like duurzaamnieuws op facebook
volg duurzaamnieuws op twitter
zoeken op duurzaamnieuws

Van het gas af 10: Gasbedrijven in de transitie naar wijken zonder aardgas

Van: op 25 oktober 2016

kachel energie transitieHoe moeten we onze woningen en andere gebouwen in de toekomst verwarmen? Nu gebruikt bijna iedereen in ons land hiervoor aardgas. Dat zal vooral met het oog op de benodigde verduurzaming van de energievoorziening zeker moeten veranderen, maar over het wat en hoe zijn de meningen verdeeld. Welke dilemma’s spelen daarbij een rol en welke aanpak is de beste?

In 2050 mogen woningen en andere gebouwen voor hun energievoorziening netto geen CO2 meer uitstoten. In het bijzonder de warmtevoorziening, nu nog vooral afhankelijk van aardgas, moet daarom anders worden geregeld. In 2014 vroeg GasTerra aan CE Delft de warmtevoorziening in de gebouwde omgeving te onderzoeken. Het resultaat was de studie “Op weg naar een klimaatneutrale gebouwde omgeving 2050”.

Daarin kwam CE Delft tot de conclusie dat er in 2050 voor gas slechts een beperkte rol is weggelegd. Inmiddels zijn die inzichten weer bijgesteld. Vooral de toen nog onderbelichte mogelijkheden van hybride warmtepompen maken dat de studie nog eens tegen het licht moet worden gehouden. Innovaties gaan bovendien snel. Daarom blijft het lastig om nu ‘de beste’ keuzes te maken. Met iedere keuze voor een type infrastructuur bepaal je ook de situatie voor de decennia daarna. Hoe kunnen we dit dilemma oplossen?

 

Zonder aardgas, maar niet zonder gas

Een wijk zonder aardgas is niet hetzelfde als een wijk zonder gas. De bestaande gasinfrastructuur kan nu al gebruikt worden om groen gas te transporteren. Met betrekkelijk eenvoudige aanpassingen is het mogelijk ook andere duurzame vervangers te transporteren als biogas en mengsels met aanzienlijke hoeveelheden CO2-vrij geproduceerd waterstof. Voor alles geldt: het distributiesysteem zelf bepaalt niet of een wijk CO2-neutraal is. Dat wordt wel bepaald door de ‘CO2-inhoud’ van de energie die door het distributiesysteem stroomt. CO2-neutrale wijken worden dus voorzien van groen gas, CO2-vrij opgewekte stroom of duurzaam opgewekte warmte.

Het vervangen van aardgas door all-electric verwarming in een wijk draagt op dit moment nog niet bij aan de doelstelling van minder CO2-emissie; de benodigde stroom is de komende jaren immers nog voor een groot deel afkomstig van fossiele bronnen, vooral van kolencentrales. Dat geldt in zekere zin ook voor een warmtedistributiesysteem met warmte uit een kolencentrale: het maakt de inzet van kolen wel efficiënter, maar maakt het ook lastiger om de afhankelijkheid van deze manier van stroomproductie te verminderen. Kortom, welke vorm van distributie ook wordt gekozen, op termijn moet de gebruikte energie CO2-vrij zijn.

 

Er is geen perfecte oplossing

Om woningen te verwarmen ziet GasTerra drie belangrijke alternatieven: gasdistributie gecombineerd met HR-ketels, elektriciteitsdistributie gecombineerd met warmtepompen en warmtedistributie (stadsverwarming). Ieder van de drie basissystemen heeft zijn voordelen en beperkingen. Er is dus geen perfecte oplossing.

Er zijn natuurlijk combinaties van deze drie alternatieven mogelijk. Bij GasTerra spreken we in dit verband van “gas op maat”. De eerste combinatie is een hybride vorm, die de voordelen van twee systemen verbindt en de beperkingen van beide vermijdt. Zo beschouwt GasTerra de hybride warmtepomp als goede mix van een elektrische en een gastoepassing. Maar er zijn meer combinaties bruikbaar, zelfs op wijkniveau, naast ondersteunende duurzame verwarmingsopties zoals zonneboilers of (pellet)kachels. Daarom moet voor elke stad, dorp of wijk afzonderlijk bekeken worden wat de optimale mix is. Een bottom-up maatschappelijke kosten- en batenanalyse moet lokaal tot de beste keuze leiden. Er is immers niet één optimale oplossing voor Nederland.

