Aquathermie – mogelijkheden

Wat is aquathermie en wat zijn de voorwaarden?
Er is een Green Deal Aquathermie gesloten. Dat is een beleidsdocument, dat gebaseerd is op een technisch document van CE Delft en Deltares. Dat is te vinden op www.ce.nl/publicaties/2171/nationaal-potentieel-van-aquathermie .
Hierna wordt in het kort de techniek beschreven op basis van CE Delft/Deltares (ook de afbeeldingen). De opdrachtgever van deze studie was STOWA, zoiets als het wetenschappelijk bureau van de waterleidingbedrijven.

Men kan warmte aan water onttrekken om elders te verwarmen.
Als dat water oppervlaktewater is, heet dat TEO (Thermische Energie Oppervlaktewater). Als het afvalwater is TEA. Daarnaast kan warmte onttrokken worden aan drinkwater of rioolwater, maar dat levert veel minder op en blijft hier buiten beschouwing.

Schematische weergave van een Thermische Energie uitOppervlaktewater – installatie

TEO haalt ’s zomers warmte uit het water en stopt dat in een warmte-koudeopslag (WKO) in een watervoerende laag in de grond. Dat kan met open vormen van WKO, een bestaande techniek waarvoor de provincie bevoegd gezag is.
’s Winters wordt het water opgepompt en of centraal met een warmtepomp verwarmd tot 70°C, waarna het geschikt is voor bestaande woningen. Het alternatief is dat het onder 25°C verwarmd wordt, waarna individuele warmtepompen het per woning op de gewenste temperatuur brengen – wat kan in nieuwbouw met aangepaste verwarmingssystemen.
Je kunt met TEO ook koelen, maar daar is veel minder vraag naar.

Voor afvalwater (TEA) bestaan vergelijkbare schema’s op woningniveau (maar dat laat CE Delft on-onderzocht) en bij persleidingen, rioolgemalen en uitstroomkanalen van rioolwaterzuiveringsinstallaties (RWZI). Omdat hier minder een seizoensinvloed is, is geen tussentijdse opslag nodig.

Schema hoe in de zomer de temperatuur afgeroomd wordt

Voor aquathermie is een stadsverwarmingsinstallatie een vereiste.
De exploitatiemogelijkheden van een warmtenet zijn dan ook de eerste beperkende factor op de inzet van TEO. De warmtevraag in een buurt moet > 2000GJ/jaar zijn en de dichtheid > 600 GJ/ha*jaar (RVO, Afwegingskader Locaties 2013).
Verder beperkt CE Delft zich tot een transportafstand van 5km tussen bron en wijk.
Die watergangen zijn meegenomen, die in het Nationaal Watermodel zitten ( www.helpdeskwater.nl/onderwerpen/applicaties-modellen/applicaties-per/watermanagement/watermanagement/nationaal-water/ , zie onder ‘Zoetwaterverdeling). Dit is een voorbeeldplaatje van wat er in dat model meegenomen wordt:

Schematisatie van het Dommel-watersysteem zoals gebruikt in het LSM-model

Uiteraard kan een oppervlaktewater maar eindig leveren en binnen 5 km kunnen meer buurten liggen. Daarvoor moet gerekend worden.

De opbrengst
TEO kan verrassend veel opbrengen.
Op dit moment is de landelijke warmtevraag van de gehele gebouwde omgeving (woningen, scholen, utiliteit etc) ongeveer 500PJ, waarvan 334PJ bediend zou kunnen worden met een warmtenet. Van die 334PJ kan ongeveer 200PJ geleverd worden met TEO.
In 2050 is de geschatte landelijke warmtevraag van idem 350PJ, waarvan 234PJ geschikt voor warmtenetten. Daarvan kan ca 152PJ geleverd worden door TEO.

Met TEA zou ongeveer momenteel technisch ongeveer 70PJ mogelijk zijn, en economisch 56PJ.

Brabant



Geografische weergave van het potentieel van TEO: warmteleverende waterlichamen en waterontvangende stadsdelen (in % van de vraag)

Er is alleen een geografische onderverdeling beschikbaar voor TEO. Voor TEA bestaat er alleen nog een landelijk totaal.

Toch wel merkwaardige uitkomsten.
Een waterrijke stad als Den Bosch zou dus voor meer dan de warmtebehoefte van de gebouwde omgeving verwarmd kunnen worden met warmte uit het oppervlaktewater (mits WKO en mits een stadsverwarming enz).
En ook in Helmond zou veel mogelijk moeten zijn. Hieraan heeft stadsverwarmingsexploitant Ennatuurlijk zelfs gerekend bij het verkennen van de toekomst van de Helmondse stadsverwarming (met de Zuid-Willemsvaart als bron – je ziet hem op de tekening liggen). Zie https://www.bjmgerard.nl/?p=8645  .Men vond het toch te duur en wil nu een van de twee ketels met hout gaan stoken.

Kosten
Het financiele bureau Rebel Group heeft van negen projecten de kasstromen doorgerekend om een indruk te krijgen van de economische mogelijkheden. Ze bevatten allemaal een WKO (de TEO + WKO in Houten bestaat al). Krijg je dit plaatje, met twee Brabantse projecten:

(IRR = Internal Rate of Return, het netto rendement van de investeringen)

Kritische kanttekeningen

  • De studie van CE Delft bevat geen milieuparagraaf. Het verlagen van de oppervlaktewatertemperatuur in de zomer zou gevolgen kunnen hebben, ook al zou je als leek inschatten dat het een verbetering is.
  • Al die TEO-installaties en WKO-inrichtingen vormen samen een giga-programma
  • Er zullen ook nog heel wat politieke stappen gezet moeten worden om de verplichte aansluiting van hele wijken op de stadsverwarming aanvaardbaar te maken
  • De totale warmtevraag van de hele gebouwde omgeving zit op dit moment ergens rond de 500PJ, waarvan TEO er ca 200PJ leveren kan, maar de totale primaire energievraag in Nederland was in 2018 3147PJ (zie www.ebn.nl/wp-content/uploads/2018/01/EBN-Infographic-2018-pdf.pdf ). Het nut is groot, maar lang niet groot genoeg.

De Green Deal
Op de bevindingen van CE Delft en Deltares is de Green Deal Aquathermie gebaseerd (C-229). Zie www.greendeals.nl/green-deals/green-deal-aquathermie .De tekst is een soort maatschappelijk contract tussen twintig partijen, enerzijds drie ministers, anderzijds een groot aantal lagere overheden, de Erasmusuniversiteit en enkele ondernemingen. Uit Brabant doen mee Brabant Water en Waterschap Brabantse Delta en Aa en Maas.
De twintig Partijen specificeren in de overeenkomst wat hun inbreng is.
Op een wat grotere afstand hebben zich daarnaast ook twintig Partners aangemeld, een heel divers gezelschap waaronder niemand herkenbaar uit Brabant.
Het budget is 1,25 miljoen, waarvan een miljoen van het Rijk.

De Green Deal loopt t/m 2021.