De zogenoemde 5GDHC (“5th Generation District Heating and Cooling”) netwerken zijn geavanceerde netwerken bestaande uit een combinatie van een lage temperatuur warmte leiding (30-40 graden) en koude leiding (5-20 graden), waarbij uitwisseling van energie tussen de koude en warmte gebruikers een belangrijke eigenschap is. Deze uitwisseling, wanneer gebruikt in combinatie met een warmte en/of koude buffer, reduceert de noodzaak van externe energie bronnen. Door deze buffers ook te gebruiken in combinatie met wind- en zonne-energie bronnen kan netwerkcongestie voorkomen worden en de duurzaam opgewekte energie toch nuttig worden gebruikt.
Zelfs als deze voordelen worden erkend, blijkt dat wanneer er gesproken wordt over de aanleg van warmtenetwerken als een vervangingsmogelijkheid voor aardgas, men meestal toch voor een traditionele oplossing met een hoog temperatuur (70 graden) netwerk kiest. Deze keuze wordt door de grotere warmtebedrijven als de eenvoudigste, maar ook de goedkoopste oplossing voor de eindgebruiker voorgesteld. Eenvoudiger omdat er geen noodzaak is tot het plaatsen van een warmtepomp, maar ook omdat er geen directe noodzaak is om eventuele isolatie werkzaamheden in oudere woningen door te voeren en daarmee een bijkomend organisatorisch probleem vermeden wordt. Goedkoper dus, omdat er geen investeringen door de eigenaren in isolatie en een warmtepomp nodig zijn.
Het aanbrengen van isolatie in oudere huizen om ze op het juiste energie label te krijgen brengt een zekere complexiteit met zich mee en kan daarmee natuurlijk het hele proces voor het aanleggen van een warmtenetwerk vertragen. Echter het vermijden van deze complexiteit is voor twee redenen geen goed argument om de gewenste isolatie niet door te voeren. Ten eerste, er is Europese regelgeving die een goede isolatie van woningen verplicht stelt als deze woningen verhuurd worden. En ten tweede, zelfs als het leveren van de juiste kamertemperatuur voor slecht geïsoleerde woningen aangesloten op een medium/hoge temperatuur warmtenet (MT/HT) geen probleem is, zullen de maandelijkse (hoge) energiekosten voor deze woningen leiden tot aanvullende isolatiemaatregelen met een korte terugverdientijd.
Met andere woorden, het kunnen vermijden van de isolatiewerkzaamheden in het geval van een MT/HT netwerk is in feite slechts een tijdelijke “oplossing” en deze investeringen zijn niet een “extra”, maar kunnen eventueel worden meegenomen als onderdeel van gemeenschappelijke aanpak voor de wijk. Verder moet hierbij worden opgemerkt dat niet alleen woningen met een A-label kunnen worden aangesloten op een 5GDHC netwerk, maar ook nog woningen met een C-label, zonder dat de elektriciteitskosten in verband met de benodigde warmtepomp voor veel gebruikers onevenredig hoog worden.
Behalve de (schijn-)zekerheid van een MT/HT netwerk dat slecht geïsoleerde woningen voldoende en snel genoeg opgewarmd kunnen worden, zijn er geen besparingen op het energiegebruik en de bijkomende CO2 uitstoot en ontbreekt bij deze systemen de mogelijkheid van koeling. Tenslotte, blijft de eindgebruiker in hoge mate afhankelijk van de warmte leverancier, die met het bezitten van centrale bronnen en opwekking een monopolypositie heeft en daarmee de kosten uiteindelijk toch bij de eindgebruiker zal neerleggen. Verder bieden in het bijzonder 5GDHC systemen een aantal bijkomende indirecte voordelen zoals hieronder uiteengezet, die hun attractiviteit ten opzichte van de klassieke warmtenetwerken nog verhoogd.
De investering in een (individuele) warmtepomp moet gezien worden als onderdeel van de totale investering in het warmtenetwerk en maakt dan dus deel uit van de energie en vastrecht betalingen aan het warmtebedrijf. Wanneer deze warmtepomp in eigendom is van de eindgebruiker moet die ook de elektriciteitskosten betalen om het lauwe water verder op te warmen naar de gewenste temperatuur. Wanneer er een collectieve warmtepomp is geïnstalleerd in een onderstation dat in eigendom van het warmtebedrijf blijft, biedt dat enkele financiële voordelen (zoals grootverbruikersaansluiting/-tarief, belastingvoordeel EIA, meer optimalisatiemogelijkheden, e.d.), maar dit is echter complexer om te organiseren voor het warmtebedrijf.