 

Enkele dilemma’s

Een belangrijk kenmerk van de warmtevraag in de gebouwde omgeving is de grote fluctuatie. ’s Winters is de vraag doorgaans hoog, ’s zomers laag. Ook binnen een etmaal kan de vraag flink variëren. Voor een gas- of warmtesysteem is dit niet zo’n groot probleem. Zo’n systeem kan vrij simpel worden gedimensioneerd op de maximale vraag. Bij een lagere vraag wordt eenvoudigweg minder geleverd. Bij een all-electric oplossing zijn forse schommelingen in de vraag wel een probleem. De capaciteit van een elektriciteitsnetwerk moet namelijk zeer fors worden uitgebreid om aan piekvraag te voldoen.

Beter isoleren van woningen om die (piek)vraag te beperken lost dit probleem voor een deel op, zoals bijvoorbeeld in de meest optimale manier gebeurt bij het ‘nul-op-de-meter’-concept. Die oplossing vraagt vooraf echter om een grote investering per woning, terwijl de terugverdientijd als te lang wordt ervaren. Het terugverdienen van de investering is daarbij niet beperkt tot de woning zelf. Deze is voor een deel ook afhankelijk van de kosten die de verzwaring van het elektriciteitsnet met zich meebrengt. Het zal lastig zijn al deze kosten zodanig te re-alloceren dat de meerkosten van een NOM-woning niet te hoog zijn ten opzichte van ‘gewone’ woningen.

 

Meer isolatie en verhogen van de efficiency

Een element dat in de discussie over warmtevoorziening tot dusver weinig aandacht heeft gekregen, is de zogeheten resource efficiency. Juist voor gas blijkt die groot te zijn. De hoeveelheid gas die nodig is om een woning te verwarmen, is in de afgelopen 25 jaar gehalveerd door een combinatie van isolerende maatregelen en efficiëntere cv-ketels. Het is zeer goed denkbaar dat dat kunstje in de komende 35 jaar ruimschoots herhaald kan worden en dat de efficiency dus met zo’n 60 à 70% verbetert. Als tegelijkertijd het aandeel groen gas flink groeit, is er nog maar heel weinig aardgas nodig om de woningen in Nederland comfortabel warm te houden.

 

Hybride warmtepomp

De hybride warmtepomp is in beginsel een ideale combinatie tussen de inzet van elektriciteit en gas. Deze pomp bestaat uit een kleine elektrische warmtepomp en een normale HR-ketel. Dit toestel is uitstekend geschikt om een groot deel van het jaar het huis te verwarmen met een hoge efficiency, zonder dat ingrijpende aanpassingen in het elektriciteitsnet of de woning nodig zijn. Als het echt koud wordt en de efficiency van de warmtepomp vermindert, terwijl de behoefte aan warmte juist toeneemt, springt de HR-ketel bij of neemt het over. Dit voorkomt ook dat het elektriciteitsnet in koude omstandigheden zou worden overbelast. Het bestaande gassysteem kan de sterke pieken in de seizoensvraag goed aan en er is jaarlijks maar een kleine hoeveelheid (groen) gas voor nodig. Het groene gas kan uit biomassa komen, maar ook uit andere duurzame bronnen. Denk aan stroomoverschotten in de zomer die worden gebruikt om hernieuwbaar gas te produceren waarmee huizen in de winter duurzaam kunnen worden verwarmd.

