Waarom Warmte en Koude Netwerken een goede oplossing zijn (Deel 4)

De bovengenoemde kleinschalige oplossing om de energie transitie in de stedelijke omgeving en kleine woonkernen te verwezenlijken wordt onder de professionelen als een 5GDCH netwerk of systeem gedefinieerd en onderscheidt zich van eerdere generaties door het gebruik maken binnen een gesloten netwerk waarin tegelijktijdig het “circuleren” en “uitwisselen” van warm (30 tot 40 graden) en koud (10 tot 20 graden) water in combinatie met geïsoleerde buffers plaatsvindt. Deze buffers dienen er toe om een tijdelijk overschot aan warmte of koude op te slaan en eventueel extra warmte te creëren als er een overschot aan groene elektriciteit is van lokale zonnepanelen en/of wind turbines. De opgeslagen warmte (of koude) kan worden gebruikt zodra de vraag naar warmte (of koude) groter is dan de opwekking uit duurzame bronnen.

De 5GDHC systemen functioneren het beste als er lokaal veel uitwisseling tussen warmte- en koude vraag is en er veel lokale bronnen gerealiseerd kunnen worden. Afhankelijk van de kwaliteit en kwantiteit van aanwezige industriële restwarmte en koelingswarmte in het betreffende project en de vraag naar warmte kan de gewenste buffer capaciteit worden berekend en de noodzaak voor nieuwe warmte (en eventuele koude) bronnen worden bepaald. Het gevolg is dat bijna per definitie, elk project anders is omdat de mix van gebouwen, bronnen en andere faciliteiten of bedrijven met restwarmte vrijwel nooit dezelfde is: hoe beter de mix, des te minder een noodzaak voor externe energie bronnen. Met andere woorden, elk project zelfs met hetzelfde aantal woning aansluitingen heeft een ander investeringsprofiel en dus ook een ander warmte tarief.

Zoals hierboven al is aangegeven is het grootste voordeel van 5GDHC netwerken dat ze als kleinschalige projecten kunnen worden opgezet omdat de meeste onderdelen “pro rata” gedimensioneerd worden op de lokale productie van en vraag naar warmte en koude.  Alleen de dimensionering van de “backbone” (het hoofd circulaire buizen netwerk) is afhankelijk van de grote van het warmtekavel en een zekere over dimensionering kan nodig zijn om toekomstige substantiële kavel uitbreidingen mogelijk te maken[1]. De backbone is via een uitwisselingsstation op het clusternetwerk aangesloten dat zelf via een tweede onderstation direct of via een sectorennetwerk verbonden is met de eindgebruikers.

Behalve het buizennetwerk (backbone, clusternet en sectorennet) met verbindingsstations, wordt er aan het 5GDHC netwerk dus ook vaak een warmtebuffer met een eventuele (extra) warmtepomp toegevoegd om warmte op te slaan aangezien warmte productie and gebruik meestal niet synchroon lopen.  Tenslotte, om het 5GDHC systeem zoveel mogelijk onafhankelijk te maken van het nationale netwerk, kan er ook lokaal groene elektriciteit (zonnepanelen en/of windturbines) worden opgewekt.

Deze opzet van de 5GDHC systemen is gebaseerd op een moduulmatige aanpak en dus de mogelijkheid om gebruik te maken van bestaande standaard onderdelen, welk een groot voordeel heeft in het beperken van de initiële investeringen en dus op het uiteindelijke tarief dat de consument moet gaan betalen voor de geleverde energie.

Behalve de directe economische voordelen van de 5GDHC oplossing, moeten de indirecte voordelen in samenhang met de algemene energie transitie doelstellingen niet worden vergeten:

• De noodzaak dat alle gebouwen goed geïsoleerd worden als onderdeel van het 5GDHC project past goed in de al reeds gestelde doelstellingen van de overheid.  Deze isolatie brengt voordelen zowel in het koude maar ook in het warme seizoen.
• Het feit dat het buizen netwerk niet met significant hogere of lagere temperaturen werkt dan de bestaande grondtemperaturen voorkomt behalve dure isolatie ook een geleidelijke opwarming van de grond (en drinkwaterleidingen)  rond het buizenstelsel.
• Het reduceren (of zelfs elimineren) van warmte in de buitenlucht ten gevolge van het koelen van gebouwen, voorkomt dat de al stijgende buitenlucht temperaturen door de klimaatsverandering nog verder stijgen in het stedelijke gebieden.
• De mogelijkheid om woningen te koelen via het 5GHDC netwerk kan in de nabije toekomst tot een grotere vraag voor koude leiden, dan voor warmte voor verwarming. Aangezien er altijd een warmtevraag voor heet drinkwater blijft bestaan zal een grotere vraag naar koeling niet het totaal uit balans brengen. 

Met uitzondering van het laatste punt, kunnen de 5GDHC voordelen als interessante positieve punten worden gezien in vergelijking met de huidige gangbare systemen voor stadsverwarming. Echter op het laatste punt onderscheidt het 5GDHC systeem zich daadwerkelijk van een klassiek warmtenetwerk aangezien een klassiek systeem niet eenvoudig in de koelbehoefte kan voorzien. Deze behoefte moet dan worden gedekt met een aanvullende installatie van een airconditioner (of een “omgekeerde” lucht gebaseerde warmtepomp) met alle bijkomende extra elektriciteitsvraag, geluidsproblemen en investeringen.

Ondanks deze grote voordelen, zijn er tot nu toe slecht weinig van deze netwerken gerealiseerd in West Europa. De belangrijkste reden is dat een conventioneel system (centrale opwekking met hoge temperatuurdistributie) een grotere zekerheid geeft met betrekking tot de gewenste warmte levering en dat investeringen die gepaard gaan met deze conventionele systemen meestal interessanter zijn voor de huidige energie leveranciers die niet uitgerust zijn om kleinschalige projecten aan te pakken. Verder is de onbekendheid van veelal de kleinere geïnteresseerde partijen in warmtenetten (kleinere gemeenten en woningbouw corporaties) gekoppeld met hun gebrek aan risico nemend kapitaal een andere reden waarom tot nu toe vrijwel geen 5GDHC projecten zijn ontwikkeld in Nederland.

Het is daarom belangrijk dat er meer aandacht besteed wordt aan het aanpakken van kleine warmtekavels, het communiceren over het hoe en waarom warmtenetten en dus in het bijzonder 5GDHC netwerken de beste technische oplossing zijn voor de energie transitie in woonkernen met minimaal 500 tot 1000 woningen.