De meeste warmtesystemen vereisen een back-up voorziening om een continue levering van warmte te kunnen garanderen en eventueel om piekbelasting op te vangen. Nu is dat vaak in de vorm van een voorziening die op aardgas of houtpellets draait. In de toekomst zal hiervoor een meer duurzame bron vereist zijn. Een duurzame oplossing is het gebruikmaken van 'niet direct gebruikte zonne-energie die is opgewekt in de buurt van het aquathermie-station. Met die rest-energie kan water opgewarmd worden en in boilers opgeslagen worden in het aquathermie-station. Wanneer sprake is van piekbelasting, en de aquifers dreigen leeg te raken, kan het water uit de boilers zorgen voor voldoende back-up.

Een aquathermiesysteem is opgebouwd uit relatief eenvoudige onderdelen: een bron, aanvoer- en retourleidingen voor warmte en voor koude en voorzieningen zoals onderstations en een warmtepomp. De gewenste temperatuur van de warmte door de afnemer is zelden de temperatuur die de bron levert. Een voorziening om de warmte op niveau te brengen (‘opwaarderen’) is nodig. Dat kan een warmtepomp bij de bron in de buurt zijn of bij de afnemer in het gebouw.

Bij voorkeur is de afstand tussen bron en afnemer zo kort mogelijk om warmteverlies en de kosten van de transportinfrastructuur (leidingen, onderstations, etc.) beperkt te houden. Een aquathermieproject kent investeringen in de bron (warmtewisselaars, buffer, warmtepomp), de infrastructuur en de gebouwen. De infrastructuur neemt hiervan tussen 40 en 70% in beslag. De woningdichtheid, de mate van isolatie van de leidingen en de aan te sluiten woning (nieuwbouw of bestaand) zijn de sleutelvariabelen die de hoogte van dit het percentage bepalen.

We richten ons op de eerste plaats op het installeren van zoveel mogelijk zonnepanelen op de daken in Zeeland. Maar met stroom alleen zijn we er nog niet. Voor onze warmtevoorziening bijvoorbeeld zijn de meeste woningen in Zeeland nog (deels) afhankelijk van cv-installaties die op gas draaien en voor wat betreft de stroom zelf, daarvan benutten we maar een (klein) gedeelte direct. Nu vliegt 'de overtollige stroom' nog het net op tegen een redelijke vergoeding. Maar saldering van stroom zal een keer stoppen. Of dat volgens plan, in 2025 zal gebeuren is nog even afwachten, maar de start van de afbouw van het salderingssysteem zal op niet al te lange termijn beginnen.
Het antwoord op de afbouw van het salderingssysteem en het streven om van het gas af te gaan, wordt door vele gezocht in stroomopslag met behulp van batterijen. Gezien de milieuverontreiniging die gepaard gaat bij de productie en de verwerking van afgedankte accu's, is de huidige focus op de ontwikkeling van buurt- of thuisbatterij niet bepaald rustgevend.

Een milieuvriendelijk alternatief kan 'aquathermie' zijn. Aquathermie is de verzamelnaam voor duurzaam verwarmen en koelen met water. Het gaat om warmte en koude uit oppervlaktewater, afvalwater en drinkwater.

Met door zonnepanelen opgewekte stroom kan dan de continuïteit van wijk-distributiesystemen (stap 2) - een warmtenet met water op een lage temperatuur - geborgd worden. Vervolgens kunnen binnen de woningen in de aangesloten wijken de watertemperatuur met behulp van kleine warmtepompen naar de gewenste hoogten gebracht worden (stap 3).    Lees meer ...

De vraag naar warmte verschilt tussen de seizoenen. In de winter is deze hoger dan in de zomer. Daarom is het bijna altijd het zinvol om warmte te bufferen. Dat kan door warmte uit de bron, die langs een warmtewisselaar is gevoerd, op te slaan in een open warmtekoudeopslagsysteem (WKO) of een andere vorm van ondergrondse of bovengrondse buffering. WKO is het meest toegepast en maakt gebruik van watervoerende pakketten (‘aquifers’) in de ondergrond.

Met aquathermie als uitgangspunt voor de warmtevoorziening in de wijk of het dorp, kan de energietransitie op gang komen en kunnen we daadwerkelijk op relatief korte termijn van het gas af.

Zonnepanelen eigenaren krijgen met een aquathermie-station in de wijk een goede optie aangeboden om het rendementsverlies, als gevolg van de afbouw van het salderen, te compenseren. Het aquathermie-station wordt een soort eerste opvanger van stroom die niet direct wordt geconsumeerd en geeft hiervoor een marktconforme vergoeding aan de zonnepanelen eigenaren.

