de (toename van) elektrische auto’s en de zonnepanelen.

5.2 Werkwijze: impact elektriciteitsnet in beeld brengen

Om de impact van de warmtevoorzieningsscenario’s in beeld te brengen zijn de scenario’s eerst doorgerekend met het CEGRID-model (zie Tekstbox 2), daarbij zijn ook ontwikkelingen voor zon-PV en elektrisch vervoer meegenomen. Vervolgens heeft Enexis de relatieve belastingtoename die met CEGRID is bepaald, vertaald naar wat dat voor het elektriciteitsnetwerk betekent.

Tekstbox 2 - CEGRID-model

CEGRID is een model dat door CE Delft is ontwikkeld om toekomstscenario’s voor het elektriciteitssysteem in een bepaald gebied door te rekenen. Het model kijkt naar de uurlijkse patronen van vraag en aanbod en vertaalt dit naar effecten op de pieknetbelasting op de verschillende spanningsniveaus (laagspanning (LS), middenspanning (MS), hoogspanning (HS)) en de uitwisselingen daartussen (transformatorstations).

Het model rekent op een uurlijkse tijdsresolutie en wordt voor iedere buurt apart uitgevoerd. Het model is geïmplementeerd in Python, en gebruikt voor de elektriciteitsvraag van de warmtepompen de resultaten van de warmtescenario’s zoals die met CEGOIA zijn gemodelleerd. Daar worden de ontwikkelingen met zon-PV en elektrische auto’s aan toegevoegd.

afname ’s avonds en ‘s nachts

teruglevering overdag

(24)

Figuur 11 toont de ligging van het middenspannings- en laagspanningsnet en de transformatorstations in De Blaak. De contouren van de wijken van Tilburg volgen niet altijd de opbouw van het elektriciteitsnet van Enexis.

Figuur 11 – Elektriciteitsnet in De Blaak (geografisch)

Figuur 12 toont een schematisch overzicht van de opbouw van het elektriciteitsnet, de soorten kabels en transformatorstations en het aantal in de wijken van Tilburg.

Figuur 12 – Schematisch overzicht opbouw elektriciteitsnet

TenneT landelijk net (150 kV) HS/MS Hoofdverdeelstation

4: Tilburg west, noord, zuid, centrum

MS-T middenspanningstransportnet (2x redundant) vaak 20 kV

TV Tussenverdeelstation 0-1 per wijk, 20 kV <-> 10 kV

MS/LS-trafostation 5-20 per wijk MS-D Distributienet Middenspanning 10 kV

Laagspanningsnet (LS)

<200 woningen per LS-kabel

EnexisTenneT

(25)

Enexis heeft een analyse gemaakt van de netten in De Blaak en met name gekeken hoe de kabels lopen in relatie tot de grenzen van de wijk, welke middenspannings/laagspanningsstations wel, en welke niet bij de wijk horen⁶. Zo is per station en per tracédeel bepaald of de door CE Delft met CEGRID uitgewerkte groeiscenario’s daarop van toepassing kunnen zijn.

Voor de netcomponenten die konden worden ‘gematcht’ heeft Enexis geïnventariseerd in hoeverre de CEGRID-scenario’s tot een overbelasting zouden leiden. Waar dit aannemelijk werd geacht, is een inschatting gemaakt van de eventueel noodzakelijke uitbreidings- werkzaamheden en de bijbehorende kostenindicatie.

De impact van de wijkscenario’s kon zo in beeld worden gebracht voor de laagspannings- netten en de middenspannings/laagspanningsstations in de wijk. En dit kon grotendeels ook gedaan worden voor de middenspanningsdistributienetten (MS-D), en de middenspannings- transportnetten (MS-T).

5.3 Resultaten van de verdieping van effecten op het elektriciteitsnet Stap 1: CEGRID-analyse naar capaciteitsbehoefte

Met het CEGRID-model zijn drie scenario’s voor de warmtevoorziening gesimuleerd (all electric, groengas/hybride en warmtenet⁷) en vertaald naar relatieve capaciteits- toenames: wat is de toename van de jaarlijkse belastingpiek. Tabel 4 toont de relatieve groeiontwikkeling van de scenario’s, weergegeven voor de laag- en middenspanningsnetten en de middenspannings/laagspanningstransformatorstations. Bijlage D bevat een toelichting op de berekeningen met details over de aannames.

