In Nederland ligt een groot potentieel voor aquathermie, waarbij warmte en koude worden gewonnen uit water van bijvoorbeeld rivieren, meren en plassen. Wat zijn de aandachtspunten voor woningcorporaties, gemeenten en projectontwikkelaars die er warmtenetten mee willen realiseren? Leonie Schaart en Kay Antonissen van Firan delen de ervaringen van de koplopers.
In gemeenten zoals Arnhem, Zwolle, Goes, Velsen en Haarlem vinden verkennende onderzoeken plaats. Tienduizenden Utrechtse huishoudens krijgen er in 2022 mee te maken. In onder meer Delft en Den Bosch, aan de Maasboulevard in Rotterdam en in de Houthavens in Amsterdam wordt er al gebruik van gemaakt. Aquathermie, een verzamelnaam voor thermische energie uit water. Bij aquathermieprojecten wordt koeling of lagetemperatuurwarmte gewonnen uit water, opgeslagen voor later gebruik en via een warmtenet getransporteerd naar woningen en gebouwen.
Bronstrategie
In het licht van de energie- en warmtetransitie is er onder woningcorporaties en gemeenten veel interesse voor thermische energie uit oppervlaktewater, afvalwater en drinkwater. Zo verwacht de gemeente Amsterdam dat in zestig procent van de warmte- en koude vraag van de hoofdstad kan voorzien met behulp van aquathermie. “Aquathermie wordt wel eens gepresenteerd als de holy grail van een aardgasvrije warmtevoorziening”, zegt Kay Antonissen, productontwikkelaar bij warmtenetwerkbedrijf Firan, dat betrokken is bij diverse projecten met aquathermie. “De beschikbaarheid van koude en warmte uit oppervlaktewater lijkt bijna eindeloos te zijn en er is veel media-aandacht voor. Een woningcorporatie, gemeente of projectontwikkelaar die op zoek is naar een duurzaam en betaalbaar alternatief voor verwarming met gasgestookte cv-ketels kan daardoor al snel op het idee komen: er ligt een meertje, sloot of rivier in de buurt de wijk, waarom maken we daar geen gebruik van?”
“Veel gemeenten zijn nu bezig met de Transitievisie Warmte en verkennen met het oog op de bronstategie welke warmtebronnen er lokaal beschikbaar zijn”, vult Leonie Schaart, senior businessontwikkelaar bij Firan, aan. “Niet in elke gemeente zijn er datacenters en andere industrieën aanwezig die restwarmte kunnen leveren, of zijn er bijvoorbeeld goede mogelijkheden om geothermie in te zetten. Dan wordt de bronstrategie aan de aanbodkant best een uitdaging, en dat maakt de vraag actueel: zijn er rioolgemalen, afvalwaterzuiveringsinstallaties, rivieren, meren of plassen in de buurt, of zijn er andere aardgavsrije alternatieven? ”
Potentieel
Volgens een onderzoek van CE Delft en Deltares naar de potentie van aquathermie liggen er in Nederland vooral kansen voor warmte uit oppervlaktewater. Deze vorm van thermische energie zou kunnen voorzien in maar liefst veertig procent van de warmtevraag. De mogelijkheden om warmte te winnen uit afvalwater en drinkwater zijn aanzienlijk beperkter. Om het potentieel optimaal te benutten – en daarmee de warmtetransitie te versnellen – sloten publieke en private partijen eerder dit jaar de Green Deal Aquathermie. De Unie van Waterschappen en Rijkswaterstaat ontwikkelen een programma ter ondersteuning van de Green Deal, die tot 2022 loopt.