 

Andere hybride vormen

Naast de hybride warmtepomp zijn er ook andere mengvormen denkbaar zoals de zonnegascombi, waarbij een zonneboiler wordt gebruikt als aanvulling op een HR-ketel. Hybride vormen zijn ook inzetbaar op wijkniveau. Gebouwen met micro-WKK-installaties kunnen andere gebouwen met elektrische warmtepompen prima aanvullen. Dan wordt juist bij een grote vraag naar warmte door het ene apparaat stroom geproduceerd, die door het andere apparaat wordt verbruikt. Dit kan ook op iets grotere schaal als verschillende systemen via lokale warmtenetten gekoppeld zijn, bijvoorbeeld warmtepompen (vooral bodemwarmtepompen of WKO) met verschillende mini WKK-systemen of één enkele wijk-WKK. Op die manier worden de sterke punten van warmtedistributie, hoog-efficiënte elektrische warmtepompen en seizoensinzet van gas gecombineerd op wijkniveau. Ook bestaan er al lokale warmtenetten met laagwaardige warmte die worden gecombineerd met individuele warmtepompen.

Een forse reductie van CO2-uitstoot wordt ook mogelijk door gasgestookte decentrale elektriciteitsopwekking. Met brandstofcellen kan in de gebouwde omgeving een grote hoeveelheid elektriciteit worden opgewekt met slechts een kwart van de CO2 -emissies van kolencentrales.

 

Lokaal de beste keuze maken

De drie basisvormen met hun voordelen en beperkingen en allerlei hybride varianten daartussen bieden voldoende keuzemogelijkheden om de vraag naar en afhankelijkheid van aardgas terug te dringen. Omdat er echter grote regionale verschillen zijn, is het onmogelijk om één optimale oplossing te vinden voor alle wijken van Nederland in 2050. We zullen daarom in heel Nederland telkens een lokale oplossing moeten vinden die aansluit bij de specifieke omstandigheden ter plaatse. Dat kan heel goed door het instrument van de maatschappelijk kosten- en batenanalyse (MKBA) te gebruiken. Deze flexibele benadering zal ertoe leiden dat er in Nederland tussen nu en 2050 zowel nieuwe als bestaande wijken zullen komen zonder gasinfrastructuur. Maar niet in alle gevallen, simpelweg omdat het zowel uit een oogpunt van klimaatbeleid als kosteneffectiviteit slimmer is om gas in te blijven zetten.

 

Tot slot

In Nederland streven we naar een warmtevoorziening zonder CO2-uitstoot in 2050. Dat betekent dat het fossiele aardgas geleidelijk aan uit de wijken gaat verdwijnen. Er zijn verschillende alternatieven voor het huidige systeem van aardgasdistributie, zodat de wijken in Nederland in 2050 op verschillende manieren van warmte kunnen worden voorzien. In nieuwe wijken, waar een nieuwe infrastructuur wordt aangelegd, is een warmtenet een logische optie als er al een betrouwbare en

duurzame warmtebron aanwezig is. In bestaande wijken ligt een combinatie van isolatie en hybride warmtepompen voor de hand, waarbij het benodigde gas in de loop van de tijd steeds meer zal vergroenen. Voordeel van deze aanpak is ook dat de investering voor elke individuele woning op een gepast moment kan plaatsvinden, en dat niet een hele nieuwe infrastructuur hoeft te worden aangelegd met alle tijdrovende procedures van dien. Een CO2-neutrale energievoorziening hoeft dus niet te betekenen dat het gasdistributiesysteem uit heel Nederland verdwijnt. In specifieke omstandigheden is dat zelfs onwenselijk.

Gertjan Lankhorst, GasTerra

 

Deze bijdrage maakt deel uit van een serie beschouwingen over de transitie naar een aardgasloze economie, van HIER Klimaatbureau.

Van het gas af 1: Leven en werken zonder aardgas

Van het gas af 2: Met beleid naar de aardgasloze wijk

Van het gas af 3: Cold Turkey stoppen met de verslaving aan aardgas

Van het gas af 4: met grote sprongen

Van het gas af 5: meer spelers dan alleen de gemeente

Van het gas af 6: de toekomst zal duurzaam zijn, maar wanneer?

