Warmtenetten: hoe ze werken, waarom ze nodig zijn en hoe ze worden gerealiseerd

Bron: DWA

Een warmtenet is in de basis een buizenstelsel waar water doorheen stroomt, vanaf een warmtebron naar woningen en andere panden en weer terug. Het aantal duurzame warmtenetten moet in Nederland fors omhoog om de afhankelijkheid van aardgas te verkleinen en de CO₂-uitstoot te verminderen. De regie voor aardgasvrije wijken ligt bij gemeenten. Zij kunnen gebruikmaken van verschillende hulpmiddelen bij de ontwikkeling van warmtenetten.

Warmtenetten in het kort:

• Warmtenetten zijn nodig als onderdeel van de warmtetransitie
• De geschiktheid van een warmtenet voor een wijk hangt af van een lokale mix van factoren
• Warmtebronnen zijn bepalend voor de duurzaamheid van warmtenetten
• De gemeente werkt via wijkgerichte aanpak aan de realisatie van warmtenetten
• Voor kostenbeheersing zijn participatie van bewoners en oplossen van andere knelpunten noodzakelijk

In dit blog lees je meer over de basis van een warmtenet, de noodzaak van warmtenetten binnen de warmtetransitie, hoe de aard van de warmtebron bepalend is voor de duurzaamheid van warmtenetten en de knelpunten en oplossingen bij de realisatie van een warmtenet.

1. De basis van een warmtenet uitgelegd

Een warmtenet is in de basis een buizenstelsel waar warm en weer afgekoeld water doorheen stroomt, vanaf een warmtebron naar woningen en andere panden en weer terug. Een warmtenet kan een hele wijk of een kleiner gebied daarbinnen voorzien van warmte. Het totale systeem functioneert op basis van vier onderdelen:

• Een (duurzame) warmtebron
• Opslag van warmte
• Infrastructuur
• Aansluitingen in woningen

Bronnen voor warmtenetten
De warmte kan uit verschillende bronnen worden gehaald. De meest gebruikte duurzame bronnen zijn:

• Geothermie (aardwarmte)
• Restwarmte (bijvoorbeeld uit industriële processen)
• Zonne-energie
• Aquathermie (warmte uit oppervlakte-, afval- of drinkwater)

Opslag van warmte voor warmtenetten
Het aanbod van een duurzame warmtebron is niet altijd gelijk aan de vraag naar warmte. De zon schijnt immers niet constant en ook restwarmte uit industriële processen komt niet voortdurend in dezelfde mate vrij. Opslag van warmte is daarom een belangrijke schakel in het duurzaam functioneren van warmtenetten. Die opslag kan plaatsvinden in verschillende vormen, boven- en ondergronds. Bijvoorbeeld in een boiler of opslagvaten of in de bodem. Zo kunnen bijvoorbeeld ondergrondse zandlagen geschikt zijn voor de opslag van warmte.

Infrastructuur en aansluitingen
Een warmtenet transporteert warm water vanaf de bron naar gebruikers. Daarvoor is infrastructuur nodig, bestaande uit:

• Aanvoerleidingen voor warm water
• Aansluitingen in woningen
• Retourleidingen die het water terugvoeren naar de warmtebron

Watertemperatuur en aansluiting in woningen
Het soort aansluiting en eventuele aanvullende voorzieningen in woningen zijn afhankelijk van de watertemperatuur van de warmtebron. De temperatuur van warmtebronnen wordt vaak ingedeeld in categorieën:

• Zeer laag (10-30 °C)
• Laag (30-55°C)
• Midden (55-75 °C)
• Hoog (hoger dan 75°C)

Bij warmtenetten die warmte van lagere temperaturen leveren, kunnen ter plaatse een elektrische warmtepomp en boiler vereist zijn voor verdere verwarming van het water. Er is tenslotte een minimale temperatuur nodig om een woning comfortabel te kunnen verwarmen.

2. Warmtenetten zijn nodig als onderdeel van de warmtetransitie

Warmtenetten met een duurzame warmtebron vormen een belangrijk thema binnen de energietransitie en in het bijzonder binnen de warmtetransitie. Ze dragen bij aan aardgasvrije wijken en kunnen er volgens het Klimaatakkoord samen met andere maatregelen voor zorgen dat de Nederlandse uitstoot van broeikasgassen fors omlaag gaat. De afspraak is 55% reductie in 2030 ten opzichte van 1990 (het streven is zelfs 60%), 95% in 2050.

Uitbreiding van warmtenetten levert verduurzaming op
De CO₂-uitstoot van grote warmtenetten lag in 2021 al 63 procent lager dan bij gebruik van cv-ketels. De concept-Wet collectieve warmtevoorziening (Wcw) gaat daarom uit van een flinke groei van warmtenetten. Deze zogenoemde ‘Warmtewet 2.0’ of ‘Wcw warmte’ treedt naar verwachting medio 2024 in werking en schrijft voor dat overheden eigenaar worden van (de infrastructuur van) nieuwe warmtenetten. Het landelijke streven is om in 2030 een miljoen huizen duurzaam te verwarmen via warmtenetten. Voor 2050 is het doel om ruim 2,5 miljoen aansluitingen gerealiseerd te hebben.