Tabel 4 – Resultaten groeiontwikkeling op grond van CEGRID-berekening (huidig = 100%).

Scenario All electric Warmtenet Groengas/hybride

Statistiek Buurt

LS-net MS-net MS/LS- trafo

LS-net MS-net MS/LS- trafo De Blaak Noord-West 231% 233% 231% 106% 107% 106% 181% 183% 181%

De Blaak Noord-Oost 254% 255% 254% 107% 107% 107% 196% 197% 196%

De Blaak Zuid-West 467% 471% 467% 107% 108% 107% 195% 196% 195%

De Blaak Zuid-Oost 222% 241% 222% 106% 106% 106% 176% 183% 176%

In het all electric-scenario laat de capaciteitsontwikkeling een verdubbeling zien, en is De Blaak Zuid zelfs een vervijfvoudiging. In het scenario MT-warmtenet is er geen signi- ficante verandering. In het hybride/groengas-scenario is er ongeveer een verdubbeling van de belastingpiek.

Figuur 13 toont de opbouw van de gesimuleerde ontwikkeling van de belasting van het laagspanningsnet voor de hele wijk.

________________________________

6 Sommige stations die binnen De Blaak liggen, zijn vooral bedoeld voor delen van het net buiten De Blaak.

7 Het LT-warmtenet scenario is dus niet apart beschouwd, de elektriciteitsnetimpact zal tussen het groengas en het all electric-scenario in zitten. Warmtepompen worden toegepast in de scenario’s all electric, groengas/

hybride, en LT-warmtenetten. De elektrische capaciteit van de warmtepomp is daarvan het grootst in het all electric-scenario want daar gaat het om lucht/waterwarmtepompen.

(26)

Figuur 13 – Opbouw van de piekbelasting, CEGRID-simulatie (MW)

Hieruit blijkt het volgende:

— Warmtepompen leveren inderdaad een grote bijdrage in het scenario all electric, maar ook in hybride/groengas. Samen met elektrisch vervoer komt het erop neer dat de netbelasting in all electric met ongeveer een factor 3 zal toenemen in het tijdspad naar 2030.

— Elektrisch vervoer levert slechts een bescheiden bijdrage aan de capaciteitsgroei.

Voor De Blaak zijn we uitgaan van een beperkt 223 laadpunten in 2030, waarvan 114 publiek en semi-publiek, en 109 thuislaadpunten.

— In het scenario warmtenet (MT) is er nauwelijks extra capaciteitsvraag door het geringe elektrisch vervoer, want in het MT-warmtenet-scenario is er geen extra elektrificatie in de woningen (Het kan zijn dat inductiekoken nog een bijdrage levert, maar dat is in deze simulatie niet meegenomen).

— In het scenario hybride is er ook een forse belastinggroei omdat hybride warmtepompen óók zorgen voor een gelijktijdige netimpact.

Zon-PV is in de onderzochte scenario’s niet de meest dominante ontwikkeling.

De invoedingspiek is nergens groter dan de samengestelde afnamepiek die in Figuur 13 is weergegeven. Om deze reden is zon-PV niet weergegeven in de grafiek.

0 2 4 6 8 10 12

Referentie

(huidig) All electric

(2030) Warmtenet

(2030) Hybride (2030)

Jaarlijkse belastingpiek De Blaak - Laagspanning

Elektrische boiler (kleinverbruikers) Warmtepomp (kleinverbruikers) Elektrische voertuigen Utiliteit

Huishoudens Verliezen

(27)

Stap 2: Analyse netwerkimpact door Enexis

De resultaten van de analyse van Enexis worden weergeven in Tabel 5.

Tabel 5 – Netwerkimpact De Blaak (analyse Enexis Netbeheer)

Scenario LS MS/LS (trafostations) MS-D MS-T

Warmte Nauwelijks straten open

Geen extra aanpassingen noodzakelijk

Geen extra aanpassingen noodzakelijk Hybride (Vrijwel) alle straten

open

Enkele nieuwe netstations noodzakelijk (5-10)

Nauwelijks

aanpassingen benodigd

Geen extra

aanpassingen benodigd

All electric (Vrijwel) alle straten open

Diverse nieuwe netstations

noodzakelijk (11-15)

Aanpassingen noodzakelijk (ca. 3 km)

Transportnet moet uitgebreid/verzwaard worden (ca. 2,5 km)

Opvallend is dat LS-netten vrij snel moeten worden aangepast. Tevens moeten er diverse extra MS/LS-trafostations worden geplaatst. Het middenspanningsdistributienet lijkt voldoende robuust, maar het transportnet tussen de tussenverdeelstations en de grote vier HS/MS-onderstations rond de stad gaat dan weer wel snel knellen.