Een aquathermiesysteem staat niet op zichzelf. Het moet met oog voor ruimtelijke, sociale en ecologische aspecten ingepast worden in een omgeving. Die inpassing kan gepaard gaan met (tijdelijke) negatieve effecten zoals overlast en hoge kosten van aanleg. De aanleg van een aquathermiesysteem levert ook maatschappelijke baten op. Reductie van CO2-uitstoot is het primaire doel van de warmtetransitie. Daarnaast kan de aanleg andere positieve effecten
hebben op de leefomgeving of minder schadelijke effecten opleveren dan een alternatieve energievoorziening. De aanleg van een aquathermiesysteem kan meerdere doelen combineren. Betrokken partijen kunnen hierop sturen. Dat is een bewuste keuze en maakt dat de omgeving van invloed is op de rolkeuze van overheden.

Aquathermie levert lagetemperatuurwarmte. Voor nieuwbouw is dit de gevraagde temperatuur voor ruimteverwarming. Voor warm tapwater is aanvullend de inzet van een kleine boosterwarmtepomp nodig. Bij nieuwbouw is een investering in een omvangrijke ondergrondse infrastructuur nodig. De warmtevraag per woning is relatief laag door uitstekende isolatie.
Een netwerk is relatief makkelijk in te passen als er niet te grote barrières genomen moeten worden én als bron en afnemers dicht bij elkaar liggen. Verschillende werkzaamheden bij de aanleg van een nieuwe wijk kunnen, mits goed gepland, gelijk op lopen wat tot lagere kosten leidt. Het aantal aansluitingen is met weinig onzekerheid omgeven. Belangrijke randvoorwaarde is wel het tempo waarin de nieuwe woningen beschikbaar komen. De aanloopinvesteringen van een warmtenet zijn hoog, hoe eerder veel woningen aangesloten kunnen worden eerder er een kasstroom op gang komt en hoe beter voor de businesscase.

De grootste en lastigste opgave ligt in het bestaand bebouwd gebied. Warmte van een hogere temperatuur is vereist. Er zijn (vooralsnog) geen dwangmiddelen om bewoners en bedrijven te verplichten om aan te sluiten en om woningisolatie te verplichten om zo de vereiste temperatuur naar beneden te brengen. Aquathermie levert lagetemperatuurwarmte (LT) en opwaardering naar middelhoge (50 tot 70°C) en hoge temperatuur (+70°C) vraagt veel energie, bij
voorkeur in combinatie met een aanzienlijke investering in isolatie. Opwaarderen naar hoge temperatuur ligt niet voor de hand. Opwaarderen naar 50°C (MT) tot 70°C (HT) is met een warmtepomp met een redelijk energetisch rendement goed mogelijk. Tot label D isoleren met middelhoge temperatuur is kosteneffectiever dan tot label A isoleren met lage temperatuur.

Warmtenet met collectieve of individuele warmtepompen

Als meerdere gebouwen aangesloten zijn, wordt er een warmtenet gebruikt. Er kan daarbij gekozen worden om het water naar de benodigde temperatuur te verwarmen door middel van een collectieve warmtepomp of door middel van een individuele warmtepompen.

Een collectieve warmtepomp verwarmt het water dan tot een temperatuur die geschikt is om ruimten te verwarmen en soms zelfs tot een geschikte temperatuur voor warm tapwater. Bij een lagetemperatuurwarmtenet (40 à 50 °C) is het rendement van aquathermie hoog en verbruikt de warmtepomp relatief weinig elektriciteit. Bij een middentemperatuurwarmtenet (70 °C) is het rendement lager en neemt het elektriciteitsverbruik toe. Bij nog hogere temperaturen wordt het energetisch rendement te laag en is een project financieel niet meer rendabel. Bij een grote piekvraag (bij strenge vorst) wordt meestal bijgestookt met een andere warmtebron, bijvoorbeeld een gas- of biomassaketel.

Er bestaan ook aquathermieprojecten die individuele warmtepompen gebruiken. Er stroomt dan water via een bronnet met een zeer lage temperatuur (10 tot 20 °C) naar de woningen. Dit heet een bronnet omdat het warmtenet de temperatuur van de bron heeft. Elke woning heeft een eigen warmtepomp die het water verwarmt tot een geschikte temperatuur voor ruimteverwarming. Bekijk de Factsheet elektrische warmtepomp voor meer informatie over warmtepompen.

