Zijn we klaar voor de warmtetransitie?

Eind vorig jaar zijn alle warmtetransitie-visies van de Gelderse gemeenten door leden van het Gelders Energie Akkoord (GEA) geanalyseerd. Wat bleek: op basis van deze visies is niet de verwachting dat de CO2-uitstoot in de gebouwde omgeving in 2030 49% lager zal zijn. Laat staan dat de Gelderse doelstelling van 55%, of de streefwaarde van 60% van het Rijk, zal worden gehaald. Hoe komt het dat het zo lastig is om concreet te worden en te versnellen, terwijl dit wel hard nodig is? Uit de analyse blijkt dat sommige gemeenten concrete wijken aanwijzen die in 2030 aardgasvrij moeten zijn, terwijl andere eerst inzetten op meer onderzoek. Zij vinden het te vroeg om nu al keuzes te maken. Het ontbreken van een alternatieve warmtebron strategie speelt hierin een belangrijke rol. Waar kan bijvoorbeeld structureel duurzame warmte ontsloten worden voor een warmtenet?

Kortom, er lijkt voornamelijk ingezet te worden op intenties en plannen en minder op de realisatie van maatregelen. Hoe kunnen gemeenten een robuuste aanpak ontwikkelen om daadwerkelijk maatregelen te realiseren? Hieronder gaan we in op voorbeelden als oplossingsrichtingen, zowel voor de alternatieve warmtebron strategie als een robuuste aanpak voor de realisatie van maatregelen.

Concept energiewet en Peer-to-Peer samenwerkingen

De langverwachte (concept anno juli 2023) energiewet biedt verschillende mogelijkheden om in te zetten op lokale oplossingen voor alternatieven op aardgas. Peer-to-Peer netwerken is een van de richtingen waarin de rijksoverheid de deuren opent. Met Peer-to-Peer worden lokale samenwerkingen bedoeld, van bijvoorbeeld bewoners of bedrijven, die onderling energieopwekking, -distributie en/of -opslag kunnen uitwisselen. Om daarmee hun verbruik te harmoniseren en het elektriciteitsnet te ontlasten. Dat elektranet staat immers onder grote druk vanwege netcongestie. Het omarmen van Peer-to-Peer oplossingen opent deuren voor Smart Energy Hubs en bijvoorbeeld Virtuele Lokale Energie Systemen. Niet alleen op bedrijventerreinen, maar ook als bewoners initiatief en wijk oplossingen.

Lage Temperatuur Warmtenetten en hun koelfunctie

LBP I Sight en Deltares hebben in opdracht van TKI Urban Energy, het Expertise Centrum Warmte en de ministeries van Binnenlandse Zaken en Economische Zaken en Klimaat geanalyseerd, dat voor het grootschalig en robuust aardgasloos maken van met name bestaande woningen, een collectief warmtenet op basis van zeer lage temperatuur verwarming, de meest logische en betaalbare oplossing biedt. Dat wordt de standaard, tenzij… zou je kunnen zeggen. Dit is mede ingegeven door de mogelijkheid die dergelijke ZLT warmtenetten bieden om ook woningen te koelen. En dit is van groot belang volgens TKI, dat in samenwerking met het KNMI scenario’s aan het blootleggen is. Daaruit blijkt dat richting 2050 de koelvraag een grotere stempel zal drukken op wooncomfort dan de warmtevoorziening. Met afgelopen juni 2023 maand vers in ons geheugen, is dat voor menigeen goed voorstelbaar. Volgens het KNMI was die maand een vriendelijk voorproefje van “wat de toekomst brengen moge”.