Een mogelijk pluspunt bij het installeren van individuele warmtepompen op een 5GDHC net is dat reeds geïnstalleerde luchtwarmtepompen kunnen worden omgekat tot waterwarmtepompen (hier zijn al voorbeelden van), waardoor woningen een eerste stap in de energietransitie kunnen maken voordat het 5GHDC netwerk compleet is. Deze strategie helpt natuurlijk ook in het verkleinen van het volloop risico. Deze aanpak heeft behalve vermindering van omgevingsgeluidsoverlast door de buitenunits ook het voordeel dat de kosten voor de eigenaar van de warmtepomp naar beneden gaan door de grotere efficiency van de op water gebaseerde warmtepomp (in vergelijking met een luchtwarmtepomp) in het bijzonder gedurende extra koude periodes. Waardoor daarmee ook piekbelastingen worden verkleind op het elektriciteitsnet.
Tegenover de extra investeringskosten die gemaakt worden in verband met de vele individuele warmtepompen, staat een besparing op kosten voor een warmtebron die het bronwater moet leveren en ook kleinere buisdiameters in het netwerk. Hierbij moet worden opgemerkt dat aardgas of biomassa centrales, ook als piekvoorziening, niet bijdragen aan de gewenste energie transitie. Voor de (grote) investering in een stads- of wijkcentrale is een ondergrens voor het aantal aansluitingen benodigd (gecontracteerd), dit vertraagt het proces en tegelijkertijd neemt ook het vollooprisico toe. Afgezien van hoge temperatuur restwarmte (die niet altijd voor de lange duur is gegarandeerd), leveren de meeste andere bronnen een lage temperatuur die dan met een centrale warmtepomp opgewaardeerd moet worden. Deze lage temperatuurbronnen zijn overal op grote schaal aanwezig en meestal ook in de nabijheid van die eindgebruiker. Het voordeel van een centrale oplossing is dat deze centrale warmtepomp kan rekenen met gelijktijdigheid, meestal rond de 60% van het vermogen. Deze kostenreductie moet in een 5GDHC oplossing worden terugverdiend, door een goedkoper netwerk, hogere energie efficiëntie en slimme regelingen.
Het nadeel van de centrale opwekking is dat de leidingen voor het hoge temperatuur water goed geïsoleerd moeten worden en daardoor ook een grotere omvang hebben, om de distributieverliezen zoveel mogelijk te vermijden. Bovendien moet al het water van de bron/opwekkingslocatie worden rondgepompt door de hele wijk met hoge stuwdruk in de leidingen, in plaats van buren die onderling op korte afstand warmte uitwisselen. In het 5GDHC concept staat de transportpomp ook bij de eindgebruiker, zodat er alleen water stroomt in het netwerk als er een vraag ontstaat (er is dus minder pompenergie nodig). Een drukbestedig, geïsoleerd netwerk (meestal in staal uitgevoerd) en in het bijzonder wat betreft de laatste meters voor de aansluiting is relatief duur in vergelijking met de aanleg van een laag temperatuur netwerk. Met andere woorden, alleen als er grote HT bronnen aanwezig zijn, die een hoge temperatuur water leveren (bv. restwarmte) is het zinvol om te investeren in een goed geïsoleerd netwerk.
Tenslotte een ander vaak vergeten element in het exploiteren van hoge temperatuur netwerken is de ontwikkeling in de tijd van het daadwerkelijke gebruik van warmte en de snelheid waarbij een centraal systeem zich kan aanpassen aan een snelle afname van de warmtebehoefte. Een onverwachte opwarming van huizen door een plotselinge invallende zon reduceert het gebruik van warmte snel en dwingt de het warmtebedrijf om het water met een veel hogere retourtemperatuur te moeten afkoelen alvorens die weer te moeten opwarmen tot de gewenste leveringstemperatuur. Deze voorziening om snel de noodzakelijke afkoeling te kunnen realiseren vraagt extra investeringen en brengt extra exploitatie kosten en energieverliezen met zich mee.
Samengevat, de 5GDHC netwerken zijn niet alleen toepasbaar op een kleine schaal in een groeimodel, en passen beter in het kader van een efficiënte aanpak om de gewenste energie transitie te realiseren, maar resulteren in vele gevallen ook in lagere totale kosten voor de gebruikers (gebruikersinvesteringen, vast recht en energiekosten voor warmte en elektriciteit). Veder staat er tegenover de het meer complexe proces (isolatie, warmtepompen), een grotere mogelijkheid om het vollooprisico te vermijden door het eenvoudiger opschalen van een klein naar groter netwerk en het kostengunstig inbrengen van woningen die al uitgerust zijn met een warmtepomp. Hierdoor kunnen de investeringen voor de bron beter aangepast worden op de eigenlijke en veranderende vraag naar warmte en koude en kan vanuit een bestaande bron (met beperkte capaciteit) een steeds groter gebied met afnemers worden aangesloten.
