HAALBAARHEID DUURZAME ENERGIE

HAALBAARHEID DUURZAME ENERGIE GEMEENTE WIJK BIJ DUURSTEDE

2 mei 2012 076412383:0.2 ‐ Definitief B02015.000002.0200

Haalbaarheid duurzame energie

Inhoud Samenvatting .............................................................................................................................................................. 5 1 Inleiding .............................................................................................................................................................. 13 1.1

Aanleiding ................................................................................................................................................ 13

1.2

Hoofdvraag............................................................................................................................................... 13

1.3

Uitgangspunten – energievraag / CO2 emissie .................................................................................... 14

1.4

Structuur van het rapport ....................................................................................................................... 15

2 Zonne‐energie ..................................................................................................................................................... 17 2.1

2.2

2.3

Technologie .............................................................................................................................................. 17 2.1.1

Beschrijving techniek ........................................................................................................... 17

2.1.2

Stand der techniek ............................................................................................................... 18

Potentieel in Wijk bij Duurstede ............................................................................................................ 18 2.2.1

Technische haalbaarheid ..................................................................................................... 18

2.2.2

Kosten en opbrengsten ........................................................................................................ 20

2.2.3

Potentieel in Wijk bij Duurstede ........................................................................................ 22

2.2.4

CO2‐besparing ...................................................................................................................... 22

Realiseerbaarheid ..................................................................................................................................... 23 2.3.1

Juridisch ................................................................................................................................ 23

2.3.2

Actoren .................................................................................................................................. 23

2.3.3

Rol van de gemeente ........................................................................................................... 23

2.3.4

Termijn .................................................................................................................................. 24

3 Geothermie ......................................................................................................................................................... 25 3.1

3.2

3.3

Technologie .............................................................................................................................................. 25 3.1.1

Beschrijving techniek ........................................................................................................... 25

3.1.2

Stand der techniek ............................................................................................................... 27



3.2.2


3.2.3


3.2.4

CO2‐besparing ...................................................................................................................... 29


Juridisch ................................................................................................................................ 29

3.3.2

Actoren .................................................................................................................................. 29

3.3.3


3.3.4

Termijn .................................................................................................................................. 29

4 Mest (co)vergisting ............................................................................................................................................ 31 4.1

Technologie .............................................................................................................................................. 31

4.2



4.2.2


4.2.3


076412383:0.2 - Definitief

1

ARCADIS


4.3


Juridisch ................................................................................................................................ 34

4.3.2

Actoren .................................................................................................................................. 34

4.3.3


4.3.4

Termijn .................................................................................................................................. 34

5 Energie uit resthout en snoeiafval .................................................................................................................. 35 5.1

Technologie .............................................................................................................................................. 35

5.2

Potentieel in Wijk bij Duurstede ............................................................................................................ 36

5.3

5.2.1


5.2.2


5.2.3



Juridisch ................................................................................................................................ 38

5.3.2

Actoren .................................................................................................................................. 38

5.3.3


5.3.4

Termijn .................................................................................................................................. 39

6 Warmte‐ koude opslag ...................................................................................................................................... 41 6.1

Technologie .............................................................................................................................................. 41

6.2

Potentieel voor Wijk bij Duurstede ....................................................................................................... 42

6.3

6.2.1


6.2.2


6.2.3



Juridisch ................................................................................................................................ 43

6.3.2

Actoren .................................................................................................................................. 44

6.3.3


6.3.4

Termijn .................................................................................................................................. 44

7 Windenergie........................................................................................................................................................ 45 7.1

Technologie .............................................................................................................................................. 45

7.2

Potentieel voor Wijk bij Duurstede ....................................................................................................... 46

7.3

7.2.1


7.2.2


7.2.3



Juridisch ................................................................................................................................ 48

7.3.2

Actoren .................................................................................................................................. 49

7.3.3

Termijn .................................................................................................................................. 49

7.3.4


8 Waterkracht: Prinses Irenesluis ....................................................................................................................... 51 8.1

Technologie .............................................................................................................................................. 51

8.2

potentieel .................................................................................................................................................. 52

8.3

Realiseerbaarheid ..................................................................................................................................... 52

9 CO2 reductie door besparing ............................................................................................................................ 53 9.1

Energiebesparing ..................................................................................................................................... 53

2 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


9.2

9.1.1

Huishoudens ........................................................................................................................ 53

9.1.2

Bedrijven ............................................................................................................................... 54

9.1.3

Openbare verlichting ........................................................................................................... 54

Besparing op wegtransport .................................................................................................................... 55 9.2.1

Huishoudens ........................................................................................................................ 55

9.2.2

Bedrijven ............................................................................................................................... 56

10 Conclusies en aanbevelingen .......................................................................................................................... 57 10.1 Inleiding .................................................................................................................................................... 57 10.2 Resultaten ................................................................................................................................................. 57 10.3 Rol gemeente ............................................................................................................................................ 60 10.4 Aanbevelingen voor gemeente .............................................................................................................. 61 Bijlage 1

Literatuurlijst ............................................................................................................................... 63

Bijlage 2

Quick scan geothermie ............................................................................................................... 65

Bijlage 3

Quick scan WKO ......................................................................................................................... 67

Colofon ...................................................................................................................................................................... 69

076412383:0.2 - Definitief

3

ARCADIS


Samenvatting De gemeente Wijk bij Duurstede is op het gebied van klimaat en energie erg ambitieus. In de visie ‘duurzaam Wijk bij Duurstede’ geeft Wijk bij Duurstede hierover het volgende aan: Wijk bij Duurstede mooier, sterker en groener maken, dat is de uitdaging voor de komende jaren. Samen werken aan een duurzame toekomst. Dat gaat niet alleen over milieu of natuur & landschap, dat gaat ook over hoe we een gemeenschap kunnen zijn waarin iedereen tot zijn recht komt en waar mensen wat met elkaar te maken willen hebben en het gaat tenslotte ook over een bloeiende gemeentelijke economie zodat we het geld hebben om te investeren in die duurzame toekomst.’ Specifiek voor het thema klimaat en energie geldt de volgende ambitie voor 2030: 

Wijk bij Duurstede is een klimaat neutrale gemeente.



Energie komt van hernieuwbare bronnen (aardwarmte, biomassa, water, wind, zon).

Vorig jaar (mei, 2011) heeft de gemeente een discussienota windenergie op laten stellen door ARCADIS. Er is gebleken dat de inzet van windenergie een goede optie kan zijn voor het opwekken van duurzame energie binnen de gemeente. Om de gestelde ambities waar te maken, wil de gemeente echter breder kijken dan alleen windenergie. Daarbij is het niet alleen belangrijk dat nu de eerste stappen worden gezet, maar is het net zo belangrijk om nu de juiste keuzes voor de toekomst te maken. Dit document dient als onderlegger voor deze keuzes door een korte analyse te presenteren voor de verschillende energievormen. Het doel is dan ook om een antwoord te formuleren op de onderstaande vraag: Welke bijdrage kunnen vormen van duurzame energie leveren aan het realiseren van de klimaatdoelstellingen van de gemeente Wijk bij Duurstede? En hoe verhoudt windenergie zich hierin? Deze vraag valt uiteen in een aantal deelvragen, die hieronder zijn weergegeven: 

Welke mogelijkheden zijn technisch haalbaar/realiseerbaar?



Wat zijn de kosten en wat de baten van de energievormen?



Welke rol wil de gemeente innemen om de technologie haalbaar te maken?



Voor welke energievorm is in de gemeente het meeste draagvlak?



Welke duurzame energievorm is (het meest) kansrijk?

Om de klimaatdoelstellingen te behalen, is ook CO2 reductie noodzakelijk. Een aantal besparingsmogelijkheden is daarom ook beschreven in het rapport. Uitgangspunten ‐ energievraag / CO2 emissie De gemeente Wijk bij Duurstede wil in 2030 CO2 neutraal zijn. Dit houdt in dat zij als gemeente netto geen CO2 wil uitstoten. Om in te schatten om hoeveel energie en CO2 dit jaarlijks gaat, is een inschatting gemaakt van het energieverbruik van de inwoners van Wijk bij Duurstede. Daarbij is gekeken naar het elektriciteitsverbruik, het gasverbruik en het (weg)transport door de inwoners (zie tabel).

076412383:0.2 - Definitief

5

ARCADIS


Elektriciteitsverbruik huishoudens

Energieverbruik (per jaar)

CO2 emissie

35,3 miljoen kWh

16.000 ton/jaar

23.370 inwoners in Wijk bij Duurstede 3

Gasverbruik huishoudens

16,5 miljoen m

30.000 ton/jaar

Transport huishoudens

18,6 miljoen liter brandstof

28.000 ton/jaar

Tabel 1: Energieverbruik en CO2 emissie door huishoudens in Wijk bij Duurstede

In totaal is voor huishoudens de huidige CO2 emissie ongeveer 75 duizend ton per jaar. Er zijn verschillende duurzame energievormen onderzocht: 

Zonne‐energie: elektriciteit en/of warmte.



Geothermie.



Mest(co)vergisting.



Energiewinning met behulp van snoei‐ en resthout.



Warmtekoude‐opslag.



Windenergie.

 Overige mogelijkheden voor vermindering van CO2‐uitstoot. Deze technologieën zijn onderzocht op de volgende aspecten: 

De technologie.



Het potentieel voor de gemeente.



De realiseerbaarheid van dat betreffende potentieel.

Resultaten Uit de analyse komt naar voren dat er diverse vormen van duurzame energie ingezet kunnen worden om een bijdrage te leveren aan het realiseren van de ambities. In de onderstaande tabel is aangegeven wat de ‘jaarlijkse opbrengst’ is van de inzet van de verschillende vormen van duurzame energie. ENERGIEVORM

Elektriciteitsbespari ng (kWh x miljoen)

Gasbesparing

CO2 besparing (ton)

(m3 x miljoen)

Potentieel korte termijn (0 – 5 jaar) Zonne-energie, korte termijn

7,5

Geothermie, korte termijn

3.400

-

-

Mest(co)vergisting

1,8

3.200

Snoeihout en resthout

0,5

900

Windenergie

35

15.900

Prinses Irenesluis 0,3 MW

2,1

1.000

WKO met warmtepompen Totaal korte termijn

44,6

0,72

1.300

3,12

25.900

Potentieel lange termijn (5-20 jaar) Prinses Irenesluis, als 1,5 MW mogelijk is

10,5

4.800

Zonne-energie, lange termijn

132

60.000

Geothermie (als boren op 5 km en aanleg

14

4,5

14.400

163,5 (+ 44,6)

4,5 (+ 3,12)

79.200 (+ 25.900)

warmtenet mogelijk is) Totaal lange termijn

6 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


ENERGIEVORM

Elektriciteitsbesparing (kWh x miljoen)

Gasbesparing

CO2 besparing (ton)

3

(m x miljoen)

Energiebesparing Energiebesparing huishoudens

5

Energiebesparing Openbare verlichting

6.200

5 miljoen liter benzine

11.000

5-15%

5-15%

0,3

Besparing transport huishoudens Energiebesparing bedrijven

2,4

200

5-15%

Besparing transport bedrijven Totaal energiebesparing

1

>3,8

5-15%

5-15%

>1,6

>17.400

Tabel 2: Potentieel in de gemeente Wijk bij Duurstede

De resultaten van het onderzoek maken een aantal zaken inzichtelijk: 1.

Door inzet van alle duurzame alternatieven en energiebesparing lijkt het in potentie mogelijk om alle huishoudens in 2030 klimaatneutraal te krijgen. Het lijkt niet mogelijk om ook de emissie van alle bedrijven binnen de gemeentegrenzen te neutraliseren.

De totale CO2‐emissie van huishoudens is ongeveer 75 duizend ton per jaar, waarvan ongeveer 16 duizend ton veroorzaakt door het elektriciteitsgebruik, 30 duizend ton door het gasverbruik en 28 duizend ton door transport. Door energie duurzaam op te wekken, kan er op korte termijn ( 0‐5 jaar) in potentie ongeveer 26 duizend ton CO2 voorkomen worden (zie tabel, totaal korte termijn). Door energiebesparing kan daarnaast 17 duizend ton CO2 bespaard worden (zie tabel, totaal energiebesparing). Dit betekent dat op korte termijn de CO2 emissie door huishoudens in potentie gehalveerd kan worden. Om dit te bereiken is het nodig om op alle vormen van duurzame energie en energiebesparing in te zetten. Op de lange termijn kan er in potentie ruim 100 duizend ton (zie tabel, totaal lange termijn: 79 + 26 = 105) aan CO2‐emissie voorkomen worden. Dit is ruim voldoende om de CO2‐emissie van huishoudens te neutraliseren, maar niet voldoende om ook de CO2 emissie van bedrijven te neutraliseren. 2.

