Aquathermie, logisch en haalbaar, toch?

Aquathermie, het gebruiken van warmte/koude in water is een grote potentiële energiebron. Water Natuurlijk wil dat HDSR de ontwikkeling van aquathermie in ons gebied actief steunt: aanjager+ zijn. Concrete voorbeelden zijn inmiddels in gebruik of uitvoering: 

• Woningen in de nieuw te bouwen wijk Merwede worden binnenkort met aquathermie verwarmd en gekoeld.
• Eneco/HDSR leveren warmte uit de rioolwaterzuivering Utrecht aan woningen in Utrecht
• De gebouwen van Fort Honswijk worden via aquathermie verwarmd met warmte uit de fortgracht
• Steeds meer gemeenten nemen aquathermie op in hun warmteprogramma’s.

Samenwerken aan brede maatschappelijke opgaven.

Water Natuurlijk steunt projecten van het waterschap die bijdragen aan klimaatadaptatie en -mitigatie, verhoging van de biodiversiteit en vergroting van de beleving. Daarnaast kijken we hoe win-win situaties kunnen ontstaan bij energie- en landbouwtransitie, wonen en werken. In ons redeneren en handelen staan de duurzame ontwikkelingsdoelen voor de toekomst, de Sustainable Development Goals (SDG’s) centraal. Water Natuurlijk wil dat HDSR werkend aan de wateropgaven bijdraagt aan andere maatschappelijke opgaven.

Nederland wil in 2050 van het aardgas af zijn. Dit betekent dat voor alles wat we nu op gas doen een alternatief moet komen, zoals elektrisch koken of anders verwarmen. In Regionale Energiestrategieën (RES) zoeken gemeenten en energiecoöperaties samen met waterbeheerders naar duurzame alternatieven voor aardgas. Aquathermie is hierbij een kansrijke kandidaat: het voorziet in de toekomst mogelijk in de helft van de totale warmtebehoefte in ons land. 

Wat is aquathermie?

Aquathermie is het verwarmen en koelen van gebouwen door het gebruik van thermische energie (warmte en kou) uit oppervlaktewater (TEO), afvalwater (TEA) of drinkwater (TED). Kijk hier een webinar terug van het Nationaal Programma Landelijke Warmtetransitie.

De warmte uit het water wordt, als dat nodig is, opgeslagen in de bodem en daarna opgewaardeerd met een warmtepomp. Dat kan centraal met een collectieve warmtepomp of met een warmtepomp per gebouw. Daarnaast is er een warmtenet nodig dat koud, lauw of warm water naar de gebouwen transporteert. Dit is in een nieuwbouwproject eerder te realiseren dan in de bestaande bebouwde omgeving. De totale configuratie van het aquathermie systeem is sterk afhankelijk van de lokale situatie.

Enorme potentie

Uit onderzoek blijkt dat aquathermie in Nederland ongeveer 50% van alle gebouwen zou kunnen verwarmen. Ons gebied is rijk aan oppervlaktewater en er zijn rioolwaterzuiveringen die duurzame warmte kunnen leveren. Aquathermie is het meest geschikt voor woningen en gebouwen waar de warmte of kou door goede isolatie niet makkelijk naar buiten kan. En die met redelijk lage temperaturen verwarmd kunnen worden. Bijvoorbeeld via vloerverwarming.

Ons waterschap beheert het oppervlaktewater en verwerkt het afvalwater in het gebied. Daarom kan HDSR een belangrijke rol spelen in de ontwikkeling van aquathermie.

Sinds 2016 werken Unie van Waterschappen en Rijkswaterstaat gezamenlijk aan het aanjagen van aquathermie als potentiële duurzame bron om woningen van het aardgas af te krijgen. Het Rijk zet diverse instrumenten in om de energietransitie naar duurzame warmtebronnen te stimuleren, zoals subsidies, concrete tools als handreikingen en leidraden, netwerken, helpdesks en leer- en onderzoeksprogramma’s.