Van het gas af 7: de VVE als sleutel tot gasloze wijken

Van het gas af 8: Op weg naar gasloze wijken vol energie

Van het gas af 9: Energietransitie betekent samen keuzes maken

Lees meer over: , ,

Meer artikelen uit de categorie: Inzicht



 

Reacties: (5)

Trackback URL | Comments RSS Feed

  1. Duurzame Fred schreef:

    @Marijke
    We moeten ons niet geheel blind staren dat we 100 procent van gas af komen. Uiteraard spreekt Gasterra voor hun eigen parochie. Maar dat kan geen kwaad.

    @Mathijs geeft een mooi voorbeeld, waar duurzme particuliern (ridders) onder ons naar kunnen kijken. Daarnaast heb ik ook een folder ontvangen van een hybride opwekking van warmteservice.nl/duurzaam. Dat werkt met hulp van de buitenlucht. Dat is wellicht ook interesant.

    @AVE
    Ik geloof niet dat saldering in zijn geheel wordt afgeschaft. Duurzame opwekking levert bedrijven zelfs goedkopere stroom dan de huidige fossiele grijze stroom. Maar ik schat wel in dat de gemisste energiebelasting ‘verhaald’ gaan worden. op de duurzame energieopwekkers in ons land. Als dat bescheiden blijft van bijv. €100,- per jaar, dan teken ik hiervoor. Als het bedrag hoeer wordt van pak hem beet €250,- per jaar, dan gaan partikulieren over tot aanschaf van energieopslag. Ook ik ben geheel 120% zelf opwekkend. Nu heb ik een 2,70m hoge blokhut die ik €500,- op marktplaast gekocht heb, om op het dak nog eens 9 panelen op kunnen leggen. Tot 2020 spaar ik door en bouw ik de blokhut gewoon af.

  2. Ron schreef:

    Een warmtepomp ingezet als verwarming verlaagt de temperatuur van de bron.

  3. Matthijs schreef:

    “Een leverancier van warmtepompen heeft mij gezegd dat de levensduur van een ondergronds netwerk op ca 10-15 m diepte ongeveer 20 jaar is en daarna is uitgeput. Maar ook dan verhoogt de aardwarmte alleen de woning tot slechts 10 graden, terwijl 20 graden gewenst is.”

    Daar is nu juist de warmtepomp voor. Een warmtepomp is een omgekeerde koelkast en verhoogt de temperatuur van de warmtebron. Als de leverancier zegt dat de grondbron na 20 jaar op is zou ik eens bij een andere leverancier gaan kijken. Techneco uit Delft is hier heel goed in. Zij hebben software waarmee ze bronnen kunnen ontwerpen die niet uitputten.

  4. AVE schreef:

    @ Marijke Kuipers – Kun u me uitleggen hoe ik dat aan moet pakken?
    Zelf heb ik zonnepanelen met een jaarcapaciteit van gemiddeld eigen verbruik + 10%. Dat werkt alleen economisch vanwege de saldering. Immers in de 7 stookmaanden produceren mijn zonnepanelen 15% van mijn verbruik. In de zomermaanden produceren zij 500% van mijn verbruik.
    In 2020 verandert de overheid de salderingsregeling in ongunstige zin voor de particulier met zonnepanelen.

    Ik gebruik aardgas alleen voor ruimteverwarming in de koude maanden. Als ik van aardgas ruimteverwarming op een ander soort verwarming wil overgaan is een all-electric volstrekt onrendabel.

    Een leverancier van warmtepompen heeft mij gezegd dat de levensduur van een ondergronds netwerk op ca 10-15 m diepte ongeveer 20 jaar is en daarna is uitgeput. Maar ook dan verhoogt de aardwarmte alleen de woning tot slechts 10 graden, terwijl 20 graden gewenst is.

    Ik zie dus gaarne uw oplossing voor een praktische en economisch toepassing tegemoet.

  5. Marijke Kuipers schreef:

    Een hybride warmtepomp is niet per se nodig als je voldoende dakoppervlak hebt om de elektriciteit voor een luchtwaterwarmtepomp en Stiebel Elton doorstromer (elektrische geiser) op te wekken. Je kunt als je wilt ook helemaal van het gas af!