Inzet van alle beschikbare vormen van duurzame energie zijn belangrijke voorwaarden om op korte termijn (1‐5 jaar) te verduurzamen

De gemeente kan de snelste winst boeken door het plaatsen van windturbines. Er is in Wijk bij Duurstede voldoende ruimte om ongeveer 5 windturbines van 3 MW te plaatsen, deze kunnen voldoen aan de landelijke regelgeving. Met deze turbines kan de gemeente Wijk bij Duurstede ongeveer evenveel elektriciteit opwekken, als dat door de huishoudens in Wijk bij Duurstede verbruikt wordt (35 miljoen kWh). Er kan hiermee jaarlijks ongeveer 16.000 ton CO2 bespaard worden. Dit is ongeveer 20% van de totale emissie die door huishoudens in Wijk bij Duurstede wordt uitgestoten. Inzet van zonnepanelen biedt op korte termijn grote kansen. Op dit moment kunnen huishoudens zonder subsidie geld besparen door de aanschaf van zonnepanelen. Door zelf elektriciteit op te wekken, hoeven ze deze niet in te kopen. Onder de huidige regels kunnen huishoudens de opgewekte elektriciteit salderen met hun eigen energierekening. Op deze manier zijn de zonnepanelen binnen ongeveer 14 jaar terug verdiend. Wanneer een derde van de woningeigenaren hun dak gebruiken om daar zonnepanelen op te leggen, dan is daar 7,5 miljoen kWh mee op te wekken. 1

Dit is exclusief het aandeel dat wordt behaald met energiebesparing en besparing op transport bij bedrijven.

076412383:0.2 - Definitief

7

ARCADIS


Hiermee kan jaarlijks ongeveer 3.400 ton CO2 bespaard worden, dat is bijna 5% van de totale CO2 die door huishoudens in Wijk bij Duurstede wordt uitgestoten. Door met snoeihout, resthout en mest energie op te wekken kan op korte termijn ongeveer 4 duizend ton per jaar aan CO2 –emissie voorkomen worden. Dit is ruim 5% van de totale CO2 emissie welke door huishoudens in Wijk bij Duurstede veroorzaakt wordt. Door energie op te wekken met de Prinses Irenesluis kan nog eens duizend ton per jaar aan CO2 emissie voorkomen worden en door gebruik te maken van WKO nog eens 1.300 ton. Dit is ongeveer 3% van de totale emissie van huishoudens. 3.

Door in te zetten op energiebesparing kan veel emissie van CO2 voorkomen worden en (een deel van) deze besparing kan al op korte termijn gerealiseerd worden.

Niet alleen het opwekken van duurzame energie is een manier om de emissie van CO2 te voorkomen, maar het is even belangrijk om slimmer om te gaan met energie en daar zo veel mogelijk op te besparen. Binnen de gemeente Wijk bij Duurstede liggen daar ook veel kansen. In Wijk bij Duurstede zijn veel bestaande woningen. Het mogelijk om met gebruik van isolatie en slimmer gebruik van elektrische apparaten veel energie te besparen. Veel investeringen zijn economisch rendabel (zeer korte terugverdientijden) en het is daarom nu al interessant voor de inwoners om hierop in te zetten. Hiermee kan jaarlijks ongeveer 6 duizend ton CO2 bespaard worden. Dit is ongeveer 8% van de totale emissie van huishoudens. Ook op transport kan CO2 bespaard worden. Dit kan door aanschaf van zuinigere auto’s, het voorkomen van transport of gebruik van andere vervoersmiddelen (trein of fiets in plaats van de auto). Op transport kan in totaal ruim 10 duizend ton CO2 per jaar bespaard worden. Dit is bijna 15% van de totale emissie van huishoudens. Tot slot kan de gemeente zelf energie besparen door het verduurzamen van zijn eigen gebouwen en de openbare verlichting. Alleen op de openbare verlichting kan de gemeente al 300 duizend kWh aan elektriciteit besparen. Daarmee wordt 200 ton aan CO2‐emissie voorkomen. Op de eigen gebouwen kan de gemeente ongeveer 5‐15 % van het energieverbruik besparen. Om energie te besparen zijn investeringen nodig, maar deze investeringen verdienen zich over het algemeen ook snel terug: (Afhankelijk van de investering is de terugverdientijd voor besparing 3‐10 jaar). 4.

Op de langere termijn (5‐20 jaar)liggen de grootste kansen bij zonne‐energie en mogelijk ook geothermie

De ontwikkeling van zonnepanelen is de afgelopen jaren heel snel gegaan, dit heeft enorme prijsdalingen tot gevolg gehad. Als deze ontwikkeling zich door gaat zetten, dan is het rond 2020 misschien al mogelijk om op een rendabele manier met zonnepanelen elektriciteit op te wekken. Het is echter erg onzeker of deze ontwikkeling zich zo snel doorzet. De markt staat nu namelijk wel erg onder druk. De verwachting is wel dat binnen nu en 20 jaar de prijs van zonnepanelen zo ver gedaald is dat grootschalige inzet van zonnepanelen zonder subsidie mogelijk is. In Wijk bij Duurstede is veel weidegrond aanwezig. Wanneer 50% van het bruikbare dakoppervlak en 5% van alle weidegrond wordt gebruikt om te bedekken met zonnepanelen, dan kan daar met de huidige stand der techniek (rendement = 15‐20%) in potentie 132 miljoen kWh aan elektriciteit opgewekt worden. Hiermee kan per jaar ongeveer 60 duizend ton aan CO2 worden bespaard en dat is ongeveer 80% van de totale CO2 emissie door huishoudens in Wijk bij Duurstede. Ook met geothermie kan in potentie veel CO2 bespaard worden. Bij geothermie geldt echter nog meer dan bij zonnepanelen dat er erg veel onzekerheden zijn. Niet zozeer over de technologie, maar wel over de geschiktheid van de ondergrond en de kosten om bijvoorbeeld een warmtenet aan te leggen en te exploiteren. Door al deze onzekerheden zal het moeilijk zijn om investeerders te vinden. De potentie is wel heel groot.

8 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


Wanneer er één bron op 5 km diepte kan worden geslagen en de warmte wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken en de huizen mee te verwarmen, dan kan daar ruim 14 duizend ton per jaar aan CO2 mee worden voorkomen. Dit is bijna 20% van de totale CO2 emissie door huishoudens. Rol gemeente De gemeente wil in 2030 CO2 neutraal zijn. Uit de analyse blijkt dat er binnen de gemeentegrenzen veel mogelijkheden zijn voor het opwekken van duurzame energie, maar dat het ook een hele opgave om de CO2 emissie van alleen de huishoudens te compenseren. De rol van de gemeente verschilt per technologie. Bij windenergie en mest‐(co)vergisting is een wijziging van het bestemmingsplan noodzakelijk. Ook om grootschalige opwekking van zonne‐energie en geothermie mogelijk te maken, dient het bestemmingsplan aangepast te worden. De gemeente kan hier een actieve rol in vervullen door daar nu al over na te denken en bij aanpassing van het bestemmingsplan deze zaken ook mee te nemen. Voor gebruik van zonne‐energie op korte termijn, energiebesparing bij bedrijven en huishoudens en het gebruik van de Prinses Irenesluis is de rol van de gemeente vooral initiërend en stimulerend. Dit kan zij doen door zelf het goede voorbeeld te geven, informeren van de inwoners en/of subsidieprogramma’s. Ook kan zij bestaande initiatieven ondersteunen. Een andere rol die de gemeente kan vervullen, is het onderzoeken van mogelijkheden. Dit onderzoek is daar een voorbeeld van, maar voor het gebruik van geothermie en het opzetten van het warmtenet is nog veel onderzoek nodig en de gemeente kan dit onderzoek uit laten voeren. Resumerend heeft de gemeente vooral een stimulerende rol en dient zij ervoor zorg te dragen dat het proces voor het verlenen van vergunningen soepel verloopt. Ook heeft de gemeente een belangrijke sturende functie en is zij verantwoordelijk voor een goede ruimtelijke inpassing. Aanbevelingen voor de gemeente Wijk bij Duurstede Zoals hierboven aangegeven zijn er zowel op korte als op lange termijn kansen voor de inzet van duurzame energie in de gemeente Wijk bij Duurstede. Deze paragraaf geeft inzicht in wat de gemeente met deze conclusies kan doen. Ten eerste geldt dat er nu keuzes moeten worden gemaakt om te borgen dat er op lange(re) termijn wordt voldaan aan de gestelde doelen. Om deze borging aan te brengen, is het van belang om een politiek‐ bestuurlijk gedragen lange termijn beleid te ontwikkelen. Dit beleid, waarbij inspraak van burgers en bedrijven kan worden gevraagd, bestaat uit drie samenhangende delen: 1. Routekaart met een helder einddoel (klimaatneutraal 2030). 2. Uitvoeringsplan met concrete doelen in tijd en kosten. 3. Monitoringsinstrument om deze voortgang te borgen. Dit moet dan een pragmatisch en daadkrachtig plan zijn dat resultaatgericht is. Dit betekent dat het einddoel vast moet staan, maar dat de weg daar naar toe flexibel is en zich aanpast aan de (veranderende) omstandigheden. In dit plan wordt een lange termijn beleidsplan (routekaart) gekoppeld aan meerdere korte termijn uitvoeringsplannen, die een eigen tussendoelstelling hebben. Het eerste uitvoeringsplan voor de korte termijn wordt daarbij naast de routekaart opgesteld.

076412383:0.2 - Definitief

9

ARCADIS


In figuur 9 is dit plan schematisch weergegeven:

Figuur 1 Mogelijke aanpak stimulering duurzame energie

Naast het opstellen van een (integraal) lange termijn beleid kan ook een aantal aanbevelingen worden geformuleerd voor maatregelen die op korte termijn effect sorteren. Daarbij is er van uitgegaan dat de gemeente, binnen de grenzen van haar bevoegdheden en financiële reikwijdte, zich actief wil inzetten om de realisatie van duurzame energie en energiebesparing te stimuleren. De gemeente kan daartoe: 

het goede voorbeeld geven door zelf actief de gemeentelijke organisatie te verduurzamen: − Verduurzamen van openbare voorzieningen. − Verduurzamen van de eigen gebouwen. − Maatregelen nemen om het eigen transport en transport van de werknemers te verduurzamen.



een beleidslijn zonne‐energie op stellen, waarin zij aangeeft: − wat het standpunt van de gemeente is ten aanzien van zonne‐energie; − welke eisen/mogelijkheden er zijn vanuit het welstandsbeleid van de gemeente;



een programma opstellen om inwoners (en op termijn bedrijven) te stimuleren om zonnepanelen aan te schaffen;



inzetten op de komst van windturbines in de gemeente en daar vergunningen voor verlenen. Uitgangspunten daarbij zijn het creëren van draagvlak en participatie door inwoners te overtuigen van de noodzaak ervan;



zich actief inzetten om energiebesparing binnen de gemeente te realiseren. Dit kan onder andere worden bereikt door middel van: − het (gefaseerd) aanbrengen van dynamische verlichting, eventueel met LED; − energiebesparing bij huishoudens door hen te stimuleren en zelf het goede voorbeeld te geven; − energiebesparing bij bedrijven. Hier kan gekozen worden voor een model waarbij het bedrijf pas betaalt op het moment dat (financieel haalbare) besparingsmogelijkheden worden vastgesteld.

10 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief




snoeihout inzetten voor verwarming van (gemeentelijke) gebouwen. Het zwembad wordt daarbij als mogelijkheid gezien;



inzet van grootschalige zonne‐energie mogelijk maken, door dit op te nemen in het bestemmingsplan wanneer deze geactualiseerd wordt;



een onderzoek laten uitvoeren naar de mogelijkheden van diepe geothermie.

076412383:0.2 - Definitief

11

ARCADIS


12 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


1 1.1

Inleiding AANLEIDING

De gemeente Wijk bij Duurstede is op het gebied van klimaat en energie erg ambitieus. In de visie ‘duurzaam Wijk bij Duurstede’ geeft Wijk bij Duurstede hierover het volgende aan: ‘Wijk bij Duurstede mooier, sterker en groener maken, dat is de uitdaging voor de komende jaren. Samen werken aan een duurzame toekomst. Dat gaat niet alleen over milieu of natuur & landschap, dat gaat ook over hoe we een gemeenschap kunnen zijn waarin iedereen tot zijn recht komt en waar mensen wat met elkaar te maken willen hebben en het gaat tenslotte ook over een bloeiende gemeentelijke economie zodat we het geld hebben om te investeren in die duurzame toekomst.’ Hierbij zet de gemeente de komende jaren in op de volgende thema’s: 

Biodiversiteit, groen en natuur.