Enexis maakt de volgende kanttekeningen bij bovenstaande resultaten:

— In De Blaak hoeft het laagspanningsnet niet te worden ontmaasd.

— Er is nu geen rekening gehouden met andere ontwikkelingen in naastliggende wijken.

Deze hebben wel invloed op de MS-netvlakken waardoor hier extra aanpassingen noodzakelijk kunnen zijn.

— Indien de scenario’s hybride of all electric op alle wijken van Tilburg worden toegepast moeten waarschijnlijk ook uitbreidingen aan de HS/MS-stations en MS-D- en MS-T-kabels worden gedaan. De HS/MS-stations vergen coördinatie met TenneT, ruimte in/rond de stad, én goede planning en doorlooptijd.

De berekening is gebaseerd op gegevens over belastingontwikkelingen uit CEGRID.

Dit betekent dat lang niet alle mogelijke ontwikkelingen zijn onderzocht, zoals, bijvoorbeeld, grote collectieve PV-projecten of zonneweides die snel tot noodzakelijke uitbreiding van de netten zouden kunnen leiden.

Stap 3: Vertaling naar kosten door Enexis

De kostenraming staat in Tabel 6.

Tabel 6 – Kostenimpact scenario’s voor De Blaak (analyse Enexis Netbeheer)

Scenario Laag Hoog Kosten ontmazing

Warmte 0 euro 0,5 mln euro N.v.t.

Hybride 3,0 mln euro 7 mln euro N.v.t.

All electric 4,5 mln euro 12 mln euro N.v.t.

(28)

5.4 Conclusie voor kostenraming elektriciteit

In twee van de drie onderzochte scenario’s zijn flinke werkzaamheden aan de elektriciteitsnetten nodig. De extra investeringen voor de warmtepompen bedragen volgens de huidige inzichten tussen 3 en 7miljoen euro voor het hybride/groengas-scenario, en tussen 4,5 en 12 miljoen euro voor het all electric-scenario. Alleen in het warmtenet-scenario lijken de aanpassingen en extra investeringen mee te vallen.

De genoemde kosten hebben uitsluitend betrekking op de wijk De Blaak. Er is niet gekeken naar de samenhang tussen buurten. Als in diverse of alle buurten van Tilburg voor hetzelfde scenario wordt gekozen, dan stapelen de effecten hoger in het net op en moeten de

middenspanningsnetten wel worden aangepast. Ook zijn er dan werkzaamheden nodig voor de hoofdverdeelstations, waar het Enexis-net wordt gevoed door TenneT. Dit kost veel ruimte en is kostbaar.

Aanpassingen van de bestaande hoofdstations of realisatie van nieuwe hoofdstations worden in samenspraak met TenneT gerealiseerd en gaan gepaard met investeringen van tientallen miljoenen. Dit kent ook langere doorlooptijden (indien er een nieuw hoofdstation moet worden opgericht moet rekening worden gehouden met een realisatietijd van 5 tot 10 jaar).

Wij adviseren om in een vervolgfase, waarbij de gehele gemeente Tilburg wordt onderzocht, ook de impact op het hoogspanningsnetwerk van TenneT te onderzoeken.

Als de plannen in De Blaak concreter worden, zal bepaald moeten worden welke specifieke werkzaamheden moeten plaatsvinden en welke investeringen dat tot gevolg heeft.

De resultaten in dit hoofdstuk zijn te beschouwen als een globale eerste verkenning over de verschillen per wijk.

Wanneer de deelresultaten voor het elektriciteitsnet vergeleken worden met de kosten in het CEGOIA-model blijkt het volgende:

— CEGOIA komt voor het all electric-scenario op netverzwaringskosten van 15,5 miljoen euro. Dit is buiten de bandbreedte die Enexis raamt.

De reden dat CEGOIA een forsere netverzwaring berekent heeft te maken met de aannames. CEGOIA rekent met een gelijktijdige kWpiek van 7 kW voor een label B-woning en 4 kWpiek voor een label A-woning bij het all electric-scenario. Dit levert kosten op van ca. 6.000 euro per woning.

