Achtergrond

Eén van de afspraken in het Klimaatakkoord is dat in 2050 ruim 7,8 miljoen woningen en 1 miljoen gebouwen van het aardgas afgesloten zijn. Met het oog hierop is de Startanalyse gemaakt – onderdeel van de Leidraad Aardgasvrije wijken-, bedoeld om gemeenten inzicht te geven in de beschikbaarheid van 5 strategieën om zonder aardgas te verwarmen. Echter, deze strategieën zijn gebaseerd op een traditionele benadering van het verwarmen. Ontwerpers zijn gewend om een hoogwaardige voorradige energiedrager (aardgas) in te zetten voor een laagwaardige thermische vraag. De HR ketel is gedimensioneerd voor warm tapwater en is over gedimensioneerd voor ruimteverwarming. De pulserende HR ketel levert met gemak 70°C voor de hogetemperatuur radiatoren. Traditionele stadswarmtenetten streven het gemak van de HR ketel na. Deze netten waarderen water op een centraal punt tot 70° (middentemperatuur) en onder druk zelfs tot 130°C (hogetemperatuur) en pompen vervolgens één temperatuur in één richting 24/7 365 dagen rond. Dit gaat gepaard met veel transport verlies en daarnaast is de toekomst van hoge temperatuurnetten onzeker door het schaarser worden van de bronnen (afval, biomassa en gas). De lage ‘exergie’ visie is om hoogwaardige energie bronnen te benutten voor hoogwaardige toepassingen in bijvoorbeeld de (lichte) industrie en gebruik te maken van de vrijgekomen restwarmte en aanwezige lokale lage temperatuur bronnen voor laagwaardige toepassingen zoals het verwarmen èn koelen van gebouwen. Koeling maakt nog geen structureel onderdeel uit van de huidige ontwerpen. Echter, door de recente hitte golven en de toenemende vraag naar een gezond en comfortabel binnenklimaat is koeling een groeiende behoefte in gebouwen.

Een koel warmtenet (of 5de generatie warmte en koudenet) is vraag gestuurd en kan gelijktijdig zowel koude als warmte leveren aan de aangesloten gebouwen, waarin warmtepompen de gewenste aflevertemperatuur produceren. Het is in feite een thermisch energie-uitwisselnet met een temperatuur tussen 10° en 50°C. De warmtevragers leveren ‘koude’ terug aan het net dat weer door vragers van koude, zoals bijvoorbeeld een datacenter of supermarkt, ingezet wordt voor koeling. Zij leveren op hun beurt weer warmte terug. Deze gesloten thermische kringloop minimaliseert in combinatie met opslagtechnieken de behoefte aan externe benodigde energie, zowel warmte als elektriciteit. De vloeistof in de warmte- en in de koudeleiding kan twee kanten (bi-directioneel) op stromen en de temperatuur in de leidingen kan fluctueren. Er is geen klassieke toevoer en retourleiding. Een koel warmtenet kan worden (bij)gevoed met lagetemperatuurbronnen zoals bijvoorbeeld, aquathermie, riothermie, (fotovoltaïsche) thermische (PVT-) panelen (on)diepe geothermie (ondergelopen mijnen) en ondergrondse transportbuizen van metro’s.

Koele warmtenetten gaan uit van de volgende ontwerpprincipes

Koele warmtenetten verlagen de benodigde pompenergie in vergelijking met traditionele warmtenetten. Ander voordelen zijn dat deze uitwisselnetten: maximaal gebruik maken van lokale (rest) bronnen met een lage temperatuur, het hitte effect in steden verlaagt, het thermische verlies in het transport net verlaagt, de flexibiliteit en opschalingsmogelijkheden vergroot, kosten bespaart voor de lange termijn en de comfortbeleving in gebouwen ten goede komt. Helaas worden deze relatief onbekende energie uitwisselnetten nog niet erkend als gemeenschappelijke oplossing voor fossiel vrije wijken. Desalniettemin de bekendheid is aan het groeien binnen de Nederlandse gemeenschap.

Het TKI project KoWaNet heeft voor degene, die energie uitwisselnetten wil initiëren en uiteindelijk wil beheren, aanvullende technische, financiële en organisatorische informatie samengesteld.