Category: Warmte

Inleiding
Er zijn in de milieuwereld veel goedbedoelde, maar onjuiste meningen. Ik probeer als sympathiserend, maar ook kritisch lid van die beweging te analyseren wat wel en niet waar is.

Een standaardbeweringen wil dat warmtepompen goed zijn voor het klimaat. Ik beperk mij nu tot atmosferische pompen. Die onttrekken in de winter warmte aan de atmosfeer en stoppen die rechtstreeks in de lucht van een woning (lucht/lucht), of in het water van de CV (lucht/water).

Ik heb eerder over warmtepompen geschreven (zie Wat je wel en niet kunt met warmtepompen in woningen ). Ik herhaal de daar uitgebrachte waarschuwing: wil je iets met een warmtepomp, zorg dan eerst voor een goed geïsoleerde woning en daarna voor een uitgebalanceerd systeem. Een warmtepomp kost veel geld en vraagt nogal wat gedoe in huis, dus laat u voorlichten door een vakman. Zie de links in het andere artikel.

De berekening
Het is een relatieve vraag. Produceert een warmtepomp meer of minder CO₂ dan een alternatief?
Eerst een plaatje.

Ik ga uit van een atmosferische warmtepomp met een COP van 4,0.
Deze voert 4,0GJ aan een woning toe (een gemiddelde woning verbruikt jaarlijks 49GJ aan aardgas). Overigens eindigt die 4,0GJ uiteindelijk allemaal in de buitenlucht.
Die 4,0GJ komt voor 3,0GJ uit bodem of buitenlucht en 1,0GJ uit het elektriciteitsnet.

Het elektriciteitsnet wordt met iets gevoed. Ik neem daarvoor a) een kolencentrale, b) een standaard gascentrale en c) zonne-energie. Het verschil is dan wat er bij de letters D en E komt te staan.
a) Een typische kolencentrale heeft een rendement van 40%. Om er 1,0GJ elektrisch uit te krijgen, moet je er dus 2,5GJ chemische energie instoppen. Kolen zijn goed voor 100 kg CO₂ per GJ, dus is D = 2,5GJ chemisch en E = 250kg CO₂ en 1,5GJ afvalwarmte.
b) Een moderne gascentrale heeft een rendement van 60%. Om er 1,0GJ elektrisch uit te krijgen, moet je er dus 1,7GJ chemische energie instoppen. Gas is goed voor 56 kg CO₂ per GJ, dus is D = 1,7GJ chemisch en E = 95 kg CO₂ en 0,7GJ afvalwarmte.
c) De zon vraagt geen chemische energie en produceert een beetje afvalwarmte (nl wat het paneel meer absorbeert dan de dakpannen gedaan zouden hebben). Dit is niet zonder meer te becijferen. Ik schat dat het verschil ergens rond de 1 a 2GJ zit.
Dus D = 0,0GJ chemisch en E = 0,0kg CO₂ en 1 a 2 GJ afvalwarmte.

Dit is de ene kant van de vergelijking.

De andere kant van de vergelijking wat de bijeffecten zouden zijn als je geen warmtepomp gebruikt had. Je hebt dan de keuze uit d) een gewone gasgestookte HR-ketel en e) de stadsverwarming.
d) In een gewone HR-ketel komt bij de verbranding van aardgas ter waarde van 4,0GJ vrij 4*56 = 224kg CO_{2 .}
Dus B = 224 kg CO₂.
e) Bij de stadsverwarming komt idealiter geen extra CO₂ vrij, maar de facto wel omdat er verliezen zijn en pompen en er soms bijgestookt moet worden. Het netto-effect is afhankelijk van de specificaties van de stadsverwarming en zolang die onbekend zijn, is het antwoord op de gok dat B = enkele tientallen kg CO₂ .

De conclusie
Als de elektriciteitsmix geheel uit kolen zou bestaan, zou een warmtepomp het voor het klimaat slechter doen dan een gewone HR-ketel (250kg CO₂ > 224).
Als de warmtepomp geheel met aardgas gevoed zou worden, doet een warmtepomp het beter dan een HR-ketel (95kg CO₂ < 224).
Zo uiteraard ook de groene stroom ( 0 kg CO₂ <224).

Als de warmtepomp geheel groen gevoed zou worden,zou hij beter werken dan de stadsverwarming (0 kg CO₂ < enkele tientallen).
Als de warmtepomp slechts beperkt groen gevoed zou worden (in 2012 was macro ruim 12% van de elektriciteitsmix duurzaam), wint de stadsverwarming afgetekend van de atmosferische warmtepomp. Micro (per milieubewust individu) kan dat anders liggen.

Dan is er ook nog de situatie denkbaar, dat lage temperatuur-afvalwarmte (bijv. van bedrijven) gecombineerd wordt met warmtepompen. Dat zou wel eens een aantrekkelijk idee kunnen zijn, maar ik kan er op dit moment geen verstandig woord van zeggen. Ik weet in Brabant dat bijvoorbeeld de gemeente Boxtel daaraan denkt.

Overigens zal de elektriciteitsmix in de loop der jaren verschuiven richting duurzaam. In een min of meer verre toekomst

Airco’s
Sommige atmosferische warmtepompen kunnen andersom draaien en werken dan als airco. De logische vergelijking is dan ‘geen airco’. De CO₂-balans van een warmtepomp die ook als airco kan werken is dus slechter als wanneer die warmtepomp alleen voor verwarming gebruikt wordt.

Wat zegt het CBS?
In ‘Hernieuwbare Energie in Nederland 2014’ (blz 63) staat de volgende tabel:

De CO₂ – balans van atmosferische warmtepompen is dus al tien jaar nul of negatief. Blijkbaar zitten er te veel kolen in de elektriciteitsmix en
stijgt dat aandeel zelfs (wat klopt met andere berichten).
Overigens maakt het CBS de kanttekening dat er maar weinig bekend is van het feitelijk functioneren van buitenluchtwarmtepompen.

Bodemwarmtepompen doen het overigens (volgens het CBS) beter dan atmosferische. Ze besparen netto wel CO₂ .

De moraal
De moraal is dat vooralsnog de stadsverwarming voor het klimaat het beste is.
Of hij ook voor het geld en de rechtspositie van bewoners het beste is, is een ander verhaal.