Er liggen onmiskenbaar veel kansen voor aquathermie in Nederland, maar niet in alle situaties is de inzet daadwerkelijk geschikt, nuanceert Antonissen. “Als specialist in warmte-infra met een onafhankelijk beheer beoordeelt Firan in elke specifieke situatie of aquathermie de beste keuze is. Een warmtenet met aquathermie is niet per definitie goedkoper dan andere aardgasvrije warmte-oplossingen, ook al is er oppervlaktewater in de buurt beschikbaar. De nabijheid van afnemers van de warmte is een bepalende factor voor de financiële haalbaarheid van het net. Ook het type bebouwing is hierbij van belang: bij bijvoorbeeld hoogbouwwoningen met een lage isolatiegraad ligt een net met een hogetemperatuurbron eerder voor de hand.” Ook bij riothermie zijn de mogelijkheden soms beperkt. Zo is er in Amsterdam op dit moment maar één project mee, omdat de riolering niet in alle plekken van de stad geschikt is om er warmte uit te onttrekken.
De optimale keuze
Elke warmtebron heeft nu eenmaal voor- en nadelen, zegt Schaart. “Aquathermie levert lagetemperatuurwarmte. Dat betekent dat aquathermie in de bestaande bouw niet altijd de gewenste keuze is. Daarom is het ook zo belangrijk om steeds de verschillende aspecten te onderzoeken. Het gaat dan om vragen zoals: wat is de huidige en te verwachten temperatuurvraag van de gebouwen? Welke renovatieplannen zijn er? Welke wensen hebben bewoners? Waar liggen de duurzame ambities: wat is het huidige en gewenste energielabel van de betreffende woningen? De inzet van aquathermie is in onze visie altijd een middel, geen doel op zich. De energietransitie begint in eerste instantie bij de vraag hoe we kunnen besparen en pas daarna komt de vraag wat de juiste bronnen zijn.”
Antonissen vult aan: “In nieuwbouw liggen lagetemperatuurbronnen zoals aquathermie vaak voor de hand. Aquathermie kan daar bovendien ook koeling leveren. In de bestaande bouw zijn er zeker ook mogelijkheden, ook al moet er dan vaak eerst grondig gerenoveerd en geïsoleerd worden, of moet de warmte op wijk- of woningniveau worden opgewaardeerd.” Met een collectieve of individuele warmtepomp wordt de thermische energie uit water dan verder opgewarmd, zodat bewoners de juiste ruimtetemperatuur voor een comfortabele leefomgeving krijgen geleverd. De verhitting van het tapwater tot minimaal 65 graden is wettelijk verplicht om legionella te voorkomen.
Bij de discussie over het potentieel van aquathermie zijn volgens het onderzoek van CE Delft en Deltares naast de beschikbaarheid en toepasbaarheid van de warmte ook de duurzame prestaties van het warmtenet als geheel onderwerp van gesprek. Bij een aquathermiesysteem wordt gebruik gemaakt van een warmtepomp om de temperatuur van het water op te waarderen. Het systeem is daardoor nog niet automatisch CO2-neutraal: bij hybride warmtepompen wordt nog gebruik gemaakt van een aardgasgestookte cv-ketel, en voor volledig elektrische systemen zou daarvoor groene stroom nodig zijn.
Het hele spectrum aan opties
De praktische toepassing van aquathermie in Nederland is vooralsnog beperkt: veel projecten bevinden zich nog in een onderzoeksfase, waarin de betrokken partijen de verschillende opties voor een aardgasvrije warmtevoorziening nauwkeurig verkennen. Schaart: “We kijken dan weloverwogen naar het hele spectrum aan opties. De eerste onderzoeken in de diverse gemeenten geven ons steeds meer inzichten in de mogelijkheden om aquathermie succesvol te gebruiken in verschillende soorten gebouwde omgeving: van nieuwbouw tot bestaande bouw, en van corporatiewoningen tot kantoren.” Zo werken Firan, de gemeente Arnhem, twee woningcorporaties, het waterschap, netbeheerder Liander en energiebedrijf ENGIE aan verduurzaming van de wijken Vredenburg en Kronenburg in Arnhem-Zuid door toepassing van warmte uit oppervlaktewater in combinatie met warmte-koude-opslag (WKO). De leerervaringen worden toegepast in de Arnhemse wijk Elderveld-Noord, een van de landelijke Proeftuinen Aardgasvrije Wijken, waar Firan samen met partners de inzet van aquathermie verkent.
