Gebiedsontwikkeling en wko RCC Koude & luchtbehandeling
Door ir. Henk Broekhuizen Installect Advies, Nijkerk Tekstbewerking ing. Dick Havenaar Voorzitter redactieraad RCC koude & luchtbehandeling
Gebiedsontwikkeling en WKO
De techniek van energieopslag in de bodem (WKO) neemt meer en meer een vlucht. In Nederland zijn al meer dan 1200 systemen in bedrijf. Er zijn verschillende systemen waarmee energie in de bodem kan worden opgeslagen. Zo is er de techniek van bodemlussen en worden zogenaamde openbronsystemen in doubletvorm (twee bronnen) als ook zogeheten monobronnen (één bron) toegepast. In dit artikel worden de gebiedsontwikkelingen met WKO besproken. Systemen met WKO kunnen gemodelleerd worden met het zogenaamde BOA-model. BOA staat hierbij voor Bron Omzetting Afgifte.
Het WKO of bronsysteem (Bron) dient als tijdelijk buffer voor energie. In de zomer wordt warmte in het grondwater opgeslagen; het gebouw kan met de energie uit het grondwater worden gekoeld. De energie uit het grondwater wordt via een wisselaar in het energiecentrum overgedragen (Omzetting). Met transportleidingen kan de koude worden afgegeven (Afgifte) in het gebouw. In de winter wordt de opgeslagen warmte weer uit de bodem gehaald. Via de grondwaterwisselaar en een warmtepomp wordt deze energie omgezet naar een bruikbare temperatuur (40-50°C). Via transportleidingen wordt de warmte afgegeven in het gebouw. Systemen met WKO en warmtepompen zijn duurzaam, maar wel duurder dan de conventionele techniek. De meerkosten worden voor een groot deel bepaald door de kosten van het WKO-bronsysteem. Kleinere bronsystemen zijn relatief duurder dan grote systemen. Het kan dus zinvol zijn te gaan werken met collectieve bronsystemen. Vanuit die optiek wordt er bij gebiedsontwikkeling vaak ingezet op deze optie. Het is echter zinvol een en ander breder te analyseren.
Combinatie BOA-constructie.
18
APRIL 2011 104 e Jaargang
Kleine systemen met energieopslag zijn niet gemakkelijk rendabel te krijgen. De overheid streeft ook naar zo
weinig mogelijk penetraties van de bodem. De kosten van bronsystemen nemen af met de grootte van het systeem (zie figuur 1.). Dit betekent echter niet dat grote systemen ook altijd het meest (kosten)effectief zijn. De kosten van een bronsysteem kunnen wel goedkoper zijn, maar dit kan weer teniet gedaan worden door extra leidingwerk. Combinatie van systemen betekent vaak ook dat partijen met elkaar moeten afstemmen om tot een collectief systeem te komen. Plannen lopen vaak niet gelijktijdig en de vraag is hierbij wie dan de eigenaar van het collectieve systeem wordt. Als dit een derde (bijvoorbeeld een energiebedrijf) is, dan moet die eigenaar ook verdienen aan de exploitatie. Bij collectieve systemen moet er vaak voorgefinancierd worden omdat het totale plan niet in een keer gerealiseerd wordt. Energiebedrijven zijn vanwege de grote financiële risico’s met collectieve systemen terughoudend in het werven van projecten met onduidelijkheid in fasering. Als plannen nog niet erg concreet zijn is het risicovol voorinvesteringen aan te gaan in bronsystemen. In dergelijke gevallen kan vaak beter gekozen worden voor een fasegewijze benadering met goede regie voor optimaal gebruik van de ondergrond.
GebiedsontwikkelinG en wko Koude & luchtbehandeling RCC
Compleet individuele aanpak
figuur 1. Bronkosten uitgezet tegen brondebiet (10 m³/h vertegenwoordigd ~100 kW koeling, ~kantoor van 2000 m2).