Alternatieve warmtebronnen

Maar waar haalt een LT warmtenet haar warmte vandaan? Een logische variant in dergelijke voorzieningen is het vanuit een warmte koude opslag (WKO) omhoog halen van warmte uit grondwaterbassins. Via een warmtewisselaar vanuit dat grondwater komt, in een gesloten distributiesysteem aan buizen, water omhoog van gemiddeld 12 graden. En 12 graden is in een water-warmtepomp doeltreffend en energie-efficiënt om te zetten naar verwarmingswater van rond de 35 graden. Een dergelijke water-warmtepomp kan centraal in een wijk staan of uit separate units bestaan bij mensen thuis. Anders dan de lucht-warmtepompen die nu rond individuele woningen vaak worden toegepast, zijn water–warmtepompen stil en bevriezen niet wanneer ze hard moeten werken tijdens koude winterdagen. Zij zijn daarom veel energie-efficiënter dan lucht-warmtepompen en gaan aanzienlijk langer mee.

Maar de mijnbouwwet vereist (terecht) dat wat uit de bodem wordt gehaald (warmte = energie in dit geval) binnen vijf jaar wordt geharmoniseerd. Dus over een looptijd van vijf jaar moet wat er aan Kilojoule in en uit gaat, met elkaar in evenwicht zijn.

Dan is de vraag, waarmee compenseer je op een duurzame wijze de warmte die je in de winter gebruikt? Dat kan bijvoorbeeld met rio-thermie (via warmtewisselaars vanuit riool of rioolwaterzuivering installaties), aqua-thermie (warmtewisselaars in oppervlaktewater) of restwarmte uit de industrie, om maar een aantal opties te noemen. Die industrie warmte gaat dus niet rechtstreeks naar een woning, maar vormt een buffer in de bodem via die WKO. Daarmee zijn de woningen niet meer rechtstreek afhankelijk van de betreffende fabriek. Wat erg prettig is wanneer zo’n fabriek rond de Kerstdagen haar grootschalig onderhoud heeft gepland en er dus tijdelijk géén restwarmte vrijkomt.

Ook wanneer zo’n fabriek zelf haar productieprocessen wil moderniseren, bijvoorbeeld om kosten te reduceren en/of haar uitstoot wil terugdringen door minder warmte te verliezen, is het prettig dat een warmtenet niet volledig afhankelijk is van één fabriek. Dat geldt ook voor fabrieken waarvan geen 30 jaar garantie wordt gegeven of die fabriek operationeel blijft. En welke directie kan zo’n garantie wel bieden? Het “stapelen” van warmtebronnen richting het bufferen in een WKO is vanuit dat perspectief een verstandige keuze. ‘Niet álle eieren in één mandje” om zo maar te zeggen.

Verderop in dit artikel staan we stil bij de uitdaging dat bestaande woningen vooralsnog niet geschikt zijn voor die lage temperatuur verwarmingen en hoe dit om te buigen. Maar eerst focussen we op een nog wat minder bekende warmtecollector.

Asfalt-thermie als warmtecollector

We hebben allemaal wel eens ervaren dat op warme zomerdagen asfaltwegen nog tot diep in de nacht warmte blijven uitstralen. In dorpen en steden dragen dergelijke donkere oppervlakken bij aan de hittestress in de leefomgeving. Die door de zon opgewekte hitte weten zij bij Aendless in Den Ham via een soort omgekeerd werkende vloerverwarming aan de asfaltweg te onttrekken en op te slaan in de bodem.

Jaarlijks komt er op die manier, vanuit een kilometer rijbaan, voor ongeveer 400 woningen aan warmte beschikbaar. Vanuit een tweebaansweg, denk aan een rondweg rondom een woonwijk, is dat warmte voor 800 woningen. En bij gestapelde bebouwing verdubbelt dat naar 1600 wooneenheden. Warmte die in de zomer uit de middenlaag van een asfaltweg wordt gewonnen en op koude dagen via het WKO warmtenet richting de woningen gaat.