De ervaringen van koplopers leren dat betaalbaarheid en governance belangrijke issues zijn bij innovatieve warmtenetten – en dus ook bij aquathermieprojecten. “De combinatie van warmtepompen en aquathermie is relatief nieuw, en het kan daarom best een klus zijn om tot een betaalbaar en goed functionerend systeem te komen”, zegt Antonissen over de specifieke uitdagingen bij de toepassing van aquathermie. “We zien gelukkig dat veel woningcorporaties bereid zijn om verkennend onderzoek uit te voeren naar de praktische mogelijkheden en open staan voor het leerproces dat we daarbij doormaken.”
Subsidies kunnen volgens Antonissen een rol spelen in deze co-creatie. Tegelijkertijd is de actieve betrokkenheid van publieke partijen – die kunnen afspreken om genoegen te nemen met een relatief laag rendement en een lange terugverdientijd om de maatschappelijke belangen te borgen – van belang. “De energietransitie is uiteindelijk een kwestie van langetermijninvesteringen, zeker als het gaat om de bestaande bouw, waar de warmtetransitie vaak samengaat met een forse renovatie-opgave.”
“Het is heel belangrijk om de randvoorwaarden van meet af aan duidelijk te hebben, en heldere afspraken te maken over de ambities en rollen van alle partijen: welke belangen hebben we en wat mogen we precies van elkaar verwachten?”, zegt Schaart over de issues die te maken hebben met de ontwikkeling en realisatie van aquathermieprojecten. “Als je niet van tevoren transparant bent over elkaars intenties en belangen dan bestaat het risico dat je verzandt in eindeloze discussies zonder dat er stappen worden gemaakt. Dat geldt trouwens niet uitsluitend voor projecten met aquathermie, maar in feite voor alle systemen die we nodig hebben om de warmtetransitie verder te brengen.”
Timing als cruciale factor
Net als bij de ontwikkeling van warmtenetten die gebruik maken van bijvoorbeeld biomassa en restwarmte uit de industrie is ook bij aquathermie het maatschappelijke draagvlak een uitdaging voor de nabije toekomst. Schaart: “Hoe krijgen we bewoners enthousiast? In de bestaande bouw zijn vaak nieuwe isolatiemaatregelen noodzakelijk voordat de lagetemperatuurwarmte van aquathermie toepasbaar is. Heeft iedereen daar wel het budget of de investeringsbereidheid voor?
De komende periode wordt timing van cruciaal belang, verwachten de experts van Firan. Antonissen: “Je ontwerpt een warmtenet met aquathermie niet met het oog op een paar jaar – je wilt er enkele decennia mee vooruit kunnen. De vraag is nu hoe de inzet van een lagetemperatuurbron zoals aquathermie zich verhoudt tot de huidige warmtevraag van woningen – en tot de snelheid waarmee woningcorporaties de bestaande woningvoorraad renoveren en verduurzamen.” Renovatie is namelijk een logisch moment om isolatie in de bestaande bouw te verbeteren, zodat er meer mogelijkheden ontstaan om warmtebronnen zoals aquathermie te benutten.
Voor woningcorporaties creëert de verduurzaming van de woningvoorraad dan ook de kans om een scala aan warmte-oplossingen in beeld te krijgen en tijdig te anticiperen op de warmtebehoeften van de toekomst. Schaart licht toe: “Daarom staat Firan ook nadrukkelijk voor netten met onafhankelijk netbeheer, en investeren we mee in nieuwe warmtenetten. Op die manier staan maatschappelijke waarden zoals betaalbaarheid en betrouwbaarheid steeds voorop en is een diversiteit aan duurzame bronnen – waaronder zeker ook aquathermie – gegarandeerd.”