Wettelijk kader Wko De WKO-systemen vallen onder de Waterwet. Bij het aanvragen van een Waterwetvergunning kan rekening gehouden worden met de belangen in de omgeving en dus ook met bestaande systemen. De Waterwet is sinds 2009 in werking en wordt nog verder uitgewerkt in het Waterbesluit en een AMvB Bodem. Hierbij baseert men zich op het werk van de Taskforce WKO. Zij hebben een rapport uitgebracht met aanbevelingen voor betere wet- en regelgeving: ‘Groen licht voor bodemenergie’. Het rapport bepleit onder andere meer regie met betrekking tot het beheer van de verschillende functies van de ondergrond. Op 17 maart 2011 heeft minister Schultz van Haegen van Infrastructuur & Milieu een ontwerpbesluit gestuurd over bodemenergiesystemen. De nieuwe regels moeten het makkelijker maken om opslag van warmte en koude in de bodem te realiseren. De inwerkingtreding is gepland voor juli 2012. Verschill met WKOende provincies werken in dat kader nu al met het instrument ‘masterplannen’. In masterplannen worden in een bepaalde regio de verschillende plannen voor WKO geïnventariseerd en worden de locaties voor bronposities zodanig vastgelegd dat optimaal gebruik van de bodem wordt bereikt. In de nieuwe wetgeving is de regie voor
de WKO voornamelijk een taak van de gemeentes. Zij kunnen het regisseren van WKO meenemen in complete gebiedgerichte ontwikkelingen. Het hoger gelegen doel is om zoveel mogelijk systemen met WKO mogelijk te maken en daarmee de duurzaamheid te maximaliseren.
gebiedsontwikkeling met Wko Er zijn meerdere mogelijkheden om de WKO in drukke gebieden te regisseren. Het navolgende is bedoeld en voldoende om inzicht te krijgen in de verschillende mogelijkheden.
Zie figuur 2. Deze optie heeft de volgende kenmerken: • elke gebruiker heeft zijn eigen energiesysteem met WKO; • hierdoor is elke gebruiker zelfstandig en niet afhankelijk van derden; • er hoeft ook geen energiebemetering toegepast te worden; • de bronkosten zijn relatief hoog in vergelijking met een groot collectief systeem; • de kosten voor terreinleidingen zullen echter lager uitvallen; • doordat elke gebruiker zijn eigen systeem heeft hoeft er niet voorgefinancierd te worden en is er geen risico op desinvestering; • als de overheid een goede regie voert kan ongewenste interactie van de systemen onderling worden voorkomen. De provincies bewaakt dit via de vergunningverlening (Waterwet).
Collectief bronsysteem met eigen omzetting Zie fguur 3. Deze optie heeft de volgende kenmerken: • geen eigen WKO-systeem, investering/beheer door derden; • interactie/afhankelijkheid van afnemers met elkaar; • verrekening nodig; • risico voorfinanciering/overcapaciteit/desinvestering; • relatief lage kosten bronnen;
figuur 2, individuele systemen met WKo
104 e Jaargang APRIL 2011
19
Gebiedsontwikkeling en wko RCC Koude & luchtbehandeling
Tabel 1:Positieve [+] en negatieve [-] kwalificeringen bij diverse aspecten van collectieve en individuele WKO-systemen.
Figuur 3, collectief bronsysteem
• e xtra kosten leidingwerk grondwa• •
tersysteem; m ogelijk frustratie initiatieven eigen WKO; technisch complex, weinig ervaring in de markt.
Collectief bronsysteem en warmtepomp Zie figuur 4. Deze optie heeft de volgende kenmerken: • g een eigen WKO-systeem en warmtepomp, investering/beheer door derden; • interactie/afhankelijkheid van afnemers met elkaar; • v errekening nodig; • risico voorfinanciering/ overcapaciteit/desinvestering; • relatief lage kosten bronnen; • b eperkte bronleidingen; • e xtra kosten leidingwerk levering warmte/koude (inclusief leidingverliezen); • m ogelijk frustratie initiatieven eigen WKO; • g een individueel ruimtebeslag, wel collectieve ruimte nodig.