Zolang er binnen 5 jaar maar een evenwicht blijft, is de woning dus in een winter niet direct afhankelijk van het weer in de voorafgaande zomer. Het afvangen van warmte gebeurt overigens niet alleen als de zon schijnt. Zodra de asfaltweg, vanwege de omgevingstemperatuur op dat moment, warmer is dan 12 graden, heeft het zin om de warmtewisselaar aan te zetten en de energie van die 12 graden plus, uit te wisselen met het bodemwater. Dit gaat in grote delen van het voorjaar, de zomer en de herfst, dus vrijwel dag nacht door. Vandaar de opmerkelijk hoge opbrengst aan warmte per m2 wegdek, of parkeerplaats. Daarnaast heeft Aendless in Zwolle het eerste prototype warmtecollectoren gerealiseerd op basis van kunstgrasvelden, waaraan per voetbalveldformaat, voor zo’n 200 woningen aan warmte kan worden onttrokken.

De oudste asfalt-thermie collectoren zijn al ruim 20 jaar operationeel. Zij functioneren nog altijd optimaal en kunnen dit nog decennia volhouden. Zolang de middenlaag van de weg maar op haar plek blijft. Dat deze low-tech warmtetechniek destijds niet op grote schaal is doorgebroken, heeft dan ook niets te maken met de kwaliteit of effectiviteit van deze toepassing. Ook niet met de kostprijs, maar met de tijdgeest. Twintig jaar geleden was er vrijwel geen bewoner of bedrijfsgebouwbeheerder geïnteresseerd in warmtenetten of aardgasloos verwarmen. Voor wegenbouwers die toen al de techniek beheersten, was de inspanning te groot om telkens honderden bewoners te mobiliseren.

Inmiddels is die tijdgeest radicaal omgeslagen. We moeten naar aardgasvrij, we willen af van de instabiele en vooral hoge stookkosten en steeds meer mensen en bedrijven zien de meerwaarde van de energietransitie. Deze asfalt-thermie is daarom bewust “afgestoft’ en de handeling richting de afnemers van warmte, in een actueel nieuw en collectief organisatiemodel ondergebracht.

De wijk wordt eigenaar van het warmtenet

Voor een wijk wordt een specifieke wijk-warmtenet-organisatie opgericht, die de opdracht verstrekt tot de aanleg en het beheer van de asfalt collector en een WKO warmtenet. Aendless verzorgt het arrangeren van de financiering voor de aanleg van de installaties. De aangesloten bewoners betalen vervolgens jaarlijks voor afgenomen warmte. Dat is een periodiek bedrag dat niet meer dan anders is t.o.v. wat zij anders zouden betalen aan aardgas. Gerekend naar de prijs van voor de Oekraïne crisis. Bewoners merken hier dus per saldo niet veel van in hun portemonnee. Zodra het warmtenet operationeel is komt het in handen van, en wordt ook bestuurd door, de lokale bewoners. Daarmee is het eigenlijk een lokale energie coöperatie geworden. Oftewel een Peer-to-Peer netwerk, in lijn met hoe de nieuwe warmtewet dit promoot.

De bewoners zitten er daarmee ruim 30 jaar “warmpjes bij”, als eigenaar van hun eigen warmtenet. En dus ook koel in de zomer. Terwijl de aflossing van de investering in 12 tot 15 jaar zal zijn afgerond. De resterende 15 jaar of langer zijn de energielasten, voornamelijk gebaseerd op wat er nodig is om in onderhoud van de installatie te kunnen voorzien. Die maandlasten kunnen dan dus nog verder omlaag.

Daar waar de bewoners in de winter de lust ervaren van hun eigen warmteoplossing, koelt de asfaltcollector in de zomer de leefomgeving op en om de weg. Dit koelen van het wegdek betekent bovendien dat de slijtage aan de weg wordt verminderd, zodat overlast rondom vervanging van de toplaag van het asfalt met jaren wordt uitgesteld. Wat ook circulair gezien een groot voordeel biedt. En interessant is voor de investeringskalender van de wegbeheerder.

