Warmtenet - Duurzaam Altrade voor de wijk Altrade

Nieuwe woningen worden niet meer voorzien van een gasaansluiting. In het kader van het klimaatakkoord moeten alle gemeentes in dit jaar (2021) een wijk aanwijzen die als eerste van het gas af gaat. In 2030 moeten anderhalf miljoen huizen aardgasvrij zijn en in 2050 moeten alle huizen in Nederland van het gas af zijn. In veel gevallen zullen warmtenetten gebruikt worden om hele straten en wijken aardgasvrij te maken.

Warmtenet in Nijmegen

In Nijmegen is men al ruim voor het klimaatakkoord aan de slag gegaan met een warmtenet. De vuilverbrander ARN zorgt voor de warmte. Er is veel kritiek gekomen op de totstandkoming van dit warmtenet, dat op 9 maart 2015 door minister Henk Kamp werd geopend.

Op veel plaatsen in Nederland is warmte beschikbaar die anders verloren gaat. Denk aan restwarmte uit de industrie, maar ook uit oppervlaktewater kan met behulp van warmtepomp technologie warmte worden gehaald.

Onderdelen van een warmtenet

Een warmtenet is één van de mogelijke duurzame, toekomstige energie-infrastructuren in de gebouwde omgeving; naast (groen) gas en elektriciteit. Het is mogelijk om de woningen/gebouwen in de wijk te verwarmen vanuit een warmtenet. Een warmtenet is onderdeel van een totaal energiesysteem voor de verwarming van de wijk. Grofweg is dit systeem op te delen in de volgende onderdelen:

Warmtebron/productie
Opslag
Infra
Aansluiting.

Belangrijk is dat er zicht is op een geschikte warmtebron, die ook dicht genoeg in de buurt van de wijk moet liggen. Is deze bron op langere termijn ook beschikbaar (zoals bijv. bij restwarmte)? Ook het regelen van een backup als de voorziening voor korte tijd niet beschikbaar is. Een dergelijke backup kan dan ook ingezet worden als piek-voorziening. Zo’n piekvoorziening is vaak een gasgestookte verwarmingsketel. (Duurzame) alternatieven hiervoor zijn dan biogas of een
warmtebuffer (elektrisch verwarmd bijvoorbeeld). Een warmtenet gaat gepaard met hoge (aanvangs)investeringen. De bebouwingsdichtheid en de garantie dat ook (vrijwel) alle woningen in de wijk aangesloten gaan worden zijn meestal belangrijke voorwaarden om de exploitatie rond te krijgen. De beheersbaarheid is van groot belang, afnemers verwachten een betrouwbare warmtevoorziening, dus het warmtenet moet professioneel beheerd worden.

Indeling warmtenetten naar temperatuur

soorten warmtenetten — Indeling warmtenetten naar temperatuur

Bovenstaande afbeelding komt uit de publicatie Warmtenetten Ontrafeld (update 2021) van TKI Urban Energy (topsectorenergie.nl). Dit is een interactief pdf-bestand waarin je via klikken op de afbeelding meer informatie over de verschillende onderdelen krijgt.

Het Expertise Centrum Warmte (ECW) heeft warmtenetten ingedeeld in twee strategieën: strategie 2: warmtenet met middentemperatuur bron (circa 70°C of hoger) en strategie 3: warmtenet met laagtemperatuur bron (lager dan 70°C). In het overzicht (zie afbeelding hierboven) is strategie 3 onderverdeeld in twee temperatuurklassen die beide onder de 70°C liggen: laagtemperatuur tussen de 35 en de 55°C en een zeer lagetemperatuur niveau tussen de 10 en de 25°C.

Midden Temperatuur Warmtenet

In het schema is MT het hoogste temperatuur niveau. Nieuwe, duurzame warmtenetten in de gebouwde omgeving hebben geen hogere temperatuurniveau nodig dan 70°C. Je kunt ook een HT Warmtenet hebben: een Hoge Temperatuur Warmtenet. Met name in situaties met HT-restwarmte kan overwogen worden om een HT Warmtenet toe te passen. Geothermie kan een bron zijn, maar het winnen van hoog(midden)temperatuur warmte kan alleen op grote diepte (circa 2 kilometer of dieper). Gezien de grote diepte, is het maken van de putten kostbaar. Het warmtenet moet dan een flinke schaalgrootte hebben om economisch levensvatbaar te zijn. Ook biomassa wordt ingezet om voldoende warmte te produceren voor een MT warmtenet, maar biomassa is zeer omstreden. Zonthermie kan ook worden ingezet, al zijn er aandachtspunten; collectoren nemen ruimt in op dak of op land. Toepassing van zonthermie vraagt vrijwel altijd
een vorm van (seizoens)opslag. Bij toepassing op grotere schaal in combinatie met warmtenetten dient aandacht besteed te worden aan afmetingen, locatie en kosten van deze opslag.

Restwarmte is een geschikte bron voor een HT/MT warmtenet, deze kan afkomstig zijn uit diverse bronnen. Middentemperatuur restwarmte is veelal afkomstig uit verbrandingsprocessen:
• Industrieel proces (MT, LT of ZLT)
• Afvalverbrandingsinstallaties (MT)
• Elektriciteitscentrales (MT).

Bij restwarmte is het zeer de vraag hoe lang deze beschikbaar blijft en of het voldoende duurzaam is. Het is de vraag of een afvalcentrale die afval gaat importeren, wel voldoende duurzaam is. Door procesoptimalisatie in de industrie waarbij steeds meer warmte in het proces zelf wordt gebruikt, is het de vraag om voldoende restwarmte beschikbaar blijft.

Warmtepompen kunnen alleen functioneren als er een warmtebron beschikbaar is. ZLT- of LT-warmtebronnen zoals bijvoorbeeld aquathermie kunnen met behulp van een warmtepomp in temperatuur verhoogd worden tot MT-warmte.

Lage Temperatuur Warmtenet

Warmte kan op verschillende diepten gewonnen worden. Hoe dieper, hoe hoger de temperatuur
(elke 100 meter ongeveer 3 graden warmer). Bij ondiepe geothermie wordt warmte op een diepte
van circa 250 tot 1000 meter gewonnen. De temperatuur van deze warmte bedraagt circa 25
tot circa 50°C. Ondiepe geothermie kan dus als bron voor een LT warmtenet toegepast worden. Lagetemperatuur restwarmte kan evenals middentemperatuur restwarmte afkomstig zijn uit
verbrandingsprocessen. Zonthermie met seizoensopslag is ook mogelijk, evenals warmtepompen.

Zeer Lage Temperatuur Warmtenet

Bij de ZLT Warmtenetten geldt dat de temperatuur, voor toepassing als verwarming en warm tap water, nog verhoogd moet worden via een warmtepomp. In oppervlakte water zit veel thermische energie opgeslagen die gebruikt kan worden als bron van duurzame warmte. Aquathermie is een verzamelnaam voor verschillende mogelijkheden om warmte te winnen uit water. Er wordt veelal een onderscheid gemaakt tussen thermische energie uit oppervlakte water, uit afvalwater of uit drinkwater. Voor al deze drie bronnen geldt dat deze ook in LT- en MT-warmtenetten ingezet kunnen worden door de ZLT-warmte middels een warmtepomp in temperatuur te verhogen. Dit geldt overigens voor alle ZLT-warmtebronnen, zoals ook restwarmte en zonthermie.