Water.



Duurzaam bouwen.



Klimaat en energie.



Duurzaam inkopen.



Communicatie.

Specifiek voor het thema klimaat en energie geldt de volgende ambitie voor 2030: 

Wijk bij Duurstede is een klimaat neutrale gemeente.



Energie komt van hernieuwbare bronnen (aardwarmte, biomassa, water, wind, zon).

Hiervoor heeft Wijk bij Duurstede zich aangemeld als “koploper goud” bij de provincie en heeft zij een aanvraag ingediend voor de Slok‐regeling (Stimulering Lokale Klimaatinitiatieven) van de Rijksoverheid.

1.2

HOOFDVRAAG

Vorig jaar (mei, 2011) heeft de gemeente een discussienota windenergie op laten stellen door ARCADIS. Er is gebleken dat de inzet van windenergie een goede optie kan zijn voor het opwekken van duurzame energie binnen de gemeente. Om de gestelde ambities waar te maken, wil de gemeente echter breder kijken dan alleen windenergie. Daarbij is het niet alleen belangrijk dat nu de eerste stappen worden gezet, maar is het net zo belangrijk om nu de juiste keuzes voor de toekomst te maken. Dit document dient als onderlegger voor deze keuzes door een korte analyse te presenteren voor de verschillende energievormen.

076412383:0.2 - Definitief

13

ARCADIS


Het doel is dan ook om een antwoord te formuleren op de onderstaande vraag: Welke bijdrage kunnen vormen van duurzame energie leveren aan het realiseren van de klimaatdoelstellingen van de gemeente Wijk bij Duurstede? En hoe verhoudt windenergie zich hierin? Deze vraag valt uiteen in een aantal deelvragen, die hieronder zijn weergegeven: 














Om de klimaatdoelstellingen te behalen, is ook CO2 reductie noodzakelijk. Een aantal besparingsmogelijkheden is daarom ook beschreven in het rapport.

1.3

UITGANGSPUNTEN – ENERGIEVRAAG / CO2 EMISSIE

De gemeente Wijk bij Duurstede wil in 2030 CO2 neutraal zijn. Dit houdt in dat zij als gemeente netto geen CO2 wil uitstoten. Om in te schatten om hoeveel energie en CO2 dit jaarlijks gaat, is een inschatting gemaakt van het energieverbruik van de inwoners van Wijk bij Duurstede. Daarbij is gekeken naar het elektriciteitsverbruik, het gasverbruik en het (weg)transport door de inwoners. Uitgangspunt voor de inschatting zijn de kengetallen die periodiek door het CBS en het Planbureau voor de Leefomgeving worden gepubliceerd. Het gaat daarbij specifiek om de volgende kengetallen: 

Het gemiddelde elektriciteitsverbruik per inwoner is 1.465 kWh per jaar.



Het gemiddeld gasverbruik is 666 m3 per inwoner2.



De gemiddelde afstand per auto in Wijk bij Duurstede is 16.000 km/jaar3 en in Wijk bij Duurstede staan



Het gemiddeld verbruik van een personenauto is 1 op 11.

10.270 auto’s bij het RDW geregistreerd. 

In een liter benzine zit ongeveer 35 MJ aan energie.



Per kilometer is de gemiddelde emissie van een personenauto op dit moment ongeveer 180‐200 g/km.

2

Planbureau voor de Leefomgeving (PBL): Compendium voor de Leefomgeving via

http://www.compendiumvoordeleefomgeving.nl/indicatoren/nl0036‐Huishoudelijk‐energieverbruik‐per‐ inwoner.html?i=6‐40 3

Planbureau voor de Leefomgeving (PBL): Compendium voor de Leefomgeving via

http://www.compendiumvoordeleefomgeving.nl/indicatoren/nl0038‐Afgelegde‐afstand‐per‐persoon‐per‐ dag.html?i=15‐12

14 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


Op grond van deze kengetallen gelden voor Wijk bij Duurstede de volgende (grove) schattingen van het jaarlijks energieverbruik en CO2‐uitstoot: Energieverbruik

CO2 emissie

(per jaar) Elektriciteitsverbruik huishoudens

35,3 miljoen kWh

16.000 ton/jaar

23.370 inwoners in Wijk bij Duurstede 3

Gasverbruik huishoudens

16,5 miljoen m

Transport huishoudens

18,6 miljoen liter

30.000 ton/jaar 28.000 ton/jaar

brandstof Tabel 3: Energieverbruik en CO2 emissie door huishoudens in Wijk bij Duurstede

In totaal is voor huishoudens de huidige CO2 emissie ongeveer 75 duizend ton per jaar. In dit rapport zal deze waarde als referentie worden gebruikt.

1.4

STRUCTUUR VAN HET RAPPORT

In het hoofdstuk 2 tot en met hoofdstuk 7 zijn per duurzame energievorm de volgende aspecten besproken: 

De technologie.



Het potentieel voor de gemeente.



De realiseerbaarheid van dat betreffende potentieel.

Hoofdstuk 8 geeft vervolgens een samenvatting van de beschreven energievormen, de conclusie en een advies voor de meest kansrijke duurzame energievorm. Tot slot bevatten de bijlagen een literatuurlijst en aantal quick scans ten aanzien van de energievormen.

076412383:0.2 - Definitief

15

ARCADIS


16 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


2 2.1

Zonne-energie TECHNOLOGIE

Het stralen van de zon kan ingezet worden om duurzaam elektriciteit of warmte op te wekken. Het opwekken van elektriciteit kan onder andere door gebruik te maken van een natuurkundig principe dat bekend staat als het Photo Voltaïsche‐effect. Dergelijke panelen worden daarom veelal PV‐panelen genoemd. Zonne‐energie systemen die warmte produceren, staan bekend als zon‐thermische systemen.

2.1.1

BESCHRIJVING TECHNIEK

Zon‐elektrisch Een zonne‐energiesysteem dat elektriciteit opwekt, bestaat grofweg uit twee elementen. Een paneel dat zonlicht omzet in gelijkstroom en een inverter die gelijkstroom omzet in wisselstroom. De opgewekte elektriciteit is duurzaam en voorkomt daardoor CO2‐emissie. Alle PV‐panelen werken volgens hetzelfde principe. Licht dat invalt op het paneel zorgt voor een positieve en een negatieve lading in het paneel. Door de positieve en negatieve via aparte contactlagen af te voeren, loopt er een stroom. In welke mate zonnepanelen interessant zijn voor toepassing hangt af van verschillende elementen zoals opbrengst, kosten en de toepasbaarheid op het dak. Zon‐thermisch Een thermisch zonne‐energiesysteem bestaat uit een zonnecollector die zonlicht opvangt en een voorraadvat voor het opslaan van het opgewarmde water. De collector bestaat over het algemeen uit een donker gekleurd buizenstelsel dat afgedekt is met een vlakke glasplaat en op het dak wordt geplaatst. Het water dat door het buizenstelsel stroomt, wordt verwarmd door het zonlicht. Het warme water wordt dan bewaard in een voorraadvat, omdat de productie van de warmte met behulp van een zonnecollector niet gelijk loopt met de vraag naar warm water. Een zonneboiler levert alleen warm tapwater. Daarnaast is een combiketel nodig voor ruimteverwarming en na‐ en bijverwarming van tapwater. In een zonnegascombi is een CV‐ketel en een zonneboiler samengebouwd tot één toestel. De opbrengst van een zonneboilersysteem is sterk afhankelijk van het warm tapwater gebruik. Om water door het systeem te pompen, gebruikt een zonneboiler bovendien elektriciteit.

076412383:0.2 - Definitief

17

ARCADIS


2.1.2

STAND DER TECHNIEK

Zon‐elektrisch Zon‐PV is een volwassen techniek. Naar schatting is er wereldwijd 64 GW geïnstalleerd vermogen aan PV‐panelen. Genoeg om het volledige oppervlak van de provincie Utrecht compleet te bedekken met zonnepanelen. Zonnepanelen zijn de laatste jaren sterk in prijs gedaald. Hierdoor worden zonnepanelen ook zonder subsidie in Nederland steeds aantrekkelijker voor een steeds grotere groep mensen. Een gemiddeld huishouden met een verbruik van 3.500 kWh / jaar, zou in haar elektriciteit kunnen voorzien met een systeem van circa 35 vierkante meter PV‐panelen. PV‐panelen degraderen door de jaren heen. Hierdoor neemt de opbrengst gemiddeld tussen de 0,5% tot 1% per jaar af. Hogere degradatie is ook mogelijk. Daarom is het belangrijk om naar de kwaliteit van de panelen te kijken. Indicatief hiervoor zijn de garanties die de fabrikant geeft ten aanzien van levensduur en maximale degradatie. Fabrikanten geven tegenwoordig veelal prestatiegaranties voor 20 jaar af. De verwachting is dat zonnepanelen in de toekomst in efficiëntie toe zullen nemen, maar het is nog erg onzeker hoe dat zich gaat ontwikkelen. Zon‐thermisch De markt voor zon‐thermische systemen zoals zonneboilersystemen is al ver ontwikkeld. Volgens het CBS is er in Nederland in 2010 voor 555 TJ aan warmte opgewekt met zonneboilersystemen met een collector kleiner dan 6 m2. Uitgaande van een gemiddelde opbrengst van een dergelijk systeem van 4 GJ per jaar, betekent dat er een kleine 140.000 huishoudens in Nederland zijn waar het warme tapwater door de zon wordt verwarmd. In het verleden heeft deze markt een flinke groei doorgemaakt in de bestaande bouw, onder andere door de landelijke subsidie regeling duurzame warmte. Deze regeling is echter in 2011 opgeheven. In nieuwbouwprojecten is de zonneboiler echter nog steeds een logische en kostenefficiënte keus om te voldoen aan de steeds scherper wordende EPC‐eisen vanuit het bouwbesluit.

2.2

POTENTIEEL IN WIJK BIJ DUURSTEDE

2.2.1

TECHNISCHE HAALBAARHEID

Zon‐elektrisch Zon‐elektrische systemen kunnen eigenlijk overal geplaatst worden waar genoeg zon is. PV panelen worden in Nederland voornamelijk op daken geplaatst. De opgewekte stroom wordt vervolgens direct op de netaansluiting van het pand ingevoerd. Elektriciteit die niet zelf gebruikt wordt, wordt terug geleverd aan het elektriciteitsnet. Grootschalige zonne‐energie installaties zijn in Nederland minder gangbaar vanwege de nu nog relatief lage rendementen (zie paragraaf 3.2.2.). Zon‐thermisch Warmte laat zich niet heel efficiënt transporteren over grote afstanden. Om warmteverliezen te beperken moeten zon‐thermische systemen geplaatst worden op plekken waar er ook genoeg vraag is naar die warmte. Een klein systeem van enkele vierkante meters kan grotendeels voorzien in de behoefte van warm tapwater van een gebouw.

18 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


Areaal voor zonne‐energie Onderstaande figuur laat de gemeente Wijk bij Duurstede zien. De rode contouren bakenen het stedelijk gebied af en geven de buurten weer volgens de CBS indeling. In 2010 heeft ARCADIS voor de Provincie Utrecht als onderdeel van de opdracht ‘Duurzame daken’ in kaart gebracht hoe groot het potentieel is aan duurzame daken in de provincie Utrecht en daar mee ook voor de gemeente Wijk bij Duurstede. In onderstaande kaart is tevens het areaal weergegeven dat niet bebouwd is. Weidegebieden worden technisch geschikt geacht voor grootschalige zonne‐energie installaties.

Figuur 2 Mogelijkheden zonne‐energie in de gemeente Wijk bij Duurstede

Het weidegebied binnen de gemeente is met 2.000 ha een aanzienlijk deel (40%) van het gemeente areaal. In Wijk bij Duurstede is een dakoppervlak van ruim 60 hectare geschikt voor zonne‐energie. Zie onderstaande tabel voor een overzicht. Dit komt overeen met de oppervlakte van ruim 85 voetbalvelden. Areal inschatting zonne-energie Gemeente Wijk bij Duurstede

Stedelijk gebied

Buiten stedelijk

(Rode contouren)

(Buiten rode contouren)

Totaal

Totaal areaal gemeente

4.980 ha

Potentieel areaal geschikt voor

2.000 ha

grootschalige installaties Dakoppervlak totaal

48 ha

84 ha

132 ha

Dakoppervlak geschikt voor

18 ha

43 ha

61 ha

duurzame daken Tabel 4 – areaal zonne‐energie gemeente Wijk bij Duurstede

076412383:0.2 - Definitief

19

ARCADIS


Dit potentieel ligt met 43% voornamelijk in de stad Wijk bij Duurstede en het dorp Cothen. Zie onderstaand diagram. Verder ligt 55% van het dakareaal in de gemeente Wijk bij Duurstede op laagbouw met een woonfunctie.

