Warmtenetten met verschillende temperaturen: kansen voor een klimaatneutrale toekomst

Het is de bedoeling dat de gebouwde omgeving in 2050 klimaatneutraal is. Nederlandse gemeenten zijn inmiddels druk bezig met de transitie naar een aardgasvrije energie- en warmtevoorziening. "In steden met collectieve warmtenetten is de aansluiting op stadsverwarming een voor de hand liggende keuze. Een warmtenet biedt voor zowel bestaand vastgoed als nieuwbouw een goede mogelijkheid om te verwarmen zonder aardgas", zegt onderzoeker Benno Schepers van onderzoeks- en adviesbureau CE Delft, dat recent onderzoek uitvoerde naar de CO₂-emissies van stadsverwarming in Amsterdam.

Warmtebronnen op alle temperaturen

Op dit moment zijn binnen Nederlandse warmtenetten verschillende soorten warmtebronnen in gebruik: van geothermie tot restwarmte van bijvoorbeeld elektriciteitscentrales, afvalverwerkers en datacenters. De bronnen variëren in de temperatuur waarop ze beschikbaar komen. Zo komt warmte uit een afvalverbrander of diepe geothermiebron vrij op hoge temperaturen van 100 °C of meer. Restwarmte uit datacenters komt gemiddeld op slechts 25 °C beschikbaar en warmte uit oppervlaktewater (ook wel aquathermie genoemd) op nog lagere temperaturen.

Er zijn verschillende opties om warmte op de juiste temperatuur aan een woning af te leveren, vertelt Bart Dehue, programmamanager duurzame warmte bij Nuon/Vattenfall. "Restwarmte die op 25 tot 30 °C beschikbaar komt, kan in de woning met een warmtepomp opgewarmd worden om gebruikt te kunnen worden voor ruimteverwarming en warm tapwater. Een andere optie is om de lagetemperatuurwarmte centraal op te werken naar 40 °C. Dat is voor nieuwbouw warm genoeg voor ruimteverwarming. In de woning is dan alleen nog een apparaat nodig dat het tapwater verder verwarmd naar 60 °C om legionella te voorkomen." Een derde mogelijkheid is om de warmte centraal op te werken tot 65 °C en op deze temperatuur aan de woningen te leveren. Dit is voldoende voor zowel ruimteverwarming als tapwater: in de woning hoeven dan geen extra maatregelen getroffen te worden.

De ideale temperatuur

"De ideale temperatuur van een warmtenet is een kwestie van maatwerk. Het idee is dat de hogetemperatuurwarmte vooral ten goede komt aan bestaande woningen, die doorgaans slechter geïsoleerd zijn en daardoor aan lagetemperatuurwarmte niet voldoende hebben", vertelt Jannis van Zanten van AEB Amsterdam, dat restwarmte uit afvalverbranding aan het Amsterdamse warmtenet levert. "De retourwarmte van de warmte die aan moeilijk isoleerbare gebouwen in de oudere delen van de stad wordt geleverd, kunnen we weer inzetten voor de verwarming van de nieuwere buitenwijken."

Van Zanten ziet dit zogenoemde cascaderen als een belangrijk instrument in de warmte- en energietransitie. "Het warmtenet is dusdanig flexibel dat bij verdere isolatie van alle woningen de temperatuur van de levering in de toekomst verder omlaag kan worden gebracht en de woningen toch comfortabel warm blijven."

Duurzame warmteoplossing

Uit het recente onderzoek van CE Delft blijkt dat de CO₂-emissies van een warmtevoorziening vanuit de retourleiding van een hogetemperatuurnet lager zijn dan die van een apart lagetemperatuurwarmtenet. Schepers legt uit: "Een van de belangrijkste voordelen van een hogetemperatuurnet is dat zowel de ruimteverwarming als het warmtapwater uit één aansluiting gehaald kunnen worden. Bij het gebruik van lagetemperatuurwarmte is in bijna alle gevallen elektriciteit nodig om de gewenste temperatuur te krijgen. Dat elektriciteitsverbruik leidt onvermijdelijk tot CO₂-emissies."

Van Zanten voegt toe: "De meest duurzame warmteoplossing is het systeem waarvan de productie het snelst verduurzaamt. De verwachting is dat het Amsterdamse warmtenet door het op korte termijn inkoppelen van biomassacentrales sneller verduurzaamt dan de landelijke verduurzaming van de elektriciteitsproductie."

Klimaatneutrale netten

Volgens een scenariostudie van het Planbureau voor de Leefomgeving (PBL) zouden warmtenetten in 2050 in een kwart tot een derde van het nationale energieverbruik in de gebouwde omgeving kunnen voorzien. Als deze warmte klimaatneutraal is, kunnen de warmtenetten dus een enorme bijdrage leveren aan een duurzame energievoorziening en een energieneutrale gebouwde omgeving.

Volgens het onderzoek van CE Delft zijn er op dit moment nergens in Nederland grootschalige lagetemperatuurwarmtenetten in gebruik. Schepers: "Er zijn wel enkele kleine initiatieven en projecten. Daarnaast wordt nagedacht over het gebruik van lagetemperatuurbronnen voor het voeden van bestaande warmtenetten in de gebouwde omgeving. Rioolwaterzuiveringsinstallaties, grote koel- en vrieshuizen, industriële wasserijen, schaatsbanen en zwembaden zijn daarvoor potentiële warmteleveranciers. Maar we weten niet of en hoeveel warmte zij beschikbaar hebben. Bovendien zijn het gemiddeld genomen kleine leveranciers en is de langjarige beschikbaarheid onzeker, vooral in vergelijking met de betrouwbare hogetemperatuurwarmtebronnen die we nu al hebben."

Collectieve meerwaarde

"Ik voorzie een toekomst waarin een lappendeken van collectieve warmtenetten voor elke wijk een specifieke oplossing bieden met verschillende temperaturen, die is afgestemd op de kwaliteit en warmtevraag van de woningen", zegt Van Zanten. "Bij goed geïsoleerde woningen kan worden volstaan met een lagere temperatuur voor ruimteverwarming. Bij bestaande bouw kunnen temperaturen van rond de 70 °C al voldoende zijn, zoals in de Van der Pekbuurt in Amsterdam is te zien. De grote vraag is dan wat de beste duurzame oplossing voor het warme tapwater is."

Martin Buijck, business manager van Nuon/Vattenfall Warmte, is er in elk geval van overtuigd dat stadsverwarming in gebieden met een hoge bevolkingsdichtheid, zoals in grote steden, een spilfunctie vervult in de versnelling van de energietransitie. "Vergelijk het met een metro: die leg je aan in gebieden waar veel vraag is naar vervoer. Ook warmtenetten zijn collectieve systemen die meerwaarde hebben ten opzichte van individuele oplossingen. Als iedereen de duurzame warmtebron zelf zou regelen, bijvoorbeeld met zonnepanelen, dan krijg je suboptimale oplossingen. Net zoals we de metro nodig hebben om in een deel van de stedelijke mobiliteitsbehoefte te voorzien, hebben we ook het warmtenet nodig voor onze warmtevoorziening."