Tegelijkertijd zijn zij nog zoekende naar de governance van aquathermie: wie heeft welke rol, wie heeft welke bevoegdheden en taken, hoe werken we samen, hoe mobiliseren we middelen (financieel, organisatorisch, personeel en kennis), hoe komen we tot besluitvorming.

De projecten voor aquathermie zijn complex, wat met meerdere zaken te maken heeft o.a.: het technisch ontwerp, de financiering, de diverse eigendomssituaties, de gevraagde rolinvulling door betrokken partijen, de benodigde juridische kennis (om van alle onderdelen één werkend systeem te maken), de aandacht voor de afzet en (het creëren van) voldoende draagvlak en vertrouwen bij de afnemers.

De techniek roept positieve connotaties op bij veel mensen (zowel bij politiek als inwoners): in Nederland is veel water eenvoudig beschikbaar en een warmtepomp is bovendien een bewezen techniek. Echter, in tweede instantie is het een ander verhaal. Het daadwerkelijk realiseren van een project (vooral in de bestaande bebouwde omgeving) is complex, niet kostendekkend en risicovol (financieel gezien en zodoende ook voor de politiek minder aantrekkelijk).

Dit vraagt van initiatiefnemers en betrokken partners veel doorzettingsvermogen (en lef).

Randvoorwaarden

Aquathermie is nog vrij nieuw. Daarom zijn er nog een aantal onzekerheden waarmee we – vooral bij TEO – rekening moeten houden.

Gevolgen voor de ecologie:

• Door warmte aan oppervlaktewater te onttrekken, koel je het water een beetje af. Dat kan positief zijn voor de waterkwaliteit in de zomer, omdat koeler water de kans op algenbloei verkleint. Het is onzeker of het ook negatieve effecten kan hebben, bijvoorbeeld voor trekkende en paaiende vissen.
• Bij grote TEO-installaties wordt het water vaak gefilterd voordat het door de warmtewisselaar wordt geleid. Niet alleen stofdeeltjes, maar bijvoorbeeld ook plankton (voedsel voor waterorganismen) wordt dan uit het water gefilterd.
• Het waterschap denkt mee en adviseert over hoe deze effecten verkleind of gecompenseerd kunnen worden.

Kosten en regels bij gebruik van een warmte-koude opslag (WKO):

• Bij TEO wordt vaak gebruik gemaakt van een WKO. Oppervlaktewater koelt in de winter namelijk zo ver af, dat er beperkt warmte uit te halen is. Juist wanneer de warmte nodig is om gebouwen te verwarmen. In een WKO wordt warmte in de zomer in de bodem opgeslagen en in de winter benut. Aan de aanleg en het beheer zijn echter hoge kosten verbonden en niet op elke plek kan een WKO worden toegepast. In grondwaterbeschermingsgebieden is een WKO bijvoorbeeld niet toegestaan.

Voordelen van aquathermie

• Duurzame warmte
• Betrouwbare energiebron
• Verbetert de waterkwaliteit
• Veel energiepotentie

Nadelen van aquathermie

• Hogere kosten wanneer een WKO wordt gebruikt
• Complex proces in verband met vergunningen (TEO) en eventueel het ontwikkelen van een warmtenet
• Invloed op ecologie kan extra maatregelen vragen

Tekst loopt door onder de foto.

Enkele praktijkvoorbeelden waar HDSR een rol heeft gespeeld

Er zijn inmiddels een aantal goede praktijkvoorbeelden, zoals:

Grootste warmtepomp van Nederland op RWZI Utrecht

Zowel Eneco als HDSR hebben de ambitie klimaatneutraal te worden. Door samen te kijken naar de mogelijkheden tot verduurzaming, was het mogelijk hierin een grote stap te zetten voor het warmtenet in de gemeenten Utrecht en Nieuwegein. Met de nieuwe warmtepomp zijn veel minder fossiele brandstoffen nodig en wordt 30.000 ton CO2 op jaarbasis bespaard.

