Warmtepompen en warmtenetten dreigen elkaar in de weg te zitten, maar Robert Jan van Egmond, programmamanager duurzame warmte en koude bij het TKI Urban Energy heeft een “charmant alternatief” met een lange naam: zeerlagetemperatuur-uitwisselingsnetten. Zijn grootste zorg is niet verwarming: “Het koelfenomeen komt als een meteoriet op ons af.”
“Ik heb me opgeworpen om een weesprobleem te omarmen en daar voorlopig even eigenaarschap voor te voelen”, zegt Van Egmond met aanstekelijk enthousiasme. Het weesprobleem: het oplossen van de tegenstelling tussen warmtepompen en warmtenetten. “Het enthousiasme voor de warmtepomp rijdt nu de warmtenetten een beetje in de wielen”, zegt de programmamanager. Hij doelt op het feit dat wie een warmtepomp ophangt, voorlopig niet aan zal sluiten op een warmtenet. Dat maakt de uitrol van warmtenetten lastiger, omdat die juist gebaat zijn bij zoveel mogelijk aansluitingen. Maar waar warmtepompen als zoete broodjes over de toonbank gaan, stokt de ontwikkeling van collectieve warmtevoorzieningen.
‘Charmant alternatief’
Van Egmond denkt een “charmant alternatief” te hebben om die twee routes juist samen te brengen: zeerlagetemperatuur-uitwisselingsnetten, “een combinatie van warmte-infra met warmtepompen”. Dit type net staat ook wel bekend als “bronnet” of “vijfde-generatienet”. Het idee is dat een bron warmte levert op een temperatuur ergens tussen 10°C en 30°C. Elk aangesloten huishouden heeft een eigen warmtepomp die de geleverde warmte opwerkt (of afkoelt) tot de gewenste temperatuur. De retourwarmte (of -koeling) wordt in het net opgenomen en hergebruikt voor levering aan andere woningen en gebouwen. In feite is er voortdurend sprake van uitwisseling van warmte en koude. In Nederland werkt het Limburgse Mijnwater op deze manier, en ook Essent werkt onder de naam Ectogrid aan de uitrol van dergelijke netten.
Het TKI Urban Energy heeft een zogeheten ‘life cycle analysis’-onderzoek laten doen naar verschillende typen netten (middentemperatuur, lagetemperatuur en zeerlagetemperatuur) in verschillende soorten bouw (gestapeld en grondgebonden). In elk van de gevallen was de bron aquathermie met een warmte/koude-opslag (WKO). Een belangrijk punt dat werd meegenomen was de koelvraag. Bij de MT- en LT-netten betekende dat het toevoegen van een airco of andere koelvoorziening, terwijl de ZLT-netten zelf koude konden leveren.
Dat had een behoorlijke impact op de resultaten. Momenteel is de koelvraag nog beperkt, maar dat zal in de toekomst veranderen, verwacht Van Egmond. “Energetisch gaat dat zo’n verschil maken, dat telt zo hard door, daar kun je niet meer omheen”, zegt Van Egmond. Nu zijn de ZLT-netten vooral ook in de winter efficiënter. Hij concludeert: “ZLT-netten zijn in ieder geval een route die we veel verder moeten uitzoeken.” Het TKI Urban Energy laat in 2024 onderzoeken hoe de maatschappelijke kosten van verschillende alternatieven zich tot elkaar verhouden.
Isolatie en aanschaf warmtepomp
Er zitten wel wat haken en ogen aan. Voor ZLT-netten moeten woningen bijvoorbeeld stevig worden geïsoleerd, terwijl een MT-net nu al woningen van duurzame warmte kan voorzien. Maar isoleren moet toch, verwacht Van Egmond. Dat zit nu eenmaal in de wetgeving die op ons afkomt vanuit Europa, en in de normering, die in Nederland steeds meer richting de nationale isolatiestandaard en -streefwaarden gaat.
Dat betekent dus ook dat de warmtevraag van woningen naar beneden gaat. Dat is goed voor warmtepompen die moeite hebben met het verwarmen van tochtige woningen, en minder goed voor warmtebedrijven die bestaan van het verkopen van gigajoules. Het betekent dat er nog meer aansluitingen nodig zijn om een net rendabel te krijgen. Maar een ZLT-net met warmtepompen heeft een ander verdienmodel dan de traditionele rekening voor het verbruik van gigajoules. “In principe heb je alleen vastrecht, omdat de opwaardering in de woning zelf gebeurt”, zegt Van Egmond.
