Technologie helpt duurzame warmte betaalbaar te maken

Naast vliegwielprojecten op het gebied van collectieve duurzame warmtevoorzieningen maken zes technische innovaties deel uit van Nieuw Warmte Nu. Frits Verheij is binnen het programmateam verantwoordelijk voor de innovaties. Hij vertelt over de mogelijkheden en uitdagingen.

Op welke manier ben je verbonden aan de warmtetransitie?

Frits: “Naast mijn rol bij Nieuwe Warmte Nu ben ik directeur van Greenvis. Dit bureau helpt –als onderdeel van de WarmteTransitieMakers – overheden, bedrijven en burgers bij het ontwikkelen van collectieve warmtenetten. Van huis uit ben ik ingenieur. Weliswaar ben ik meer de organisatorische kant van het bedrijfsleven op gegaan, die technische achtergrond helpt wel bij het meedenken over innovaties. Een belangrijke vraag is bijvoorbeeld hoe je een collectieve, duurzame warmtevoorziening tot in de woning brengt. Oftewel: wat moet je binnen doen om de warmte van buiten optimaal te benutten? Die stap is nog te ingewikkeld. Vanuit Nieuwe Warmte Nu werken we aan een workshop om daar betere handvatten voor te geven.”

Welke innovaties maken deel uit van Nieuwe Warmte Nu, en waarom deze?

“Na de eerste uitvraag zijn ongeveer vijftien innovaties aangemeld. Die hebben we met een aantal experts beoordeeld op vier criteria. De eerste eis was een Technology Readiness Level van 6 of hoger. Dit geeft aan hoever een innovatie ontwikkeld is. Met Nieuwe Warmte Nu willen we initiatieven ondersteunen die al zover zijn dat ze na een demonstratie de markt op kunnen. Verder moeten innovaties gericht zijn op collectieve warmtesystemen, herhaalbaar zijn en bijdragen aan versnelling van de warmtetransitie. Er bleven zes projecten over, waarvan er inmiddels vier zijn gestart: de Design Toolkit, de Eavor Loop, composiet putverbuizing en de Digital Twin voor aardwarmtesystemen. Voor de andere twee lopen de voorbereidingen nog.”

Hoe staat het nu met deze innovaties?

“De Design Toolkit is een softwarepakket dat experts helpt bij het ontwerpen van toekomstbestendige warmtenetten. Dat levert een flinke kostenreductie op bij de aanleg. Aan twee vliegwielprojecten, Warmtestad Groningen en Warm Heeg, wordt al ondersteuning geboden om te kijken of het ontwerp van het warmtenet slimmer en goedkoper kan.

De Eavor Loop gaat over een gesloten geothermiesysteem met een warmtewisselaar op twee tot drie kilometer diepte in de bodem dat je kunt aansluiten op een warmtenet. Dat wordt voor het eerst in Nederland gedemonstreerd, in de buurt van Tilburg. Bij succes is de techniek bruikbaar in heel Nederland. De finale investeringsbeslissing volgt dit najaar, daarna kan de bouw van start.

Bij geothermie composiet gebruiken voor putbehuizing in plaats van staal voorkomt corrosie en aanslag. Hierdoor kunnen de operationele kosten van geothermie flink dalen, omdat er minder onderhoud nodig is. Bovendien is de stromingsweerstand van composiet casings lager en daardoor de opbrengst hoger. In Tsjechië wordt een fabriek ingericht om deze nieuwe onderdelen te maken. Een praktijktest in een laboratorium in Rijswijk is in voorbereiding.

Datagedreven optimalisatie van aardwarmtesystemenheeft als doel de kosten van deze systemen over hun hele levenscyclus te verlagen en de operationele veiligheid en kwaliteit te verbeteren. Door data automatisch op te halen en te monitoren kun je tijdig afwijkingen signaleren en het proces verbeteren. In dit project wordt een geothermieproject digitaal nagebouwd – dat heet een digital twin – om te kijken hoe je het ontwerp slimmer kunt maken en in de operationele fase meer rendement uit de geothermiebron haalt. De kick off is geweest, inmiddels zijn specialistische partijen, onder wie IT- en geothermie- experts, hiermee aan de slag.

Ook binnen de vliegwielprojecten vinden overigens innovaties plaats. Een daarvan gaat over een handelsplatform voor warmte tussen tuinders in het Westland. Verder past Vattenfall in hun project in Arnhem een innovatie voor sleufloos boren toe. Dat is een techniek waarmee je een verbinding kunt maken tussen een warmtenet en een woning, zonder dat de voortuin en een deel van de straat open hoeven.”

Hoe innovatief zijn deze innovaties vergeleken met wat in het buitenland gebeurt?

“Voor de Design Toolkit is gekeken naar wat er aan modellen beschikbaar is. Als je toe wilt naar integrale warmtesystemen met verschillende warmtebronnen en verschillende type woningen heb je een methodiek nodig om goedkoper te ontwerpen en zo goedkoper warmte te leveren. Volgens experts die de Europese sector kennen is deze innovatie behoorlijk state of the art. Van de Eavor Loop draait een systeem in Canada, in Duitsland is er een in de maak. Het project in Nederland wordt de eerste voor ons land. Als dit slaagt, is het een mooie aanvulling op meer traditionele geothermiesystemen, omdat aardwarmte dan op veel meer plekken toepasbaar is.

Over het algemeen moet je per land innovaties ontwikkelen, omdat bijvoorbeeld de bodemcondities sterk verschillen. In Nederland hebben we diverse ondergronden en is het westen relatief nat. Vanwege het vele water is aquathermie een logische toepassing. De hoge woningdichtheid in de grote steden is een gunstige factor vanwege de hoge warmtevraag-dichtheid. Maar de ondergrond is daar wel heel vol. Een uitdaging hoe we veel meer gebruik kunnen maken van laagtemperatuur-restwarmte. Deze bronnen moeten dicht bij de warmtegebruikers zitten om ze nog effectief te benutten. De vraag is ook hoe je met verschillende warmtebronnen een warmtenet kunt optimaliseren.

In een vorige baan heb ik een studie gedaan naar leerervaringen uit Europese projecten in meerdere landen. De meeste ervaringen waren landen-specifiek. De belangrijkste gemeenschappelijke les was dat je moet zorgen voor een gedegen planfase. Alles wat je daarin investeert, verdient zich terug bij de realisatie. Misschien een open deur, maar het werd in elk interview genoemd.”  

Waarom is het belangrijk dat dit soort onderzoek plaatsvindt?

“Aan collectieve warmtesystemen hangt nog een stevig prijskaartje. Het doel van de innovaties is deze systemen goedkoper te maken, met minder gedoe en minder risico, en makkelijker schaalbaar voor heel Nederland. In de media verschijnen verhalen over warmtenetten die duurder uitvallen dan verwacht. Het verhaal is vaak ingewikkeld en genuanceerder, maar het vertrouwen in warmteprojecten kan daardoor wel afnemen. Technische innovaties kunnen bijdragen aan duurzame warmtevoorzieningen tegen betaalbare energietarieven voor bewoners en bedrijven.”