Bij het prototype ‘publiek bedrijf’ wordt de warmtevoorziening vanuit aquathermie verzorgd door een bedrijf dat volledig in publieke handen is. Dit kan gaan om een bedrijf dat door overheden is opgericht om warmte te leveren in een specifiek gebied (zoals Stadsverwarming Purmerend of Warmtebedrijf Rotterdam), een bedrijf dat meerdere taken heeft waaronder warmtevoorziening (zoals HVC), netbeheerders (zoals Alliander, Enexis, Gasunie) of een bedrijfsonderdeel van een netbeheerder (zoals Firan van de Alliander Groep of NetVerder van de Stedin Groep). Om dit prototype zo scherp mogelijk in beeld te brengen, kiezen we ervoor
te focussen op bedrijven die volledig in handen zijn van overheden. Er zijn ook voorbeelden van warmtebedrijven die deels in publieke handen zijn.
Binnen dit prototype hebben we als casus gekeken naar afval- en energiebedrijf HVC. De aandeelhouders van HVC zijn 44 gemeenten en 6 waterschappen. De missie van het bedrijf is:
“als toonaangevend nutsbedrijf onze gemeenten, waterschappen en inwoners koploper maken en houden als het gaat om het hergebruiken van grondstoffen en het verduurzamen van de energiehuishouding.”
Afval en energie vormen de twee hoofdactiviteiten van HVC. Het bedrijf verzorgt voor een deel van de aandeelhoudende gemeenten de afvalverwerking en in een
aantal gemeenten het onderhoud in de openbare ruimte. Daarnaast wekt HVC duurzame energie op met windmolens en zonnevelden, en ontwikkelt warmtenetten. De bron voor deze warmtenetten is nu nog vaak een afvalcentrale of een bio-centrale, maar het bedrijf verkent en realiseert ook steeds vaker nieuwe bronnen waaronder geothermie en aquathermie.

De waardeoriëntatie van een publiek bedrijf is het best samen te vatten als maatschappelijk verantwoord investeren. Enerzijds ziet een publiek bedrijf de energietransitie en CO2-reductie nadrukkelijk als maatschappelijke opgave, waarin het bedrijf oplossingen met maatschappelijke meerwaarde kan bieden. Bij HVC zien we dit heel expliciet terugkomen in de missie en wordt dit in de projecten door de andere partijen ook zo ervaren. Anderzijds is het ook
een bedrijf, waarin investeringen worden beoordeeld op hun risico’s en rendementen, de financiële situatie gezond moet zijn en afspraken zakelijk goed worden vastgelegd. Deze combinatie van het maatschappelijke en bedrijfsmatige zien we ook terug op projectniveau.
Een publiek bedrijf denkt mee over een warmteoplossing (bijvoorbeeld aquathermie) en kijkt daarbij zowel naar de maatschappelijke meerwaarde (bijdrage aan energietransitie, prijs voor bewoner) als naar de zakelijke consequenties (investeringen, risico’s, rendement).

Met zonnepanelen op je dak trek je de regie over je energieverbruik naar je toe. Hotelload wil duurzame zonne-energie voor iedereen bereikbaar maken en verkoopt daarom zonnepanelen voor lage /eerlijke prijzen. Hotelload wil in principe geen winst maken over de  materialen en installatiewerkzaamheden, en probeert de kopers zo goed mogelijk te begeleiden bij het aanvragen van eventuele subsidies en voordelige leningen. Ook verzorgt Hotelload de btw-teruggave volledig gratis.

Vele huurders van complexen met blokverwarming en eigenaren van woningen die zijn aangesloten op een warmtenet  klagen steen en been:

300 tot 1000 euro moeten nabetalen op de energienota: bewoners van Het Leunenberg in Enschede komen in actie tegen De Woonplaats, met een bezit van 16.500 woningen de grootste corporatie in de regio.

Bewoners van een nieuwbouwwijk in Blaricum schrokken zich rot toen ze de huur van hun warmtepomp en hun vastrechtkosten voor 2023 zagen stijgen: met 73 procent.

De huizen van de Heliport, in de stad ook wel bekend als ‘het kabouterdorp’ door de puntdaken van het complex, in het centrum van Rotterdam zijn aangesloten op het warmtenet. Maar daar zijn veel bewoners niet blij mee. Door de stijging van de gasprijzen, al sinds de herfst van 2021, zijn de energierekeningen omhoog geschoten. Bewoners kregen het advies om, gebaseerd op het voorgaande verbruik, het tarief op 500 of 600 euro per maand te zetten.

Op een warmtenet of blokverwarming aangesloten huishoudens hebben de afgelopen tijd moeten constateren dat ze (veel) duurder uit zijn dan huishoudens die nog afhankelijk zijn van de gasaansluiting in de woning. Met het oog op de energietransitie waarin we nu zitten is dit moeilijk te verteren. Volgens onze berekeningen kan een warmtenet relatief eenvoudig de concurrentie aan met de traditionele aansluitingen op het gasnet. Met andere woorden 'Warmte' via het warmtenet kan met een beetje goede wil van de warmteleverancier zonder veel problemen voordeliger uitvallen dan 'gas' via het gasnet. Lees meer ...