Enexis heeft gerekend op basis van CEGRID-simulaties, waar de gelijktijdige belasting lager uitkomt op basis van de onderliggende verbruiksprofielen van het all electric- scenario, en die komen op 2-3 kWp extra.

Het is nu niet goed te zeggen wat ‘beter’ is. De CEGOIA-benadering is een ‘worst case’

zou je kunnen zeggen. Dit komt ook omdat er in de kostenraming van Enexis puur naar de wijk op zich is gekeken, eventuele samenvallende ontwikkelingen met andere wijken zijn niet beschouwd, maar zullen wel leiden tot extra kosten die niet in de schatting van Enexis zitten. Dit is nog sterker het geval als meerdere, of alle, wijken voor all electric kiezen.

— In CEGOIA is aangenomen dat er geen verzwaringskosten voor de hybride warmtepompen nodig zijn. Dit blijkt wel een geval, in dit opzicht is CEGOIA dus te optimistisch.

Dit is in de Figuur 10 met een pijl omhoog gecorrigeerd.

(29)

Figuur 14 – Totale kosten van hoofdscenario’s bij besparingsoptie: Isolatie laagste kosten.

Met bijstelling op basis van gedetailleerde raming van het distributienet voor warmte en elektriciteit

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Energiebelasting

(30)

6 Ruimtebeslag van de scenario’s

6.1 Introductie

Veranderingen in de warmtevoorziening vergen aanpassing aan de ondergrondse kabels en leidingen in de wijk. Ook bovengronds zijn er gevolgen voor, bijvoorbeeld, de inrichting van de openbare ruimte (bomen, verharding, etc.), transformatorhuisjes, warmteoverdrachts- stations, en dergelijke. In dit hoofdstuk gaan we in op dit boven- en ondergrondse ruimtebeslag.

6.2 Ondergronds ruimtebeslag kabels en leidingen

In de Nederlandse bodem ligt zo’n 1,7 miljoen kilometer aan kabels en leidingen (bron:

drinkwater platform). Zeker in stedelijk gebied is de drukte in de ondergrond aanzienlijk;

dit blijkt uit zogenoemde KLIC-rapportages die het Kadaster bijhoudt. Alle handelingen in de ondergrond (aanleggen, onderhouden, verleggen & verwijderen) worden steeds moeilijker en daarmee wordt het risico op graafschade ook steeds groter. Zeker bij de aanleg van nieuwe kabels en leidingen moet goed worden nagedacht over hoe de beschikbare ruimte wordt gebruikt. Dat zou betekenen dat kabels en leidingen zo dicht mogelijk op elkaar gelegd moeten worden. Dat is echter niet altijd mogelijk omdat er rekening gehouden moet worden met onderlinge beïnvloeding én er moet gewerkt kunnen worden aan de leidingen.

Soorten beïnvloeding om rekening mee te houden zijn:

— onderlinge warmtebeïnvloeding (opwarming ondergrond rond warmtenet mag geen impact hebben op drinkwaterleidingen);

— elektrische beïnvloeding (bijvoorbeeld: elektriciteitskabels mogen geen gevaarlijke spanningen induceren in andere stalen pijpleidingen);

— verschil in diepteligging (er moet kunnen worden gewerkt aan leidingen zonder dat de zijwaartse stabiliteit in het geding komt), zie de schetst in Figuur 15.

Figuur 15 – Sleufprofiel leiding, conventionele sleuf (links) en met bekisting (rechts).

Er kan eventueel gebruik gemaakt worden van sleufbekisting om de nieuw aan te leggen leiding dichter op de bestaande leiding te leggen. Dit maakt onderhoud van de nieuwe leiding in de toekomst wel lastiger. Deze keuze heeft dus niet alleen een kostenverhogend effect voor de aanleg, maar ook voor toekomstig onderhoud.