Samenvatting In bovenstaande tabel zijn de kenmerken van individuele en collectieve systemen weergegeven. Collectieve systemen genieten voorkeur als er duidelijk collectieve voordelen zijn. Als die voordelen te behalen zijn, dan werken private partijen daaraan graag mee. Geforceerde collectieve systemen hebben een beduidend financieel risico voor de initiatiefnemers. Als individuele projecten met WKO ook haalbaar zijn, moet dit niet onmogelijk gemaakt worden. De overheid dient echter wel goed de regie te voeren om maximaal WKO mogelijk te maken.
Voorbeelden van gebiedsgerichte WKO In Nederland zijn al veel WKO-systemen gerealiseerd. Daarbij zijn ook diverse systemen waarbij een gebiedgerichte benadering is toegepast.
Beperkt collectieve systemen Deze optie heeft de volgende kenmerken: • k euzevrijheid gebruikers; • k enmerken voor gebruiker afhankelijk van gekozen systeem; • b eperking risico desinvestering/ voorfinanciering; • g oede regie ondergrond nodig.
20
APRIL 2011 104 e Jaargang
Figuur 4, collectieve bron en warmtepomp
Individuele systemen
Bedrijventerrein Beukenhorst te Hoofddorp. De gemeente heeft hier de regiefunctie gehad. Ze hebben een overleg gepland met initiatiefnemers/ ontwikkelaars en de provincie. Er is een masterplan opgesteld waarop de diverse projecten individueel WKO kunnen toepassen zonder elkaar negatief te beïnvloeden. Op het terrein worden drie à vier doubletten toegepast en drie monobronnen. De plannen van de diverse projecten waren redelijk concreet op het moment van overleg. Door goede afstemming van individuele systemen vooraf kan iedere partij hier met eigen tijdpad zijn project realiseren. Ontwikkelaars hebben moeite met het tijdstraject van het maken van een masterplan.
GebiedsontwikkelinG en wko Koude & luchtbehandeling RCC
reeds gerealiseerd zonder dat volledig zicht was op contracten met afnemers. Het systeem is inmiddels verkocht aan Hydreco (dochteronderneming van Brabant Water). Het systeem wordt nog maar beperkt benut. De exploitatie is discutabel.
Collectief bronsysteem en warmtepomp Oostelijke Handelskade Amsterdam.
(info ontleend aan WKO-coördinator A’dam; Marlies Lambregts)
resultaat masterplan Beukenhorst Hoofddorp; Warme bronnen in de rode vlekken, koude in de blauwe.
Collectief bronsysteem
WKO Oostpoort Amsterdam. Collectief grondwatersysteem: gepland 2x 230 m3/uur voor verschillende gebouwen en wooncomplexen. Gerealiseerd 1x 230 m3/uur. Investeerder/initiatiefnemer het Stadsdeel Oost.
Ervaring:
•
•
•
complex grondwatersysteem. Forse problemen bij opstart en oplopen van kosten. Afstemming van grondwatersysteem op de aansluitingen in de gebouwen geeft beduidende problemen; er is weinig ervaring met deze variant. Daarbij is het moeilijk de regie te bewaken bij veel betrokken partijen en onduidelijke verantwoordelijkheden; in binnenstedelijk gebied zit veel
infra (leidingwerk en kabels) in de grond. Dat vraagt veel afstemming en geeft risico’s (kapot trekken kabels, beschadigen leidingen); • het bouwprogramma stagneert. Naar alle waarschijnlijkheid wordt een tweede doubletsysteem niet meer gemaakt. Dergelijke systemen zijn technisch mogelijk. Ze zijn echter niet standaard en vragen veel afstemming zowel technisch, economisch en organisatorisch. Er is substantieel risico van desinvestering.
WKO centrum Arnhem. De gemeente heeft hier initiatief genomen tot ontwikkeling en realisatie van een collectief WKO-systeem. De kosten hiervan zijn behoorlijk hoog opgelopen. De bronsystemen zijn
Kenmerken van het WKO-project: • meerdere ontwikkelaars; • eindgebruikers grotendeels onbekend; • subsidie rijk en gemeente; • energieonderzoek voorafgaand aan opstellen PvE; • grootschalige werkfuncties; • deels monumenten (financieel haalbaar), deels nieuwbouw; • programma zwaar vertraagd door recessie.