Collectieve wijk verduurzaming

Dit soort WKO warmtenetten, die voorzien in aanvoerwarmte van een graad of 12, welke eenvoudig kan worden opgewerkt naar 35 graden, zijn ideaal voor woningen met een goede isolatie en vloerverwarming of convector units. Voor nieuwbouwwoningen is dit dus uitstekend toepasbaar als alternatief voor een CV installatie of hybride systeem. Maar de grote opgave in de warmtetransitie is gelegen in het verlagen van de CO2 uitstoot en aardgas afkoppeling van bestaande woningen in bestaande wijken. En dus zullen die bestaande woningen en andere panden geschikt moeten worden gemaakt voor lage temperatuur verwarming, zoals het wooncorporatie bezit en de VVE woningen. Maar ook het gespikkelde bezit van mensen die een corporatie woning hebben overgenomen. En alle particuliere en vastgoedexploitatie eigenaren. Alsmede het maatschappelijk vastgoed in een wijk.

In het huidige tempo, waarbij energiecoaches en energie diensten bedrijven echt hun uiterste best doen, gaat het desondanks niet lukken al die miljoenen woningen en bedrijfspanden voor 2050 om te vormen. Dit vraagt om een nieuw perspectief in wijkgerichte aanpak.

Stromen organiseren

Waar er voorheen projectmatig werd gekeken naar de warmtetransitie, is dat de laatste jaren omgeslagen naar een programmatische aanpak. Maar de volgende fase dient zich aan: het organiseren van stromen.

Solitaire bewoners, die elke een serie offertes gaan opvragen aan verschillende aannemers en installateurs, gaan die stromen niet mobiliseren. Nog los van dat de gemiddelde bewoner hier geen begin aan krijgt en niet bij de financieringsvoorzieningen weet aan te sluiten. Zeker mensen die in de sfeer van energiearmoede proberen te “overleven”, hebben niet de middelen, nog de motivatie om een prioriteit te maken van hun dakisolatie of radiatorvervanging.

Dit is waar TransitieSpijkers (impact gericht inkopen en wijk verduurzaming) Plan Arthur voor in het leven heeft geroepen. Een collectieve wijk verduurzaming, vanuit een Peer-to-Peer benadering. In één brede opdracht, de isolatie en aanpassingen van werkelijk alle bestaande woningen in een wijk, onderbrengen bij één aannemerscollectief. En zo bouwstromen laten ontstaan, waarin industriële productieprocessen voor een versnelling van de transitie zorgen. In plaats van solistische vakmensen die telkens opnieuw voor iedere woning het wiel opnieuw moeten uitvinden, ontstaan seriematige processen, waarbij minder vakmensen en meer montageteams nodig zijn. Dat biedt werk voor andersoortige handen. Dat levert kostenreducties op in de productie. Bovendien biedt het innovatiemogelijkheden om nieuwe, duurzame en verantwoorde producttoepassingen te ontwikkelen.

Plan Arthur orkestreert de technische en administratieve handelingen. Zorgt voor een objectieve selectie van de best passende aannemers en installateurs. Regelt de externe financiering. En ont-zorgt alle stakeholders in het proces. Tot op het moment dat de woningaanpassingen zijn gerealiseerd is de projectleiding in professionele handen. Daarna wordt het bestuur en het eigendom van de Peer-to-Peer organisatie overgenomen door (een afvaardiging van) de bewoners.

Bouwkosten extern gefinancierd

De eigenaren van de gebouwen bekostigen dus niet de investeringen die nodig zijn om al die woningen in een wijk te verduurzamen. De verbouwkosten worden uit externe leningen en subsidies voldaan. Wat er vervolgens aan leningen terug wordt betaald kan vanuit verschillende scenario’s plaatsvinden. Een wooncorporatie kan besluiten direct na oplevering van hun deel van de woningen het betreffende investeringsbedrag over te maken. Terwijl een particuliere eigenaar wellicht besluit om in maandelijkse termijnen het geheel in 15 jaar af te lossen. Of het resterende deel te voldoen bij een eventuele verkoop van de woning. De financiering wordt derhalve geconstrueerd rondom delen die kortlopend zijn en delen die als “geduldig geld” kunnen worden betiteld en met een looptijd van 15 jaar rekening houden. Naast dat een deel zal worden bekostigd uit subsidies en andere voorzieningen die het Rijk en regionale partijen hebben getroffen, of dat nog zullen doen.