Bestaande leiding

Zijwaartse stabiliteit

Aan te leggen leiding

Bestaande leiding

Aan te leggen leiding

Sleufbekisting

(31)

6.3 Ruimtebeslag van een warmtenet

Voor de aanleg van ondergrondse leidingen moet de bestrating opengebroken worden en moet er een sleuf gegraven te worden. Van alle ondergrondse kabels en leidingen heeft stadsverwarming bij aanleg de meeste impact op de boven- en ondergrond. Niet alleen omdat het een voorgeïsoleerde leiding is en er dus om de mediumvoerende leiding ook nog een laag isolatie en mantel is aangebracht, maar ook omdat er bij een warmtetracé altijd twee leidingen zijn: aanvoer en retour. Voor een tracé met een relatief kleine diameter is al een aanzienlijke sleuf nodig. Figuur 16 toont een schematische weergave van het veelgebruikte Staal-PUR-PE-systeem, ofwel een stalen mediumvoerende leiding met PUR-isolatie en een HDPE-mantel.

Figuur 16 – Doorsnede Staal-PUR-PE-leidingsysteem

Ds: Uitwendige diameter stalen mediumvoerende leiding.

Do: Uitwendige diameter PE-mantel (isolatieklasse 1).

In de berekeningen voor De Blaak is uitgegaan van de diameters DN200 en DN100 voor de backbone per wijk. Voor de verdeelleidingen door de straten is DN65 en DN40 gebruikt.

De ruimtelijke impact van het graven van een sleuf voor een warmtetracé is schematisch weergegeven in Figuur 17. Een distributietracé wordt normaal op 80 dm dekking (H = 80 cm) gelegd. Dit betekent voor een standaard sleuf van een relatief klein DN100-tracé al een diepte van 1,10 meter en een breedte van ca. 2 meter aan de bovenzijde.

DN-maat Ds [mm] Do [mm]

40 48,3 110

65 76,1 140

100 114 200

200 219 315

Lekdetectiedraad

Water

Stalen buis PUR-isolatie

HDPE-mantel

Do Ds

(32)

31 5S16 - Wijkenergieplan De Blaak – Augustus 2019 Figuur 17 - Sleuf voor een warmtetracé

Expansielussen en haakse kruisingen

Bij warmtenetten speelt nog iets specifieks: hier en daar zijn expansielussen nodig.

Een geïsoleerde stalen leiding warmt op wanneer het net in bedrijf genomen wordt, en zet daardoor uit. Hierdoor kunnen warmteleidingen niet zomaar over grote lengtes rechtdoor gelegd worden. Lange lengtes rechtdoorgaande leidingen worden dan ook gesectioneerd door zogenaamde expansielussen, ook wel U-lussen genoemd (vanwege de vorm, zie Figuur 18). Deze lussen hebben een extra impact op de beschikbare ruimte in de ondergrond.

Figuur 18 - Expansielus (U-lus) in warmtetracé

Daarnaast moet bij warmtenetten vaak een haakse kruising gemaakt worden met diverse andere leidingen. Bij een haakse kruising wordt vaak een dagmaat (afstand tot buitenkant volgende leiding) van minimaal 20 cm gehanteerd. Er zijn wel kabel- en leidingbeheerders die een grotere dagmaat eisen, zoals Gasunie & TenneT (minimaal 50 cm).

Laag schoon zand

20cm Do 20cm* Do 20cm

10cm Do

H

* Bij grotere diameters (>DN200) wordt hier 30 cm gehanteerd

(33)

Bij een haakse kruising is er vaak de wens om deze kruising bovenlangs uit te voeren.

Hiervoor moet wel voldoende ruimte beschikbaar te zijn boven de bestaande, te kruisen leiding. De nieuw aan te leggen leiding moet minimaal 60 cm dekking hebben (voor kabels, zeker voor telecom en laagspanning is vaak 50 cm voldoende). Figuur 19 toont de typische afstanden. Als deze ruimte niet beschikbaar is, zal de kruising onderlangs moeten worden uitgevoerd.

Figuur 19 – Profiel van een haakse kruising

In stedelijk gebied heeft het rioleringsstelsel de meeste impact op de te maken haakse kruisingen. Het zijn ook redelijk grote diameters. Als het riool uitgevoerd is in beton zijn het eigenlijk altijd korte (1-1,25 m) buizen met een zogenaamde mof-spie-verbinding die niet trekvast zijn uitgevoerd. De ondersteuning is dus een speciaal aandachtspunt. Figuur 20 toont een haakse kruising met een rioolbuis, en ook een bijzondere kruising met een zeer groot riool, waarbij een zeer diepe kruising (vele meters) nodig was.

Figuur 20 - Kruising stadsverwarming met riool (rechts)

Bestaande leiding Nieuwe leiding

Dekking ≥ 60 cm

Dagmaat ≥ 20 cm