In Utrecht staat de grootste warmtepomp van Nederland. Met deze pomp kan Eneco de warmte van het gezuiverde afvalwater van HDSR inzetten als nieuwe energiebron voor het warmtenet. Circa 20.000 huishoudens in de gemeenten Utrecht en Nieuwegein kunnen voortaan rekenen op de duurzame warmte. De warmtepomp staat op het terrein van rioolwaterzuivering Utrecht. 

Dagelijks haalt de warmtepomp restwarmte uit zo’n 65 miljoen liter gezuiverd afvalwater (TEA). Dit is water afkomstig van douches, keukenkranen, vaat- en wasmachines en heeft een temperatuur van 12 graden in de winter tot ruim 22 graden in de zomer.

Met de komst van de warmtepomp vloeit de warmte niet meer weg (en komt niet meer in het oppervlaktewater), maar wordt de temperatuur van het gezuiverde water hergebruikt voor het warmtenet. Een warmtewisselaar haalt de warmte uit het afvalwater en de grote warmtepomp brengt de temperatuur vervolgens naar 75 graden. Daarna wordt dit water aan het warmtenet geleverd. 

Verwarming nieuwe wijk Merwede Utrecht

De 6.000 nieuwe woningen in de wijk Merwede in Utrecht zullen op een duurzame manier worden verwarmd en gekoeld. Daarvoor worden warmte en koude uit de bodem en warmte uit het water van het Merwedekanaal gebruikt. Voor de installatie die warmte uit het water haalt (TEO), heeft Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden, in samenwerking met Rijkswaterstaat, een vergunning afgegeven aan de gemeente Utrecht. De nieuwe aquathermie-installatie wordt de grootste in Nederland.

Aquathermie op Fort Honswijk

Fort Honswijk, parel van de Nieuwe Hollandse Waterlinie, heeft een eigen duurzame warmtenet, op basis van aquathermie. Het betekent dat de gebouwen op het fort wordt verwarmd met warmte die onttrokken wordt aan het water van de fortgracht. Een veelbelovende duurzame techniek, waarbij de fortgracht als batterij voor het fort dient. Het betreft hierbij in totaal 16 gebouwen (14 bestaand en 2 nieuwbouw). Zo krijgt een oud element een nieuwe functie. Prachtig toch!

Onderzocht is welke opties er zijn voor het conditioneren van de diverse gebouwen op het fort. Een vijftal varianten is bekeken en doorgerekend:

• Centrale opwekking middels biomassa (houtpellets en pellets uit olifantsgras)
• Centrale opwekking middels aquathermie
• Centrale opwekking middels hoge temperatuur bodemwarmtepomp (doublet)
• Decentrale opwekking middels biomassa (pellet ketel op hout en olifantsgras)
• Decentrale opwekking middels lage temperatuur lucht-water warmtepomp (inclusief gebouwisolatie).

Uit de uitgevoerde berekeningen bleek het toepassen van een centraal opwekking middels aquathermie de meest geschikte toepassing voor Fort Honswijk. Kijkend naar CO2-uitstoot staat aquathermie ook boven aan de lijst met een uitstoot van maar 11 ton per jaar bij het gebruik van groene stroom als energiebron. Ten opzichte van een Pellet ketel installatie is dit bijna een reductie van 90%. Na de nodige kinderziektes is het systeem inmiddels goed werkzaam. Het fort heeft nog steeds een (lagere) energierekening maar de CO2-uitstoot is minimaal.

Samenwerking met gemeenten

Steeds meer gemeenten nemen aquathermie op in hun warmteprogramma’s die in 2026 bestuurlijk worden vastgesteld. Door externe ontwikkelingen (Wijziging warmte wetten, toenemende vraag naar aquathermie als duurzame warmtebron) verwacht HDSR dat de positie van waterschappen kan wijzigen. Andere partijen kunnen een groter beroep doen om projecten op dit gebied te helpen slagen. HDSR kiest daarbij voor de rol als aanjager+ om bij te dragen aan de maatschappelijk doelstelling om in 2050 af te zijn van het aardgas.

HDSR verkent op dit moment samen met de gemeenten Nieuwegein en IJsselstein en Provincie Utrecht de kansen voor aquathermie op rioolwaterzuiveringsinstallatie Nieuwegein.