Een ander heikel punt zijn de kosten: een woning op een ZLT-net moet niet alleen aansluiten op een warmtenet maar óok een warmtepomp ophangen. Dat erkent Van Egmond. Maar, stelt hij, dat verschil kan worden goedgemaakt omdat bronnetten veel goedkoper zouden moeten zijn dan HT- of MT-netten. “De infra is veel goedkoper, er is minder warmteverlies dus je kunt met goedkopere materialen werken, en bij grootschalige aanleg kun je een stevige kostendaling verwachten. Dit is echt veel goedkoper, mits je het procesmatig en niet projectmatig aanlegt.”
De warmtepomp die in de woningen hangt hoeft ook minder groot uitgevoerd te zijn -de buitenunit ontbreekt bijvoorbeeld- en heeft een lager stroomverbruik dan de individuele warmtepomp die warmte uit de variabele buitenlucht haalt. Dat beïnvloedt de efficiëntie van het apparaat.
Dan is er nog de kwestie van flexibiliteit: de individuele warmtepompen kunnen een zware last leggen op een al overvol elektriciteitsnet, terwijl warmtenetten met centrale warmtecentrales en -buffers juist het net kunnen ontlasten. Volgens Van Egmond zit een groot deel van die pijn in het feit dat een individuele lucht-waterwarmtepomp op koude dagen minder efficiënt werkt, en dus extra veel elektriciteit vraagt. Dat efficiëntieverlies treedt niet op bij de warmtepompen op een bronnet met een vaste temperatuur.
Ook zit er flexibiliteit in de centrale die de temperatuur voor het ZLT-net regelt, al is die flexibiliteit wel minder groot dan als alle warmte voor het net centraal wordt opgewekt. Maar dat wil niet zeggen dat zo’n bronnet niet gecombineerd kan worden met kleinere buffers of zelfs een kleine centrale op moleculen – dat laatste hypothetisch, benadrukt Van Egmond. “Je zou je zelfs kunnen voorstellen dat lokale gemeenschappen tijdens een koude ‘Dunkelflaute’-week het net extra op temperatuur houden met wat lokale biomassa, met lager elektriciteitsverbruik tot gevolg.”
Koelvraag
Cruciaal in het verhaal is de koelvraag, die “als een meteoriet op ons afkomt”. “Koude speelt een enorm belangrijke rol in het weesprobleem”, zegt Van Egmond. Hij ziet dat de warmtetransitie nu toch vaak uit komt op grootschalige middentemperatuurnetten, terwijl alle klimaatscenario’s laten zien dat de temperatuur gaat stijgen. “Als je bij de aanleg van het net geen rekening houdt met koelen, dan weet je één ding zeker”, zegt Van Egmond. “Mensen zullen gaan investeren in een aparte koeloplossing.” En dat maakt het systeem als geheel minder efficiënt.
Die trend is al begonnen. De programmamanager duurzame warmte en koude noemt cijfers: in 2015 werden er 16.000 airco’s opgehangen, in 2022 waren dat er 285.000. Deels worden die ook ingezet voor verwarming -maar in vergelijking met een bronnet plus water-waterwarmtepomp is een airco (een lucht-lucht-warmtepomp) een minder efficiënt apparaat dat minder comfort levert, en het bovendien op echt koude dagen laat afweten. Van Egmond is er stellig van overtuigd dat bij de aanleg van warmtenetten óók over koeling moet worden nagedacht. “Infra leg je aan voor minstens vijftig jaar. Kijk naar het warmtenet in Utrecht, dat ligt er al honderd jaar.”
Het liefste ziet Van Egmond dat deze infrastructuur maatschappelijk wordt aangelegd via het “glasvezelprincipe”: de infrastructuur voor zeerlagetemperatuurnetten alvast aanleggen in wijken waar de gemeente warmtepompen had bedacht. “Leg het standaard in de straat en daarna kan iedereen op zijn eigen moment aantakken”, zegt Van Egmond.
Zelfs mensen die nu net een nieuwe cv-ketel of een lucht-waterwarmtepomp hebben gekocht kunnen op termijn alsnog overstappen op de bronnet-variant. Daarmee kan worden voorkomen dat een project vastloopt op een vereist percentage bewoners dat mee moet doen (vaak 50% of 70%), want die percentages. Dan kunnen gemeenten ook met meer vertrouwen een datum voor het einde van de gaslevering aankondigen, meent Van Egmond. Mensen houden de keus tussen een individuele lucht-waterwarmtepomp en het ZLT-uitwisselingsnet, net zoals mensen zelf kunnen kiezen om glasvezel te nemen. Maar net als met glasvezel, gelooft Van Egmond dat mensen uiteindelijk de voordelen van het systeem in zullen zien.
“In het begin heb je wel iets van volloop nodig, misschien maatschappelijk vastgoed, een woningcorporatie, om te laten zien dat het werkt”, zegt Van Egmond. “Daarna kun je aan de slag.”