Figuur 3 Verdeling oppervlak naar CBS buurten en naar functie

Het CBS heeft in 2010 geïnventariseerd hoe de woningvoorraad in Nederland verdeeld was. De resultaten van die inventarisatie zijn onderstaand voor de gemeente Wijk bij Duurstede weergegeven. Totale Woningvoorraad

Eigen woning

Huurwoning in bezit woningcorporatie

Huur in bezit overige verhuurders

Onbekend

Nederland

7.172.436

55,3%

31,9%

12,0%

0,8%

Wijk Bij Duurstede

9.187

66,5%

26,5%

6,6%

0,4%

Tabel 5 ‐ Woning voorraad Nederland en Wijk bij Duurstede

We weten dat de gemeente Wijk bij Duurstede 61 ha aan dakoppervlak heeft dat geschikt is voor zonne‐ energie. Van deze 61 ha ligt 54,9% (33,5 ha) op daken van laagbouw woningen. Naar schatting is van deze 33,5 ha minimaal 22,3 ha (66,5%) in bezit van eigen woning bezitters.

2.2.2

KOSTEN EN OPBRENGSTEN

Zon‐elektrisch De kosten van zonnepanelen wordt gerelateerd aan het vermogen van de panelen en uitgedrukt in Euro per Watt‐piek (€ / Wp). Deze eenheid is niet één op één te relateren aan het oppervlak. Efficiënte panelen leveren per vierkante meter meer energie, maar zijn per vierkante meter ook duurder dan minder efficiënte panelen. Onderstaand een indruk van verschillende typen panelen en hun opbrengst per vierkante meter. Type paneel

Efficiëntie

Wp / m2

Mono-Kristallijn

± 15%

± 150

127,5 kWh / jaar

Multikristallijn

± 12%

± 120

102 kWh / jaar

Amorf / Dunnefilm

± 6%

± 60

51 kWh / jaar

Tabel 6 ‐ kenmerken PV

* Bij ideale ligging (36 graden helling gericht op het zuiden)

2

Opbrengst van 1 m paneel in Wijk bij Duurstede*

20 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


De opbrengst in euro’s van zonnepanelen is gerelateerd aan het elektriciteitstarief. Dit tarief verschilt per doelgroep. Huishoudens betalen bijvoorbeeld meer voor hun elektriciteit dan zakelijke gebruikers. Doelgroep

Elektriciteitstarief (indicatief)

Huishoudens

20 tot 22 ct / kWh

MKB

11 tot 14 ct / kWh

Groot verbruikers

7 tot 10 ct / kWh

Grootschalig terug leveren aan het elektriciteitsnet

5 tot 9 ct / kWh

Tabel 7 ‐ Elektriciteitstarief per doelgroep

De kosten van een zonne‐energiesysteem lopen anno 2012 uiteen van €2,50 / Wp voor een kleinschalig systeem (5 m2) tot €1,60 / Wp voor zeer grootschalige systemen (meer dan 100 m2) inclusief installatie. In onderstaande tabel is een overzicht gegeven van de simpele terugverdientijden voor de verschillende doelgroepen (zonder subsidie). Doelgroep

Investeringskosten

Terugverdientijd

Gemiddelde elektriciteitsprijs over 20 jaar.

Huishoudens

€2,50 / Wp

14 jaar

15 ct / kWh

MKB

€2,10 / Wp

21 jaar

12 ct/ kWh

Groot verbruikers

€1,80 / Wp

26 jaar

11 ct / kWh

Grootschalig terug leveren

€1,60 / Wp

27 jaar

9 ct / kWh

aan het elektriciteitsnet Tabel 8 – Kosten zonne‐energie naar doelgroep

Wat opvalt, is dat de zonne‐energie voor huishoudens op dit moment goedkoper is dan een regulier contract met een energieleverancier. De investering van 7.500 tot 10.000 euro is echter in veel gevallen een drempel. Grootschalige initiatieven zijn op dit moment financieel zeer beperkt interessant. Bedrijven die op dit moment kiezen voor zonne‐energie doen dit veelal van uit een duurzaamheidsvisie en maken gebruik van enkele fiscale voordelen, zoals de energie en investeringsaftrek, kleinschaligheidsaftrek of specifieke gemeentelijke of provinciale subsidies. Verwacht wordt dat de investeringskosten voor zonne‐energie verder blijven dalen en dat vanaf 2018 – 2020 het ook in Nederland financieel interessant wordt om grootschalige PV‐systemen te realiseren zonder subsidie. Zon‐thermisch In bestaande bouw hebben zonneboiler systemen, zonder subsidie ongeveer een terugverdientijd van 25 jaar4. Dit is gelijk aan de levensduur van zonneboilersystemen. Hiermee zijn dergelijke systemen financieel even aantrekkelijk als de traditionele gasketel. Investeringen voor een gemiddeld huishouden liggen rond de € 2.500,‐‐ voor een zonneboiler systeem. Rendementen en daarmee de terugverdientijden blijken in de praktijk sterk te verschillen afhankelijk van het tapwater gebruik.

4

AgentschapNL – Infoblad zonne‐warmte investeringen en opbrengsten (2010).

076412383:0.2 - Definitief

21

ARCADIS


In nieuwbouwprojecten zijn zonneboiler systemen door schaalvoordelen goedkoper in aanschaf en installatie. Zonneboiler systemen zijn in dergelijke projecten gemeengoed vanwege steeds verder aangescherpte EPC normen.

2.2.3


Korte termijn Momenteel kan alleen het dakoppervlak dat in bezit is van de eigen woning bezitter en geschikt is voor duurzame daken gezien worden als potentieel dat realistisch benut kan worden. Op deze daken kan zon‐PV financieel uit. Het totale potentieel is op korte termijn 22,6 miljoen kWh. Niet alle eigenwoningbezitters zullen echter zonnepanelen op hun daken te plaatsen. In dit rapport is het reële potentieel daarom geschat op een derde van het totale potentieel. Dit komt overeen met 7,5 miljoen kWh aan elektriciteit. Oppervlak woningen

Energie potentieel

Vermeden CO2

laagbouw eigen

(x miljoen kWh)

(x ton CO2 / jaar)

woningbezitters Totale potentieel korte termijn

22,3 ha

22,6 miljoen kWh

9.800

Reëel potentieel korte termijn

7,5 ha

7,5 miljoen kWh

3.400

Tabel 9 – Potentieel korte termijn

Op de middellange termijn zal al het dakareaal dat geschikt is voor duurzame daken ingezet kunnen worden voor PV. Ten aanzien van het weidegebied is aangenomen dat tot 5% ingezet kan worden voor PV en ten aanzien van woningen gaan we er in dit rapport vanuit dat er 50% van het totale dakareaal gebruikt gaat worden voor zonnepanelen. Lange termijn Potentieel toekomstig

Oppervlak

Energie potentieel

Vermeden CO2

(x miljoen kWh)

(x ton CO2 / jaar)

Dakareaal geschikt voor duurzame daken

50% x 61 ha = 30,5 ha

30,9

26.800

Weide gebieden in te zetten voor PV

100 ha (5% van totale

101,3

43.946

weidegrond) Tabel 10 – Potentieel lange termijn

2.2.4

CO2-BESPARING

Het benutten van het dakoppervlak van woningeigenaren kan op de korte tot middellange termijn (1 tot 5 jaar) een reductie opleveren van 9.800 ton CO2 per jaar. Op de lange termijn (5 tot 20 jaar) is een reductie mogelijk van bijna 70.000 ton CO2 per jaar.

22 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


2.3

REALISEERBAARHEID

2.3.1

JURIDISCH

Ten aanzien van zonne‐energie zijn er nauwelijks juridische beperkingen, enkele uitzonderingen daargelaten. Met name bestemmingsplannen en de Monumentenwet zijn van toepassing. Het beschermd stadsgezicht in de historische binnenstad van de stad Wijk bij Duurstede, maakt dat zonne‐energie op deze locatie maar zeer beperkt haalbaar is. Tevens kan zonne‐energie niet zomaar op monumentale panden geplaatst worden. Grootschalige zonne‐energie kan veelal binnen milieucategorie 2 gerealiseerd worden waarbij een bouwvergunning van toepassing is.

2.3.2

ACTOREN

In de basis is de markt voor zonne‐energie simpel. De consument schaft een systeem aan bij een leverancier. Hij kan dit zelf installeren of laten installeren. De consument verdient het systeem terug doordat hij minder elektriciteit of gas van de energieleverancier hoeft af te nemen of zelfs energie terug levert aan de energieleverancier. Indien de voorinvestering te groot is voor de consument dan is er de mogelijkheid om deze te financieren. Bij grootschalige PV‐projecten is er sprake van de volgende actoren: 

Een initiatiefnemer.



Een financier.



Contact met de netbeheerder.



Een afnemer van de energie.



Grond‐ of dakeigenaar.



Contact met de gemeente voor een bouwvergunning.



Diverse overheden in verband met subsidies.

2.3.3

ROL VAN DE GEMEENTE

Zon‐elektrisch Zon‐elektrisch kan nu al door de eigen woningbezitter in Wijk bij Duurstede gebruikt worden. De gemeente kan een pro‐actieve rol aannemen bij het stimuleren van de burger om zonne‐energie te realiseren, bijvoorbeeld met een informatieve website voor deze doelgroep. Deze website zou naast informeren ook kunnen ontzorgen door het met één druk op de knop mogelijk maken van het aanvragen van een offerte. De investeringskosten zullen een drempel zijn voor veel mensen. Mogelijk dat de gemeente financieringen met een lage rente mogelijk kan maken. Op middellange termijn worden de midden‐ en kleinbedrijven een interessante doelgroep voor zonne‐energie. Deze zou op een zelfde wijze gestimuleerd kunnen worden. Voor grootschalige zonne‐energie projecten zouden zoekgebieden aangewezen kunnen worden. Deze gebieden dienen gemakkelijk afgeschermd te kunnen i.v.m. de beveiliging van een grootschalig systeem. Verder dient de afstand tot invoer op het elektriciteitsnet zo kort mogelijk te zijn.

076412383:0.2 - Definitief

23

ARCADIS


Zon‐thermisch Zon‐thermische systemen hebben te allen tijde een relatie met de gebouwde omgeving. Opgewekte warmte dient op korte afstand van de opweklocatie gebruikt te worden om verliezen te beperken. In bestaande woningbouw hebben zonne‐boilersystemen zonder subsidie een terugverdientijd van circa 25 jaar. Dit is even lang als de levensduur van een dergelijk systeem. Om de burger te stimuleren over te stappen naar dergelijke systemen zal er ook een financieel voordeel moeten zijn. Een subsidie lijkt de meest vanzelfsprekende vorm zon‐thermische systemen te stimuleren in de bestaande bouw. Voor nieuwbouw is geen stimulering vereist. De EPC‐norm wordt in 2015 verder aangescherpt in het bouwbesluit naar een EPC van 0,4 waardoor duurzame warmte al meegenomen wordt in dergelijke projecten. Zonne‐boilersystemen vormen dan een logische keuze.

2.3.4

TERMIJN

Zon‐elektrisch Zonne‐energie is op dit moment zonder subsidie interessant voor de eigen woningbezitter. Door verdere prijsdaling van de zonnepanelen en de (stijgende) prijs van elektriciteit is de verwachting dat zonne‐ energie steeds interessanter wordt voor meer doelgroepen. De vergoeding die de verschillende doelgroepen voor de geproduceerde elektriciteit kunnen krijgen is hierbij bepalend. Tussen 2018 en 2020 wordt het omslagpunt verwacht waarbij ook grootschalige systemen financieel interessant zijn. Zon‐thermisch Het prijspeil voor zon‐thermische systemen is de laatste jaren stabiel5. Zon‐thermische systemen worden in bestaande bouw mogelijk weer echt interessant als de gasprijs verder stijgt.

5

AgentschapNL ‐Statusrapportage zonneboilers in Nederland in 2008 i.c.m. 2012 prijzen

24 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


3

Geothermie

3.1

TECHNOLOGIE

3.1.1

BESCHRIJVING TECHNIEK

Geothermische energiewinning is het winnen van warmte, die aanwezig is in het (diepe) grondwater. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van een boorput, waardoor de warmte naar boven wordt gehaald. Er zijn drie technieken waarmee dit kan worden gedaan: 1. Traditioneel doublet met warm water oppompen. 2. Hot dry rock techniek. 3. Single well techniek. Traditioneel doublet Met betrekking tot het traditionele doublet, waarbij warm water wordt opgepompt en afgekoeld water weer wordt geïnjecteerd, is een locatie geschikt als er een gesteentepakket aanwezig is dat (a) de gewenste temperatuur heeft, (b) doorlatend en dik genoeg is om er voldoende water door te laten stromen en (c) wat lateraal uitgestrekt genoeg is om de onttrekkings‐ en injectieputten ver genoeg uit elkaar te kunnen plaatsen. Daar naast worden eisen gesteld aan bijvoorbeeld het zoutgehalte en de aanwezigheid van gas of olie in het reservoirgesteente. De gewenste temperatuur varieert per doel van de gebruiker.