De geschiktheid van een warmtenet hangt af van een lokale mix van factoren

De mogelijkheden om een warmtenet succesvol te realiseren en exploiteren verschillen per wijk. Meerdere factoren spelen een rol bij de keuze voor de aanleg of uitbreiding ervan, waaronder:

• De aanwezigheid van een warmtebron in of in de buurt van een wijk
• De aanwezigheid of nabijheid van een bestaand warmtenetwerk
• De woningdichtheid: voor flats is een netwerk eenvoudiger rendabel aan te leggen dan voor villa’s
• De mate van isolatie in huizen: hoe beter, hoe minder warmteverlies
• Collectieve kansen voor samenwerking, bijvoorbeeld met woningcorporaties
• Draagvlak onder huiseigenaren: hoe meer aansluitingen, hoe rendabeler een warmtenet
• Kosten voor de aanleg van een warmtenet, door bijvoorbeeld afstand tussen gebouwen of obstakels op het tracé.

Handleidingen voor de organisatie van warmtenetten
Een gedegen overzicht van alle factoren die een rol spelen is bij de keuze voor een warmtenet noodzakelijk. Daarvoor zijn, naast advies van experts, enkele praktische hulpmiddelen beschikbaar. DWA biedt onder andere de handleiding Warmtenetten ontrafeld en het daarop aansluitende Warmtenetten georganiseerd.

3. De aard van de warmtebron is bepalend voor de duurzaamheid van warmtenetten

Tot op heden wordt vaak aardgas gebruikt als energiebron voor warmtenetten. Voor die installaties kan worden bekeken of een omschakeling naar duurzame energiebronnen technisch en financieel haalbaar is. De meest voorkomende duurzame energiebronnen die geschikt zijn voor bestaande en/of nieuwe warmtenetten zijn restwarmte, zonne-energie, geothermie en aquathermie. Ook de volgende energiebronnen zijn bruikbaar voor duurzame warmtenetten:

• Biomassa (bijvoorbeeld snoeiafval, maar ook biogas)
• Waterstof
• E-boilers en warmtepompen op groene stroom

De duurzaamste oplossing voor warmtenetten is restwarmte uit bijvoorbeeld industriële processen. Daarvoor hoeft immers geen extra energie te worden opgewekt. Een nadeel is dat restwarmte niet altijd een gewenst restproduct is, en soms vermeden of anders aangewend kan worden. Voor het geschikt maken van andere warmtebronnen kan in principe groene energie worden aangewend. Voor de productie van het – op zichzelf duurzame – waterstof ligt dat de komende jaren genuanceerder. Lees meer over de rol die waterstof kan spelen in de energietransitie.

Hoe lager de temperatuur, hoe duurzamer het warmtenet
Bij het overbrengen van warmte via een warmtenet treedt warmteverlies op. Door leidingen te isoleren kan dit worden beperkt, maar niet geheel voorkomen. Het warmteverlies is groter naarmate de temperatuur van het warmtenet hoger is. Warmtenetten waarbij de aanvoertemperatuur van warmte laag is, zijn zodoende het duurzaamst doordat er minder energie verloren gaat.

4. De gemeente werkt via wijkgerichte aanpak aan de realisatie van warmtenetten

In de Transitievisie Warmte (TVW) hebben gemeenten de basis gelegd voor een overgang naar aardgasvrije energievoorziening. Per gemeente wordt gekozen voor een wijkgerichte aanpak die vorm krijgt in een wijkuitvoeringsplan (WUP). In dit plan wordt onder meer de keuze voor een nieuwe energie-infrastructuur uitgewerkt als alternatief voor aardgas, zoals een warmtenet met duurzame energiebron.

Gemeenten hebben een actieve rol bij totstandkoming warmtenetten
De gemeenten worden eigenaar van de nieuwe warmte-infrastructuur, als het wetsvoorstel wordt doorgevoerd. Dat betekent dat zij een organisatorische rol innemen bij de totstandkoming ervan.

In grote lijnen kent het realisatieproces voor een warmtenet in ieder geval de volgende stappen:

• Technische verkenning: leent de wijk zich voor een warmtenet en is er een geschikte warmtebron die voldoende energie levert?
• Haalbaarheidsonderzoek: wat is er precies nodig voor de realisatie van het warmtenet en welke kosten zijn ermee gemoeid? Wat vraagt dat van woningen en gebouwen?
• Opzet businesscase: hoe worden de kosten gedekt, wat is het rendement, wat worden de energietarieven en wie wordt financieel verantwoordelijk?
• Projectorganisatie: welke partijen nemen welke rol in, waar komt de warmtecentrale, hoe ziet de uitvoering er uit?
• Participatie: wat zijn de belangen van stakeholders bij de totstandkoming van het traject? Kunnen en willen vastgoedeigenaren en bewoners erin meegaan?

Ondertussen hebben we aandacht voor het bijbehorende bestuurlijke besluitvormingstraject, maar ook de fysieke leefomgeving.