De exacte uitwerking van een dergelijke Plan Arthur financiering zal per situatie een eigen karakter kennen. Afhankelijk van de schaal van een wijk, het type woningen en bijbehorende staat van isolatie en de mate waarin er bijvoorbeeld vanuit energiearmoedebeleid aanvullende fondsen beschikbaar worden gesteld.

Resultaat van een Plan Arthur

Wat het oplevert is dat een complete wijk versneld geschikt wordt gemaakt voor een lage temperatuur warmtenet. Voor financiers van zowel de warmtenetten als de woning aanpassingen is Plan Arthur een vorm van risicoafdekking. Zeker wanneer beide trajecten collectief, min of meer parallel aan elkaar worden gearrangeerd en gerealiseerd. Als warmtenetbeheerder heb je geen vollooprisico meer. Alle woningen zijn immers voorbereid op het aanhaken op het warmtenet. En als bewoner weet je zeker dat er een bij jouw woning passende bronvoorziening komt, waarmee je zowel warmte, als koeling en tapwater regelt. Daarmee is een wijk relatief snel van het aardgas af en is de gemeente ondersteund in haar taak voor elke bewoner een duurzaam aardgas alternatief te bieden. 

Voor de bewoners en gebouweigenaren betekent een Plan Arthur benadering dat zij maximaal ont-zorgt worden. Geen eigen maatregelen hoeven te treffen of hun hypotheekverstrekker hoeven aan te spreken. En wel de zekerheid krijgen van een betaalbare, stabiele en robuuste warmte en koude voorziening.

Waarbij zij zelf hun eigen bestuur formeren, dat toeziet op dat de periodieke lasten voor warmte, koude en isolatie voorzieningen, beperkt blijven tot een kostprijs-plus niveau.

En dat de eventuele meeropbrengsten niet wegvloeien, maar geherinvesteerd kunnen worden in de wijk. Of dat de tarieven naar beneden bijgesteld kunnen worden.

Rol van Kiemt

Als Kiemt volgen we dit soort ontwikkelingen op de voet. Met onze vier V’s op het vizier, richten we ons ook rondom de warmtetransitie in de gebouwde omgeving, op het Vinden, Verbinden, Versnellen en Vertellen. De denk- en ontwikkellijnen zoals hierboven beschreven zijn “heet van de naald”. De eerste prototype projecten staan in de steigers. Alles is conceptueel goed voorbereid. Maar nu moet het in de praktijk vorm krijgen.

Kiemt ziet zichzelf in dit soort processen als die verbinder en draagt graag bij aan het helpen arrangeren van mogelijkheden om als geïnteresseerden ervaring op te doen, mee te kunnen kijken, kennis(sen) te delen en te zorgen dat de successen en uitdagingen goed over de bühne komen. Hierdoor kan iedereen ervan leren en bij vervolgstappen ook de wind in de rug ervaren.

Bovendien bieden dit soort opschalingsprocessen ook een voedingsbodem voor verschillende bedrijven, kennisinstellingen en bijvoorbeeld overheden, om hun eigen ideeën en innovaties in te brengen. Zo versterkt het ene proces het andere. Ecosysteem dynamiek zoals we dat graag zien, zodat we tevens  versnelling faciliteren.

Oproep

Zie jij ook kans om met dit soort warmtetransitie processen aan de slag te gaan? Wil je hier meer over weten en wat dit voor jouw gemeente, wijk of bedrijf kan betekenen? Neem dan contact op met programmamanager Energietransitie: Jochem Garthoff.