Figuur 4 Schematisch overzicht traditionele doublettechniek

076412383:0.2 - Definitief

25

ARCADIS


Hot dry rock Bij toepassing van hot dry rock technieken wordt het gesteente doorlatend gemaakt door onder hoge druk vloeistof in haarscheurtjes in het gesteente te pompen (het zogenaamde ‘fraccen’). Zoals ook te zien in figuur 5, ‘ontstaat’ hierdoor een reservoir.

Figuur 5 Schematisch overzicht HDR‐techniek (US Department of Energy (DOE), 2004)

De hiervoor geschikte gesteenten moeten een temperatuur hebben die hoog genoeg is en ontvankelijk zijn voor fracken (de juiste mechanische eigenschappen bezitten). Single well techniek De single well techniek gebruikt het boorgat zelf als een soort warmtewisselaar. Hierbij is de doorlatendheid van de ondergrond niet van belang. Wel is een hoge temperatuur een vereiste. Zoals ook weergegeven in figuur 6, vindt er recirculatie van het (gebruiks)water plaats.

Figuur 6 Schematisch overzicht van single‐well techniek6

Wang, Z.: Modelling study of a single‐well enhanced geothermal system (EGS). Stanford University, Palo Alto.

6

June 2009. Page 30.

26 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


3.1.2

STAND DER TECHNIEK

Geothermie is al vele decennia wereldwijd een bewezen techniek. Sinds enkele jaren wordt deze techniek ook in Nederland met succes toegepast. Op dit moment zijn er meer dan 100 exploratievergunningen voor geothermie afgegeven, en 4 gebruiksvergunningen effectief. Op het ogenblik zijn negen geothermie projecten uitgevoerd of in uitvoering (zie bijlage 1).

3.2


3.2.1


Met betrekking tot het traditionele doublet, waarbij warm water wordt opgepompt en afgekoeld water weer wordt geïnjecteerd, is een locatie geschikt als er een gesteentepakket aanwezig is dat (a) de gewenste temperatuur heeft, (b) doorlatend en dik genoeg is om er voldoende water door te laten stromen en (c) wat lateraal uitgestrekt genoeg is om de onttrekkings‐ en injectieputten ver genoeg uit elkaar te kunnen plaatsen. Daarnaast worden eisen gesteld aan bijvoorbeeld het zoutgehalte en de aanwezigheid van gas of olie in het reservoirgesteente. De gewenste temperatuur varieert per doel van de gebruiker. Wijk bij Duurstede ligt in de Peelrandbreukzone. In de omgeving hiervan liggen structurele eenheden die worden begrensd door min of meer zuidoost‐noordwest lopende breuksystemen. Carboon Supergroep Op een diepte van circa 1.000 m (ten oosten van Wijk bij Duurstede) tot meer dan 3.000 m (ten zuiden en westen van Wijk bij Duurstede) wordt de Carboon Supergroep aangetroffen. Deze Carboon Supergroep bevat veel klei en is daardoor slecht water doorlatend. Deze groep is daarom in principe niet zo geschikt voor geothermie. Dit betekent dat of boven deze laag of beneden deze laag naar geothermie geboord moet worden. Boven de Carboon Supergroep In bijlage 2 is een analyse weergegeven van de bodem boven de Carboon Supergroep. De conclusie van deze analyse is dat in het grondgebied van de gemeente Wijk bij Duurstede weinig tot geen mogelijkheden zijn voor geothermische energiewinning door middel van een doublet in de eenheden boven het Carboon. Een kanttekening die daarbij wel gemaakt moet worden is dat ter plaatse van de aanwezige breuken de doorlatendheid mogelijk groter is. In dat geval zouden er toch mogelijkheden kunnen zijn voor geothermische energiewinning. Ook door ‘fracking’ toe te passen in de breukzones kunnen er toch mogelijkheden gecreëerd worden, maar dit type boringen zijn duurder en zijn niet helemaal zonder risico. Om dit te ontdekken moeten deze breukzones moeten worden onderzocht aan de hand van bestaande seismische gegevens of nieuw te verzamelen seismiek.

076412383:0.2 - Definitief

27

ARCADIS


Grotere dieptes Op grotere dieptes komen hogere temperaturen voor. Bijvoorbeeld op 5.000 m is de temperatuur naar verwachting meer dan 180oC. Deze hoge temperatuur maakt ook de productie van elektriciteit mogelijk. Deze geothermische energie zou kunnen worden gewonnen door middel van ‘fracken’ of door ‘ single well’ systemen. Om dit te bepalen, is uitgebreid onderzoek nodig, naar bijvoorbeeld de thermische geleidbaarheid van het gesteente.

3.2.2


De kostprijs voor het winnen van warmte door middel van geothermie is erg afhankelijk van de temperatuur van de ondergrond en de diepte van de boring. Bij een boring tot 2 á 3 km, met een temperatuur van ongeveer 100 graden, is de kostprijs volgens ECN ongeveer 9 euro per GJ. Wanneer dieper geboord wordt, nemen de risico’s en boorkosten toe, maar neemt de uiteindelijke kostprijs van warmte af tot ongeveer 7 euro per GJ. Een deel van de warmte kan dan ook ingezet worden voor de productie van elektriciteit. De kostprijs voor diepe geothermie, waarbij (een deel van) de warmte wordt omgezet in elektriciteit is > € 0,15 per kWh.

3.2.3


De dikte, doorlatendheid en temperatuur van de potentieel geschikte lagen zijn zodanig dat een rendabele winning van geothermische energie uit de lagen boven de Super Carboongroep onwaarschijnlijk is. Zeer indicatieve berekeningen op basis van de genoemde eigenschappen van deze lagen geven zeer lage (tot zelfs negatieve) coëfficiënt of performance (COP) waarden voor een doublet in deze lagen. Een boring naar grotere dieptes (5 km) is in Nederland nog niet uitgevoerd en vervolgstudie moet uitwijzen of dit in Wijk bij Duurstede mogelijk is. Maar geothermie is op dit moment in Nederland erg in ontwikkeling en mogelijk dat op de langere termijn het boren deze dieptes toch interessant kan zijn. Op kortere termijn is dit door de hoge kosten en het grote risico niet heel kansrijk. Uitgaande van een temperatuur van 150 graden kan er dan per bron, een installatie neergezet worden waarmee ongeveer 3,5 MW aan elektriciteit kan worden opgewekt. Een andere mogelijkheid is om een deel van deze warmte niet in te zetten om elektriciteit op te wekken, maar om hiermee aan de bestaande warmtevraag te voldoen. In Wijk bij Duurstede betreft dit vooral woningen en bestaande kantoren, deze hebben een warmtevraag van 65‐90 graden. Geothermie kan prima ingezet worden om aan deze warmtevraag te voldoen. Er moet dan wel een gehele warmte‐infrastructuur aangelegd worden. Dit laatste brengt erg hoge kosten met zich mee, omdat daarvoor leidingen met een hoge warmte‐isolatiewaarde nodig zijn. Deze optie lijkt daardoor op korte termijn niet heel erg kansrijk. Voor de langere termijn (met stijgende gasprijzen) zijn er goede mogelijkheden te verzinnen waarin het aanleggen van een warmtenet toch rendabel kan zijn. Bijvoorbeeld door een warmtenet op dezelfde wijze uit te rollen als dat gedaan is met glasvezelkabels: Je legt eerst de hoofdstructuur aan en sluit de woningen pas aan wanneer de eigenaren besluiten om de gasketel te vervangen door het warmtenet. Op deze manier hoef je de inwoners niet te dwingen om over te stappen op een warmtenet, maar kunnen mensen hiervoor kiezen. Per geothermiebron kan dan ongeveer 10 MW aan warmte worden gewonnen welke aardgas kan vervangen (ECN, 2011). Deze warmte kan alleen worden afgegeven als er in huishoudens een warmtevraag is en dat is ongeveer de helft van het jaar (4000 draaiuren). In deze rapportage wordt verondersteld dat er in de toekomst één bron wordt geboord die zowel elektriciteit en warmte levert. Het elektrisch vermogen is daar 2 MW en het thermisch vermogen is 10 MW. Er wordt 7.000 per jaar elektriciteit opgewekt en 4.000 uur per jaar warmte. Deze bron levert daarmee 14 miljoen kWh uur aan elektriciteit en vervangt ongeveer 4,5 miljoen m³ aardgas.

28 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


3.2.4

CO2-BESPARING

In potentie kan met geothermie een grote vermindering van de CO2‐uitstoot behaald worden. Voor de gemeente Wijk bij Duurstede lijkt de potentie echter klein en daarom is de CO2 besparing op korte termijn op nul verondersteld. Op lange termijn is één diepe geothermiebron verondersteld en dit levert een CO2 besparing van 9.600 ton/jaar.

3.3

REALISEERBAARHEID

3.3.1

JURIDISCH

Binnen de gemeente Wijk bij Duurstede dient rekening te worden gehouden met de boringvrije zone rondom de drinkwaterwinning Cothen. Daarnaast zijn voor de aanleg (in ieder geval) de volgende vergunningen noodzakelijk: 

Omgevingsvergunning onderdelen bouwen en aanleg.



Mijnbouwvergunning.



Flora‐ en faunascan.



Waterwetvergunning.

3.3.2

ACTOREN

Naast potentiële afnemers zijn grote investeerders nodig om geothermie te realiseren. Doordat de ondergrond in eerste instantie niet erg geschikt lijkt, zal het lastig zijn om deze investeerders te vinden.

3.3.3

ROL VAN DE GEMEENTE

Als de gemeente toch interesse heeft in het gebruik van geothermie is het aan te bevelen om te onderzoeken of de breuken in het Carboon en de Slochteren Zandsteen kunnen worden aangetoond met behulp van bestaande 2D seismische gegevens en of hieruit informatie is af te leiden over de verticale verplaatsing van de gesteenteblokken langs deze breuklijnen. Ook kan de gemeente laten onderzoeken wat de mogelijkheden zijn om te boren naar diepe geothermie en wat het daadwerkelijk kost om een warmtenet aan te leggen die wordt gevoed met een diepe geothermiebron.

3.3.4

TERMIJN

Het is niet te verwachten dat geothermie op korte termijn een technologie is die de gemeente Wijk bij Duurstede in kan zetten om energie duurzaam op te wekken. Dit wordt veroorzaakt door het feit dat de (diepe) ondergrond niet voldoende basis biedt voor een rendabele exploitatie van een geothermiesysteem. Maar als iemand toch een geothermiebron wil exploiteren, dan kan er wel op zeer korte termijn geboord worden. Mogelijk dat technische ontwikkeling de inzet van geothermische energie aantrekkelijk(er) maken, maar dit is op dit moment niet zeker.

076412383:0.2 - Definitief

29

ARCADIS


30 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


4 4.1

Mest (co)vergisting TECHNOLOGIE

Biovergisting is een biologisch proces waarmee biomassa kan worden omgezet in methaangas. Dit methaangas kan vervolgens met behulp van een gasmotor omgezet worden in elektriciteit en/of warmte. Het restproduct is digestaat en deze kan gebruikt worden als meststof voor de landbouwgronden. In een biovergistingsinstallatie wordt onder gecontroleerde omstandigheden in een biologisch proces de organische stof uit biomassa omgezet in biogas. Het is een proces dat overal in de natuur voorkomt onder zuurstofloze omstandigheden, maar dan alleen ongecontroleerd. Het geproduceerde biogas bestaat voor ongeveer 60% uit methaan en voor 40% CO2. Het geproduceerde biogas wordt vervolgens verbrand in een biogasmotor met daaraan gekoppeld een generator. De hierbij opgewekte groene stroom wordt verkocht en afgeleverd aan het net. De warmte die vrijkomt wordt voor een klein deel benut voor het op temperatuur houden van de biovergistingsinstallatie en de rest kan worden ingezet voor het drogen van de uitgegiste mest. Alle biomassa die in een biovergistingsinstallatie wordt vergist, komt er na het vergistingsproces van ongeveer 40 à 60 dagen ook weer uit, met uitzondering van dat gedeelte van de organische stof dat is omgezet in biogas. De uitgegiste biomassa (digestaat) bestaat hoofdzakelijk uit water, mineralen (stikstof, fosfaat, kali, etc.), organische stof en kleinere bestanddelen. Bij verwerking wordt het digestaat gescheiden in een dikke fractie en een dunne fractie. Van de dunne fractie wordt met behulp van filtratietechnieken een vloeibare kunstmest vervangende meststof (met name stikstof en kali) en schoon water gemaakt. Voor de productie van kunstmeststikstof is veel fossiele energie vereist. Op dit moment worden deze technieken in acht pilots in Nederland beproefd. De dikke fractie kan worden gedroogd met de restwarmte en gekorreld.