Eindresultaat/ervaring
• • • • • •
gebiedssysteem energie-opslag; gemeente-energiebedrijf exploitant (NUON); gebiedssysteem decentrale warmtepompen en piekketels (achteraf ingepast); per ontwikkelaar strijd en onderhandeling; vertraging in de bouwplanning; grote veranderingen in warmtekoudevraag.
WKO Zernike Complex Groningen PZW. Collectief bronsysteem 235 m3/uur met meerdere warmtepompen en diverse (bestaande) bouwdelen aangesloten.
Ervaring:
• • •
polderweggebied amsterdam.
kosten transportleidingen vallen tegen; veel afstemming tussen energiecentrale en installaties in gebouwen nodig; vertraging in bouw en mutatie in warmte en koudevraag na opdracht WKO. Daarmee opstartproblemen door beperkte vraag en worden beoogde besparingen niet direct gerealiseerd.
104 e Jaargang APRIL 2011
21
GebiedsontwikkelinG en wko RCC Koude & luchtbehandeling
WKo centrum arnhem.
WKO Universiteit van Amsterdam FNWI gebouwen e.a. Collectieve energiecentrale 2 x 230 m3/ uur met warmtepompen etc. Eén opdrachtgever. Duidelijk programma en vooraf committent over aansluitingen van diverse gebouwen.
Ervaring:
•
veel afstemming tussen energiecentrale en gebouwinstallaties nodig. Dit heeft bij opstart problemen gegeven.
beperkt collectieve systemen Levenswetenschappen en FBOR Zernike complex.
Twee gebouwen gebruiken gezamenlijk de bronnen van een doubletsysteem van 230 m3/uur, maar hebben hun eigen energiecentrale met grondwaterwisselaar en warmtepompen. De Rijksuniversiteit is opdrachtgever voor beide bouwdelen.
Ervaring:
•
na opdracht nog veel mutatie in vermogens en daarmee in capaciteit van de WKO. Bij opdracht waren individuele bronsystemen per gebouw voorzien. Na opdracht is besloten tot collectief gebruik van een doubletbron. Mutaties na opdracht geven vaak veel discussie over geld. Afstemming tussen energiecentrale en gebouwinstallatie vraagt veel aandacht.
Wko en brandblusfunctie Systemen voor energieopslag in de bodem zijn voorzien van hoogwaardige
22
APRIL 2011 104 e Jaargang
bronsystemen. Deze bronsystemen kunnen daarom ook prima ingezet worden om ook water te leveren voor de brandweer en sprinklerwatersuppletie. Waterleverende bedrijven hebben geen plicht om gewenste bluswatercapaciteiten aan te bieden en mogen daar hoge kosten voor in rekening (gaan) brengen. Het plaatsen van grote voorraadtanks of kelders voor sprinklersuppletie kost veel geld en neemt veel kostbare ruimte in een binnenstad in beslag. Het toepassen van reeds geprojecteerde bronnen is in dit kader een zeer duurzame oplossing. Het water wordt dan direct lokaal gewonnen. Drinkwaterleidingen hoeven niet onnodig zwaar te worden uitgevoerd Een bronsysteem kan dienst doen voor de sprinklerwatervoorziening van meerdere gebouwen. In dat kader is het ook economisch interessant om deze optie in te zetten. Sinds april 2008 kunnen dergelijke systemen toegepast en gecertificeerd worden voor de meest gebruikelijk toepassingen (zogenaamde N3-installaties). De Jaarbeurs Utrecht en RAI Amsterdam draaien al enige jaren met dergelijke installatie. In principe kunnen alle bronnen van WKO ingezet worden voor een sprinklerfunctie. De uitvoering een WKObronsysteem dient wel aangepast te worden om deze functie mogelijk te maken. Daarom dient deze optie wel tijdig in de planvorming te worden betrokken.
Bovengronds voorraadvat sprinkler.
ondergronds voorraadvat voor sprinkler.
Meer informatie: installect advies ampèrestraat 19c 3861 nc nijkerk t: 033 – 2465858 f: 033 – 2465857 e:
[email protected] i: www.installect.nl
