Thermische energie uit oppervlaktewater zou volgens onderzoek kunnen voorzien in 40 procent van de Nederlandse warmtevraag. Deze vorm van aquathermie zou de gebouwde omgeving ook nog eens van duurzame koeling kunnen voorzien. Welke (on)mogelijkheden zijn er nu precies voor de praktijk?
Onder de noemer aquathermie duiken technieken om warmte te halen uit oppervlakte-, afval- en drinkwater steeds vaker op in gemeentelijke plannen voor een aardgasvrije gebouwde omgeving. Volgens het onderzoek ‘Nationaal potentieel van aquathermie’, dat CE Delft en Deltares publiceerden in 2018, biedt oppervlaktewater veruit de meeste kansen. Hiervan is in de Nederlandse delta namelijk veel beschikbaar.
Aquathermie voor warmte en koude
Aquathermie komt erop neer dat tijdens de zomermaanden een pompinstallatie warm oppervlaktewater (dat een temperatuur van 25 graden kan bereiken) via een warmtewisselaar in contact brengt met kouder grondwater. Dat grondwater warmt op, waarna het onder de grond wordt opgeslagen totdat de warmtevraag vanaf het najaar toeneemt. Het opgewarmde grondwater wordt dan opgepompt en geeft via een warmtewisselaar de warmte af aan een andere waterstroom in de centrale. Warmtepompen waarderen het opgewarmde water vervolgens op naar 65 graden, wat nodig is om veilig warm tapwater te leveren.
Andersom werkt het systeem ook: in de winter wordt dan koude aan het oppervlaktewater onttrokken en in de bodem opgeslagen. In de zomermaanden wordt dit water gebruikt om kantoren en woningen te koelen. Hele diepe plassen, zoals afgravingen, bieden zelfs in de zomermaanden genoeg koude om gebouwen mee te koelen, waardoor ondergrondse opslag niet nodig is.
De ervaringen in Houthavens
‘In nieuwbouwwijk Houthavens in Amsterdam gebruiken we koude uit het nabijgelegen IJ om de woningen en kantoren in de zomer te koelen’, vertelt Raymond van Bulderen, vanuit Vattenfall business manager warmte en koude in Amsterdam. ‘In de winter wordt grondwater opgepompt, door het oppervlaktewater gekoeld en opgeslagen voor later gebruik.’
De combinatie van stadsverwarming en comfortkoeling in Houthavens vermindert de CO2-uitstoot met zo‘n 60 tot 80 procent ten opzichte van aardgasgestookte cv-ketels en traditionele koelinstallaties.
Projecten in nieuwbouw
Verderop langs het IJ maken de inwoners en andere gebruikers van de Oostelijke Handelskade gebruik van warmte uit het naastgelegen water. Dit systeem heeft adviesbureau DWA enkele jaren geleden samen met Vattenfall gerealiseerd, vertelt Lambert den Dekker, senior adviseur energietransitie bij DWA. ‘Ook in een kantorengebied langs de Maas in Rotterdam, en in het Paleiskwartier in Den Bosch, wordt al geruime tijd gebruikgemaakt van warmte uit oppervlaktewater.’
In al deze projecten is sprake van nieuwbouw, omdat de technologie daar makkelijker is toe te passen dan in bestaande bouw. Dit heeft te maken met de lagetemperatuurwarmte die oppervlaktewater kan leveren. Deze warmte wordt opgewaardeerd tot 40 graden voor kantoren en een middentemperatuur van 65 graden voor woningen, wat doorgaans onvoldoende is om oudere woningen mee te verwarmen. In bestaande bouw ontbreekt namelijk de noodzakelijke isolatie en verwarmingssystemen, die in nieuwbouw wel aanwezig zijn.
Van het gas af met aquathermie
Op dit moment maken naar schatting zo‘n 10.000 huizen in Nederland gebruik van aquathermie. In het licht van de transitie naar een aardgasvrije gebouwde omgeving neemt de belangstelling voor de techniek flink toe.
Volgens Den Dekker en Van Bulderen zijn er op dit moment nog belangrijke kanttekeningen te plaatsen bij de winning van warmte uit oppervlaktewater. ‘Het is een mooi systeem, maar er komt veel bij kijken, in eerste instantie op technisch vlak’, aldus Den Dekker. ‘Het goed afstemmen en inregelen van alle onderdelen – van pompen en filters tot warmtewisselaars – is heel belangrijk om het systeem efficiënt te laten werken.’
Zelfs als aan alle technische randvoorwaarden is voldaan, blijft het systeem op dit moment nog erg kostbaar. ‘Oppervlaktewater levert een temperatuur die nog lager ligt dan restwarmte uit datacenters’, legt Van Bulderen uit. ‘Dit betekent dat de warmtepompen veel elektriciteit verbruiken om de temperatuur op te waarderen tot de benodigde temperatuur. Op dit moment is dat nog niet kostenefficiënt.’
De warmtepomptechnologie zal de komende jaren sterk verbeteren, is de overtuiging van Van Bulderen. ‘Maar hoe lang dat precies gaat duren, is moeilijk te zeggen. Daarom concentreren we ons bij bestaande warmtenetten nu vooral op restwarmte uit datacenters.’
Van onze partner, Stadswerk Magazine (nummer 10, 2019). TEKST: Nadine Huiskes, Leene Communicatie