4.2


4.2.1


Naar aard en capaciteit zijn er verschillende typen vergisters te onderscheiden, met een verschillend ruimtebeslag, wat keuzes over de ruimtelijke mogelijkheden van de verschillende typen mogelijk en wenselijk maakt.

076412383:0.2 - Definitief

31

ARCADIS


De te onderscheiden typen zijn boerderij‐, buurt‐ en industriële vergisters: 

Boerderijvergisters: mest van uitsluitend het eigen agrarisch bedrijf, al dan niet met co‐vergistings‐



Buurtvergisters: mest van het eigen bedrijf en/of uit de directe omgeving van de installatie, ongeacht



Industriële vergisters: mestvergisting met een zodanige verwerkingscapaciteit dat er een zogenaamde

materiaal. Beperkt ruimtebeslag. De vergisting is een onderdeel van de agrarische bedrijfsvoering. de capaciteit, al dan niet met co‐vergistingsmateriaal. Het ruimtebeslag is globaal 0,5 ‐ 2 ha. ‘ontkoppeling’ is van de bedrijfsvoering met de regionale verbondenheid omdat anders de installatie niet kan functioneren. Het ruimtebeslag is globaal 2 tot 3 hectare. Het is op dit moment lastig om met een boerderijvergister een rendabele business case te behalen. Een economisch haalbaar systeem is mestvergister gecombineerd met een WKK van 500 kW. De elektriciteit kan dan verkocht worden en de warmte wordt veelal gebruikt om een deel van het digestaat in te drogen, waardoor het als meststof kan worden gebruikt. Om een mestvergister te combineren met een WKK van 500 kW is ongeveer 8.500 ton biomassa nodig, waarvan 50% mest. Daarnaast geldt dat kippenmest lastig vergistbaar is. Op dit moment zijn er wel technieken in ontwikkeling die het kippenmest kunnen verwerken, zodat deze toch vergist kan worden.

4.2.2


Het grote risico bij mest(co)vergisting is het gebruik van co‐producten. De meeste systemen die nu in de markt verkocht worden, maken gebruik van ongeveer 50% aan co‐producten. Deze producten zijn de afgelopen jaren flink in prijs gestegen, waardoor de marges kleiner zijn geworden. Sinds 2011 is er een SDE‐subsidie beschikbaar voor de vergisting van biomassa, waardoor biomassa in principe rendabel is voor ondernemers. De kostprijs voor vergisting en gebruik van het biogas in een WKK is door ECN vastgesteld op 29,7 euro per GJ.

4.2.3


Er zijn in Wijk bij Duurstede ongeveer 100 vergunningen afgegeven voor veebedrijven. De provincie Utrecht heeft deze vergunningen in kaart gebracht (http://utrecht.vaa.com/webbvb)7. Tabel 11 geeft een overzicht van het aantal dieren, dat op basis van de vergunningen in Wijk bij Duurstede wordt gehouden. Type vee

Aantal dieren

Paarden Schapen Melkrundvee Vleesvee Geiten Biggen Zeugen Dekberen Vleesvarkens Leghennen Vleeskuikens Ov.Pluimvee Nerts of Vos Konijnen

356 1.395 8.604 687 1.149 4.008 1.359 12 10.231 34.326 0 16 0 50

Tabel 11 – Aantal dieren dat in Wijk bij Duurstede wordt gehouden

7

De gegevens in de tabel zijn niet meer helemaal up to date. De provincie Utrecht voert op dit moment een nieuwe

inventarisatie uit van de afgegeven vergunningen, maar deze gegevens zijn nu nog niet beschikbaar.

32 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


Deze dieren produceren in totaal ruim 100.000 ton aan mest8. In onderstaande figuur is de mestproductie weergegeven, waarbij de kleur van de staafdiagram aangeeft van welk beest de mest afkomstig is en de grootte van de staaf de hoeveelheid mest weergeeft die geproduceerd wordt.

Figuur 7 ‐ Mestproductie in Wijk bij Duurstede op basis van de afgegeven vergunningen. Bron: Provincie Utrecht

De figuur laat zijn dat de meeste geproduceerde mest afkomstig is van melkrundvee en dat de veebedrijven erg verspreid liggen in de gemeente. Wanneer al de mest middels mestvergisting met co‐producten omgezet wordt naar elektriciteit, dan kan er in potentie 5 à 6 MW aan vergistingscentrales geplaatst worden. Door onder andere de verspreiding van de bedrijven is het realistischer om aan te nemen dat hooguit de helft daarvan haalbaar is. In dit rapport wordt daarom verondersteld dat 2 à 3 MW aan energie geleverd kan worden met behulp van mest (co) vergisting. Door gebruik te maken van bio(vergisting) kan dan ongeveer 1.500.000 m3 aan aardgas uitgespaard worden. Uitgaande van een WKK van 3 MW met 7.000 draaiuren per jaar is dit ongeveer 8.000 MWh/jaar aan elektriciteit en 36.000 GJ/jaar aan warmte. Dit komt overeen met ongeveer 3.200 ton aan CO2‐besparing per jaar.

8

Het betreft hier alleen mest dat in stallen wordt geproduceerd. Mest dat geproduceerd wordt in de weiden kan

namelijk niet rendabel worden gewonnen.

076412383:0.2 - Definitief

33

ARCADIS


4.3

REALISEERBAARHEID

4.3.1

JURIDISCH

Juridisch gezien is het goed mogelijk om een vergister te plaatsen, mits het in het bestemmingsplan past. Wel dient getoetst te worden of aan alle normen, zoals geur, geluid en stikstofdepositie wordt voldaan. Maar dit levert niet vaak problemen op. Daarnaast moeten er vergunningen worden aangevraagd voor de bouw. Het gaat daarbij om een omgevingsvergunning.

4.3.2

ACTOREN

De belangrijkste actoren voor mestvergisting zijn veeboeren, leveranciers van de co‐substraten en afnemers van het digestaat.

4.3.3

ROL VAN DE GEMEENTE

De gemeente kan faciliteren en de verschillende boeren bij elkaar brengen en zo de kans op realisatie van een mest(co)vergistingsinstallatie te vergroten.

4.3.4

TERMIJN

Mestvergisting wordt al veel toegepast en de techniek is al aardig doorontwikkeld. Toepassing van mestvergisting is daarom al goed mogelijk. De verwachting is dat de kosten voor de mestvergistings‐ installaties in de toekomst nog iets zullen dalen, maar de prijs van cosubstraten blijven ook in de toekomst onzeker. Vooral dit laatste zorgt ervoor dat aangenomen wordt dat de prijs niet verder zal dalen. Zodra een initiatiefnemer een aanvraag indient, kunnen alle vergunningen in principe een jaar later geregeld zijn en kan er begonnen worden met de bouw.

34 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


5 5.1

Energie uit resthout en snoeiafval TECHNOLOGIE

Wijk bij Duurstede is een omgeving met veel fruitteelt en bosbouw. Het is daarom zeer interessant om hout in te zetten voor het winnen van energie. Dit kan op drie manieren: 1. Het hout wordt in een houtgestookte c.v.‐ketel omgezet in warmte. 2. Het hout wordt in een houtgestookte WKK‐installatie gebruikt voor de productie van elektriciteit (en warmte). 3. Het hout kan vergast worden. Het gas kan vervolgens verbrand worden in een gasturbine of omgezet worden in een biobrandstof voor bijvoorbeeld auto’s. Om de houtige biomassa in te zetten als energiedrager, moet het wel worden (voor)bewerkt. Ten eerste is het belangrijk om de houtchips op fractiegrootte te scheiden middels bijvoorbeeld een trommelzeef (een roterende zeef). Na het scheiden moeten de houtchips worden gedroogd en opgeslagen. Niet alleen is het makkelijker om droog hout op te slaan, maar droog hout heeft ook een significant hogere verbrandingswaarde dan nat hout. Het drogen van de houtige biomassa is op verschillende manieren mogelijk, waarbij elke techniek zijn eigen voor en nadelen heeft9. Na zeven en drogen zijn in principe twee conversietechnieken mogelijk voor het omzetten houtachtige biomassa in energie. Deze zijn: 

Verbranden: Verbranden van houtige biomassa is het bij oplopende temperaturen chemisch ontleden van de biomassa in gasvormige verbindingen en vaste stoffen. De vaste stoffen bestaan uit een brandbare koolfractie, uit inerte minerale bestanddelen (oxiden van silicium, kalium, natrium, enz.) en uit metaaloxiden. Een deel van de gasvormige verbindingen is brandbaar (koolwaterstofverbindingen). Andere gasvormige verbindingen zijn onbrandbaar (zoals kooldioxide) of alleen bij hoge temperaturen te oxideren zoals stikstof. Voor dit proces kan zowel gebruik worden gemaakt van een (houtgestookte) c.v.‐ketel als van een houtgestookte WKK‐installatie.

9

In Ecolink, 2011 zijn de voor en nadelen uitvoerig beschreven.

076412383:0.2 - Definitief

35

ARCADIS




Vergassen: Vergassen is een fase in het verbrandingsproces van hout. Echter bij vergassingsprocessen wordt slechts een klein deel van het vrijgekomen houtgas verbrand. Met de warmte die daarbij vrijkomt wordt de temperatuur die nodig is voor het vergassen in stand gehouden. Met het verkregen gas kan daarom elektriciteit worden geproduceerd in gasturbines, maar kunnen ook biobrandstoffen voor in auto’s worden gemaakt. − Bij een lage vergassingstemperatuur ontstaan relatief veel langketige koolwaterstofverbindingen die makkelijk condenseren tot olie of teer. Deze processen noemt men pyrolyse. − Bij hogere reactortemperaturen worden het houtgas en de langketige koolwaterstofverbindingen (zoals polycyclische koolwaterstoffen) gekraakt tot onder meer koolmonoxide, waterstof, methaan en cyclische koolwaterstoffen. Deze gassen hebben een hoge energie‐inhoud en zijn in beginsel geschikt als brandstof voor gasmotoren, gasturbines en synthese processen.

5.2


5.2.1


De plaatsing en het gebruik van vergassingsinstallaties, dan wel een houtchipketel bij bedrijven en particulieren geeft technisch geen belemmeringen. Het zeven, drogen en de opslag van het houtige biomassa en het verbranden/vergassen ervan is organisatorisch lastig.

5.2.2


Ecolink Solutions heeft in de haalbaarheidsstudie voor Wijk bij Duurstede geconstateerd dat het vergassen van hout en hierbij het gebruik van biomassa‐elektriciteit de kostprijs per kW hoger zijn dan de kosten van ‘grijze’ stroom. Daarentegen is het gebruik van houtchipketels voor decentrale warmteopwekking meer realistisch door de relatief goedkope brandstof (de houtige biomassa) en de aantrekkelijkheid al op kleine schaal. Het gebruik van houtchipketels voor bedrijfsmatige activiteit is daarentegen niet realistisch.

36 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


5.2.3


In de gemeente Wijk bij Duurstede is voor 400 ha aan bos aanwezig en voor 550 ha aan boomgaarden (grotendeels fruitteelt).

Figuur 8 ‐ Mogelijkheden biomassa

Bos In het rapport ‘Energie à la carte: de potentie van biomassa uit het landschap voor energiewinning (Monograph) wordt gesteld dat een bos 7,5 m3/ha aan hout op kan leveren dat in principe geschikt is voor energiewinning. In theorie betekent dit dat er in Wijk bij Duurstede 7,5*400 ha = 3.000 m3 aan spilhout geleverd kan worden. Wanneer dit in zijn geheel ingezet zal worden voor energie (0,6 ton/m3 en 10,2 GJ/ton) kan er 18.000 GJ aan energie opgewekt worden. In de praktijk is een deel van het hout ook geschikt voor zaaghout, paalhout en/of industriehout. Hierdoor kan maximaal 30% gebruikt worden voor de levering van energie. Dat komt overeen met 5.500 GJ/jaar aan energie per jaar. Fruitteelt Navraag bij een fruitteler leert dat er vrij weinig hout van fruitteelt af komt. Jaarlijks moet wel 10% van de bomen vervangen worden. Op dit moment worden deze bomen in de open lucht verbrand. Bij 550 ha aan boomgaarden betekent dat er jaarlijks 55 ha aan hout in de open lucht verbrand wordt. In ‘‘Energie à la carte’ wordt een getal van 1,2 m3 spilhout per ha genoemd. In dit onderzoek wordt verondersteld dat dit inclusief vervanging is. Bij 550 ha wordt er dus 660 m3 aan spilhout geproduceerd. Per m3 komt ongeveer 0,6 ton aan droge stof vrij en per ton droge stof kan 10,2 GJ opgewekt worden. In theorie kan van de boomgaarden dus 660*0,6*10,2 = 4.000 GJ aan biomassa per jaar voor energie vrijgemaakt worden.

076412383:0.2 - Definitief

37

ARCADIS


Snoeihout gemeente In 2011 werd voor 600 ton aan snoeihout geleverd bij de gemeentewerf. Dit snoeihout kan ingezet worden voor de productie van energie. Jaarlijks kan hiermee voor 600 *10,2 = 6.000 GJ aan energie worden opgewekt. Mogelijk kan deze hoeveelheid nog toenemen, want in 2009 werd het dubbele aan snoeihout ingezameld bij de gemeentewerf, maar was dit snoeihout meer vervuild. In deze analyse wordt daarom uitgegaan van 6.000 GJ aan energie. Totale potentieel en CO2 besparing Het totale potentieel van snoei‐ en resthout in de gemeente Wijk bij Duurstede is 15.500 GJ. Dit komt overeen met ongeveer 4800.000 m3 aan aardgas. Er is sprake van een gesloten CO2 kringloop oftewel CO2 neutraal energiegebruik. Dit omdat de CO2 die tijdens de groei door de biomassa uit de atmosfeer is opgenomen, weer wordt vrijgemaakt en ter beschikking komt voor de groei van biomassa. Inzet van snoeihout en resthout heeft een potentiële CO2‐ besparing van ongeveer 900 ton/jaar. Het bos kan ongeveer 35% hiervan realiseren, de fruitteelt ongeveer 25% en het snoeihout van de gemeente ongeveer 40%.

5.3

REALISEERBAARHEID

5.3.1

JURIDISCH

De gemeente Wijk bij Duurstede hanteert geen stookbeleid dat afwijkt van de landelijk gestelde richtlijnen. In het kader van het dereguleringsbeleid van de overheid zijn stookinstallaties op biomassa met een vermogen tot 0,9 MW vrijgesteld van landelijke emissie‐eisen (NOx en fijn stof, eisen die genoemd worden in de Wet Luchtkwaliteit). Deze installaties moeten uiteraard wel voldoen aan de door de gemeente gestelde bouwverordening. Nieuwe installaties met een vermogen van meer dan 0,9 MW vallen onder de sinds 1 april 2010 van kracht zijnde Besluit Emissie‐eisen Middelgrote Stookinstallaties (Bems). Bestaande installaties vanaf 0,9 MW vallen inmiddels eveneens onder het Besluit Emissie‐eisen Middelgrote Stookinstallaties (Bems), maar hierbij geldt dat de bestaande vergunningsvoorwaarden tot 1 januari 2017 van kracht blijven10. Onder het Bems worden eisen gesteld aan de uitstoot van NOx, SO2 en stof.

5.3.2

ACTOREN

Er zijn verschillende partijen die belangrijk zijn in het proces. In de eerste plaats zijn dat de investeerders. Daarnaast heeft ook het bevoegd gezag een belangrijke rol, dit kan de gemeente of provincie zijn. Tot slot is bij houtige biomassa de burger en ondernemer erg belangrijk. Deze actoren zijn namelijk degenen die in de technologie moeten investeren.

5.3.3

ROL VAN DE GEMEENTE

In het onderzoek Ecolink Solutions is vermeld dat na het contacteren en informeren van verschillende partijen gebleken is dat de interesse aanwezig is, maar dat wisselende omstandigheden maken dat vervolgstappen richting de realisatie van bijv. een houtchipketel uitblijven. De gemeente kan initiatief nemen door bijvoorbeeld het zwembad met hout te verwarmen of een actieve rol spelen door initiatiefnemers te benaderen of het eigen snoeihout ter beschikking te stellen.

10

Deze bestaande vergunningsvoorwaarden zijn voortgekomen uit het inmiddels ingetrokken Besluit Emissie‐Eisen

Stookinstallaties B (BEES‐B).

38 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


5.3.4

TERMIJN

De technologie voor de verbranding van hout is al heel oud en helemaal doorontwikkeld. Deze technologie kan daarmee direct ingezet worden. De moeilijkheid van inzet van hout is met name het organiseren van de houtstromen, de opslag en de verbranding. Het opzetten van dergelijke organisatie kan wel enige tijd duren.

076412383:0.2 - Definitief

39

ARCADIS


40 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


6 6.1

Warmte- koude opslag TECHNOLOGIE

Warmtekoude‐opslag (meestal afgekort tot WKO) is een techniek waarbij warmte en koude worden opgeslagen in de bodem zodat deze op een later tijdstip gebruikt kunnen worden. In figuur 6 is een voorbeeld gegeven van een WKO‐systeem. In de zomer wordt grondwater met een temperatuur van ongeveer 10 oC uit de ‘koude’ bron opgepompt, dat wordt gebruikt voor het koelen van het gebouw. Het water warmt daardoor op tot een temperatuur van 16 oC ‐ 18 oC en wordt teruggepompt in de ‘warme’ bron in de bodem. In de winter vindt het omgekeerde plaats. Uit de warme bron wordt het warme water opgepompt en met een warmtepomp geschikt gemaakt voor de verwarming van het gebouw. Het warme water koelt daarbij af tot ongeveer 10 oC en wordt in de koude bron teruggepompt. Met dit systeem kan een besparing worden behaald op het gebruik van fossiele brandstof die kan oplopen tot 50%.

Figuur 9 ‐ Voorbeeld van een open WKO‐systeem met doublet. Links de ‘zomer’situatie, rechts de ‘winter’situatie (bron: NVOE)

De besparing wordt onder andere bereikt door de inzet van een warmtepomp, die op zeer efficiënte wijze warmte kan onttrekken aan het grondwater. Een warmtepomp is een soort omgekeerde koelkast, waarbij de temperatuur van het water met behulp van een pomp wordt opgewaardeerd. Daardoor is aanzienlijk minder energie nodig voor het verwarmen dan bij verwarmen met behulp van aardgas.

076412383:0.2 - Definitief

41

ARCADIS


Zo kan één kWh elektrische energie worden omgezet in drie tot vijf eenheden warmte, die aan het gebouw geleverd worden. Deze omzettingsfactor wordt uitgedrukt als de prestatiecoëfficient of COP11. Het totale systeem (WKO en warmtepomp) heeft gemiddeld een COP‐waarde van ongeveer 4. Dit betekent dat één kWh aan elektriciteit wordt omgezet in vier kWh aan warmte. Aandachtspunt bij de inzet van WKO‐systemen is dat de verwarming geschikt moet zijn voor lage‐ temperatuur verwarming (LTV). Hierbij is het water van de verwarming ongeveer 55 tot 60 oC (in tegenstelling tot de 65‐90 oC bij conventionele verwarming).

6.2

POTENTIEEL VOOR WIJK BIJ DUURSTEDE

6.2.1


In bijlage 3 is een analyse gemaakt van de technische haalbaarheid van WKO‐installaties. Daarbij moet onderscheid worden gemaakt tussen de geschiktheid van de bodem (ondergrond) en de technische geschiktheid van de gebouwen waar het systeem wordt toegepast. Als wordt gekeken naar de geschiktheid van de bodem, blijkt dat in bijna 2/3 van de gemeente Wijk bij Duurstede WKO technisch mogelijk is. Alleen in de boringsvrije zone rondom het drinkwaterwinningsgebied (beleid provincie) en in de zone van 1.500 m rondom het Amsterdam Rijnkanaal (te hoge stromingssnelheid van het grondwater) is geen WKO mogelijk. Voor de gebouwen geldt dat WKO‐systemen het meest geschikt zijn voor (grotere) kantoren, scholen en ziekenhuizen waar zowel een warmte als een koudevraag aanwezig is. Door de hoge isolatiegraad van nieuwe woningen kan WKO ook interessant zijn voor nieuwe woningen (er ontstaat ook vraag naar koeling in de zomer). Bestaande woonwijken zijn over het algemeen niet geschikt, omdat hiervoor te veel aanpassingen gedaan moeten worden aan het verwarmingssysteem. Dit wordt veroorzaakt door het feit dat de conventionele verwarmingssystemen uitgaan van een temperatuur van 65‐90 oC, WKO‐systemen uitgaan van een temperatuur van 45‐55 graden.

6.2.2


Met de huidige energieprijzen kan de realisatie van WKO‐systemen (financieel) aantrekkelijk zijn. Daarbij geldt dat een WKO‐systeem een hogere initiële investering vraagt dan een conventioneel systeem. Deze hogere investering wordt terugverdiend doordat de gebruikskosten lager liggen dan bij conventionele systemen. Hierdoor is een WKO‐systeem het meest aantrekkelijk als het continu op vollast wordt gebruikt (zowel zomer en winter) en er zowel een warmte‐ als een koudevraag is. Verder geldt dat de financiële haalbaarheid in hoge mate afhankelijk is van een goede dimensionering en (in)regeling van het systeem. Als dit niet voldoende geborgd is, leidt dit tot aanzienlijke extra kosten (en een laag of zelfs negatief financieel resultaat).

11

COP staat voor de Engelse term Coefficient of Performance

42 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


6.2.3


De ondergrond bij Wijk bij Duurstede is geschikt voor WKO. De belemmeringen zitten daarom vooral in de vraagkant. Alleen nieuwbouw en het zwembad kunnen gebruik maken van WKO en in Wijk bij Duurstede wordt op dit moment niet heel veel nieuw gebouwd. Op termijn zijn hier wel mogelijkheden voor. In deze analyse gaan we ervan uit dat ongeveer 10% van de woningen (= 900 woningen) in de toekomst gebruik maakt van WKO. Uitgaande van een gasvraag van 2.000 m3 per woning is dat een besparing van 40%*2.000*900 = 0,7 miljoen m3 aardgas. Dit komt overeen met een CO2 besparing van 1.300 ton/jaar. Kans? Een interessante optie voor de gemeente om te onderzoeken is gebruik van restwarmte van Royaan, in combinatie van WKO en een warmtepomp bij het zwembad. Door deze combinatie hoeft de warmte van Royaan niet rechtstreeks gebruikt te worden in het zwembad en hoeft geen dure infrastuur (hoge temperatuurbuizen) aangelegd te worden. De warmtepomp kan dan zowel de warmte uit het gezuiverde water van het zwembad als de warmte van Royaan gebruiken. Vervolgonderzoek moet uitwijzen of dit praktisch ook haalbaar is en wat de kosten daarvan zijn.

6.3

REALISEERBAARHEID

6.3.1

JURIDISCH

Het beleid van de provincie Utrecht geeft aan onder welke voorwaarden koude/warmteopslag kan worden toegepast in de provincie Utrecht. Uitgangspunt is dat – onder voorwaarden ‐ koude/warmteopslag in alle watervoerende pakketten (ondergrondse zandlagen) mogelijk is. Met uitzondering van de zogenaamde 50‐jaarszones rond drinkwaterwinningen. Hier is koude/warmteopslag niet altijd mogelijk. De belangrijkste voorwaarden zijn: 

Ondiepe watervoerende pakketten die geschikt zijn voor koude/warmteopslag hebben de voorkeur boven diepere pakketten.



Ter bescherming van de drinkwaterwinningen moeten de aanvragers aantonen dat water van het koude/warmteopslagsysteem er tenminste 50 jaar over doet om winputten voor de drinkwatervoorziening te bereiken.



Om te voorkomen dat koude/warmteopslag de waterkwaliteit beïnvloedt, mag de maximale infiltratietemperatuur niet hoger zijn dan 25 °C.



Er wordt gestreefd naar een situatie waarbij evenveel warmte in het grondwater wordt opgeslagen als er uit wordt gewonnen. Een beperkt verschil wordt toegestaan om klimatologische variaties te kunnen opvangen.



Om te voorkomen dat lekkage tussen watervoerende pakketten kan plaatsvinden, moeten doorboorde kleilagen weer worden hersteld.

Op basis van de voorwaarden wordt een vergunningaanvraag getoetst en behandeld. Daarnaast vindt bij een vergunningaanvraag de gebruikelijke beoordeling plaats of andere belangen (zoals die van de natuur en andere onttrekkers) geschaad worden door de voorgenomen activiteit. Het schaden van andere belangen is niet toegestaan.

076412383:0.2 - Definitief

43

ARCADIS


6.3.2

ACTOREN

Bij de realisatie van WKO‐systemen spelen de provincie en de gemeente een rol in het stimuleren van het gebruik van WKO‐systemen en het toetsen van vergunningaanvragen (provincie). De andere betrokken actoren zijn afhankelijk van het gebouw en de locatie waar het systeem gerealiseerd wordt. Voor utiliteitsbouw geldt dat de eigenaar van het gebouw vaak de initiator is van de realisatie. Dit kan een vastgoedbeheerder zijn, maar ook het ziekenhuis of de gemeente (in geval van een gemeentelijk zwembad). Bij woningbouw ligt deze situatie complexer. Hier zijn de projectontwikkelaar, woningeigenaren en, in sommige gevallen, ook de woningcorporaties betrokken bij de beslissing over het toepassen en realiseren van WKO‐systemen. Dit maakt het organiseren van de ontwikkeling soms stroperig en traag. Als wordt gekozen voor de inzet van restwarmte van Royaan, is uiteraard ook Royaan zelf betrokken bij het uitwerken van het systeem.

6.3.3

ROL VAN DE GEMEENTE

De gemeente kan op meerdere manieren sturing geven aan de inzet van warmtekoude‐opslag in de gemeente. Ten eerste kan de gemeente de ondergrondse ordening in ‘drukkere’ gebieden actief gaan beïnvloeden. Hierbij stelt de gemeente, indien nodig, een ‘ondergronds bestemmingsplan’ op, gericht op een zo efficiënt mogelijke inzet van de ondergrondse capaciteit. Daarnaast kan de gemeente in haar gronduitgiftebeleid actief sturen op de inzet van warmtekoude‐opslag door eisen te stellen aan ontwikkelaars. In de praktijk blijkt dit, zeker in een krappe markt, echter vaak lastig. Verder kan de gemeente ook onderzoek doen naar de mogelijkheden voor toepassing van warmtekoude‐ opslag in de gemeente, waarbij onder andere wordt gedacht aan het zwembad (of andere gemeentelijke gebouwen).

6.3.4

TERMIJN

De inzet van warmtekoude‐opslag is voor een aantal toepassingen nu al financieel aantrekkelijk. Dit omvat onder andere bestaande utiliteit, het zwembad en nieuwbouw van utiliteit. Voor nieuwbouwwoningen kan het interessant zijn, maar dat is afhankelijk van het ontwerp van de woning. Gezien de strenger wordende normen voor woningbouw is het aannemelijk dat warmtekoude‐ opslag een belangrijkere rol gaat spelen bij de nieuwbouw van woningen.

44 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


7 7.1

Windenergie TECHNOLOGIE

Windturbines zetten windenergie om in elektriciteit. De wind blaast de rotor rond en daarmee wordt een dynamo aangedreven, die de energie omzet in elektriciteit. De ashoogte en de rotordiameter bepalen de potentiële opbrengst. Hoger in de lucht is meer wind, windturbines met een hogere ashoogte produceren dus meer energie. Voor de rotor geldt dat als het rotoroppervlak twee keer zo groot is, de productie verviervoudigt. De windturbines die nu in Nederland geplaatst worden, hebben een vermogen van ongeveer 2‐3 MW. Dit was 0,3 MW. Ze kunnen ruim tienmaal zo veel stroom produceren. De ashoogte van de molens is hierbij verhoogd van ongeveer 30 meter naar 80 of 100 meter. De diameter van de rotor kan oplopen tot 90 meter. Dit geeft een nieuwe molen (bij een verticale stand van één van de wieken) een maximale lengte van zo’n 150 meter. In Duitsland zijn de eerste molens van 5 MW geplaatst en in Flevoland staat een windturbine van 7,5 MW. Grotere projecten In de praktijk gaat een windturbine uit financieel‐economische overwegingen 15 tot 20 jaar mee. Daarna wordt de molen afgebroken. Het geïnstalleerde vermogen wordt dan in een gebied geherstructureerd. Deze dynamiek is van invloed op de kabinetsdoelstellingen. Vroeger plaatste vaak één individuele ondernemer een of enkele windturbines. Afgelopen jaren werkten partijen vaak samen, onder wie projectontwikkelaars en overheden. Het accent verschoof daarbij van solitaire opstellingen naar lijnen of parken met meerdere windturbines. Windsnelheid De elektriciteitsproductie van een windturbine neemt toe met toenemende snelheid van de wind. Deze samenhang is niet evenredig. Bij lage windsnelheden begint de turbine te draaien en levert ze stroom. Bij ongeveer 10 tot 15 meter per seconde (windkracht 6) werken de meeste turbines op vol vermogen. Ze levert dan de maximale hoeveelheid stroom per seconde. Bij hogere windsnelheden blijft het vermogen op dit niveau (vollast). Bij windsnelheden boven de 25 meter per seconde (windkracht 10) wordt de windturbine stilgezet of terug geregeld in vermogen om overbelasting te voorkomen. Door de grotere hoogte van de turbines is het ook mogelijk om op mindere windrijke locaties turbines te plaatsen. Want ook in deze gebieden waait het op grote hoogte nog flink. Kleine turbines In dit document ligt de nadruk op grootschalige windenergie op land. Echter het is ook mogelijk om kleinschalige windturbines te gebruiken voor de opwekking van energie. In Amersfoort zijn er bijvoorbeeld bedrijventerreinen aangewezen waar zonder vergunning kleine windturbines geplaatst kunnen worden.

076412383:0.2 - Definitief

45

ARCADIS


Deze vorm van energieopwekking is op dit moment nog redelijk kostbaar. Dit heeft twee oorzaken; de eerste is dat de ontwikkeling nog in de kinderschoenen staat en de tweede oorzaak is dat door de kleine diameter en de lage hoogte er beperkt energie mee opgewekt kan worden. Dit laatste zorgt ervoor dat er relatief veel materiaal nodig is om een beperkte hoeveelheid energie op te wekken. Door slim ontwerp en lichte goedkope materialen kan deze vorm van opwekking op termijn meer kosteneffectief worden. Windenergie en energiezekerheid Over 20 jaar genomen heeft windenergie een grote energiezekerheid. Je kunt met modellen berekenen hoeveel energie opgewekt zal gaan worden. Het grote voordeel daarbij is dat je niet afhankelijk bent van andere landen. Redelijkerwijs kan aangenomen worden dat de kostprijs van windenergie niet zal toenemen, in tegenstelling tot de kostprijs van energie uit fossiele bronnen. Een karakteristiek van windenergie is dat het aanbod varieert in de tijd. Dit komt door de variatie in de wind. Dit betekent dat in tijden van windstilte er altijd reservecapaciteit nodig is. Echter ook voor een kolencentrale heb je reservecapaciteit nodig, bijvoorbeeld wanneer deze uitgezet wordt voor onderhoud. Dit betekent dat in Nederland al veel reservecapaciteit beschikbaar is. De reservecapaciteit is in de vorm van gascentrales, deze hebben als voordeel dat ze zonder al te veel neveneffecten bijgeschakeld kunnen worden. Het promotieonderzoek van dr. Bart Ummels (TU Delft) bevestigt dit. In zijn onderzoek is aangetoond dat een totaal windvermogen van 12.000 MW zonder veel problemen op het Nederlandse net kan worden aangesloten. Windenergie is een bewezen en betrouwbare techniek. Windenergie levert nu 4 procent van onze elektriciteit en dat kan in de toekomst tot 50 procent groeien. Eind 2009 stonden er in Nederland ongeveer 2.000 windturbines met een gezamenlijk vermogen van 2.221 MW. Deze leveren gemiddeld 5,2 miljard kWh per jaar. Dat is net zoveel als het verbruik van ruim 1,5 miljoen huishoudens: meer dan alle huishoudens van Rotterdam en Amsterdam samen, oftewel 20 procent van alle Nederlandse huishoudens.

7.2

POTENTIEEL VOOR WIJK BIJ DUURSTEDE

7.2.1


In theorie kan heel Wijk bij Duurstede volgebouwd worden met windturbines, het enige waar technisch gezien rekening mee moet worden gehouden is dat er voldoende ruimte is tussen de turbines. In de praktijk zijn er echter maar enkele locaties geschikt voor het plaatsen van windturbines. Windturbines mogen vanwege de mogelijke overlast bijvoorbeeld niet te dicht bij gevoelige bestemmingen, zoals woningen geplaatst worden. Dit is vastgelegd in het activiteitenbesluit. Er zijn geen vaste afstanden tot gevoelige bestemmingen opgenomen in het activiteiten, maar dient te worden getoetst door te kijken naar geluid, externe veiligheid en slagschaduw. De afstand tot woningen wordt door verschillende factoren bepaald, zoals het vermogen van de turbine, de diameter van de bladen, de afstand tussen de turbines en de windsnelheid. Indicatief kan worden gesteld dat een minimale afstand van 400 m tot de woningen aangehouden dient te worden. Ook dient rekening gehouden te worden met de impact van de turbines op de flora en fauna. Over het algemeen betekent dit dat er geen turbines binnen EHS gebieden gebouwd worden. In figuur 1 is de kaart van Wijk bij Duurstede weergegeven, met daarbij de beschikbare ruimte, wanneer voldoende afstand tot de woningen wordt aangehouden (+/‐ 400 m) en niet in de ecologische hoofdstructuur (EHS) gebieden gebouwd wordt.

46 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


De kaart laat zien, dat er maar een aantal beschikbare plekken overblijven waar windturbines geplaatst kunnen worden.

Figuur 10 ‐ Indicatieve kaart van Wijk bij Duurstede met de beschikbare ruimte voor windenergie

Er zijn op de kaart een aantal plekken aan te wijzen waar 3 tot 5 windturbines op een rij geplaatst kunnen worden. Dit zijn de doorzichtige, met paars omlijnde, vlakken.

7.2.2


Een windturbine kost ongeveer 1,5 miljoen euro per MW geïnstalleerd vermogen. Voor een turbine van 3 MW liggen de investeringskosten dus op ongeveer 4,5 miljoen euro. Dit zijn de totale kosten. De opbrengsten van een windturbine van 2,5 MW is ongeveer 5.500 MWh per jaar. De huidige marktprijs van een MWh is nu ongeveer 55 euro. Een windturbine levert dus per jaar ongeveer € 380.000,‐‐ per jaar aan omzet op. Dit betekent dat deze windturbine na ongeveer 12 jaar evenveel heeft opgebracht als dat erin is geïnvesteerd. Een dergelijke terugverdientijd is voor het bedrijfsleven niet of nauwelijks interessant, vandaar dat ondersteuning wordt gegeven in de vorm van een SDE‐subsidie. De kosten voor windstroom zijn de afgelopen decennia elk jaar met vijf procent gedaald. De verwachting is dat deze trend zal doorzetten. Daarentegen zal elektriciteit opgewekt met fossiele brandstoffen of kernenergie naar ieders verwachting duurder worden. Voor 2020 zullen de kosten van windenergie op land naar verwachting onder of in de buurt van de verwachte marktprijs van elektriciteit komen (bron: ECN).

076412383:0.2 - Definitief

47

ARCADIS


7.2.3


In figuur 7 zijn de potentiële locaties weergegeven waar windturbines geplaatst kunnen worden. Het is niet realistisch dat in al deze ruimtes windturbines geplaatst worden. In dit document wordt daarom uitgegaan van de mogelijkheid om 5 turbines in Wijk bij Duurstede te plaatsen. Een windturbine van 2 MW levert in Wijk bij Duurstede ongeveer 5 miljoen kWh aan elektriciteit op en een windturbine van 3 MW levert ongeveer 9.000 kWh. Vijf turbines kunnen daarmee ongeveer 25 ‐ 45 miljoen kWh aan elektriciteit opwekken. In dit rapport gaan we uit van 35 miljoen kWh. Dit is een CO2‐besparing van ongeveer 16.000 ton CO2 per jaar.

7.3

REALISEERBAARHEID

7.3.1

JURIDISCH

Om een windturbinepark te realiseren moet eerst goedkeuring gevraagd worden aan het bevoegd gezag middels een vergunning. Er zijn tal van juridische kaders waaraan getoetst moet worden. In het algemeen zijn de volgende wetten en regels van belang: 

Wet ruimtelijke ordening (Wro), windturbineprojecten hebben een ruimtelijke impact. Ze moeten daarom passen in de regelgeving op het gebied van ruimtelijke ordening. Het bestemmingsplan of het inpassingsplan moet windenergie toestaan.



Wet milieubeheer, deze wet bevat algemene regels voor activiteiten die nadelig kunnen zijn voor het milieu. In sommige gevallen blijft een vergunningplicht bestaan, ook voor windparken. Die vergunning is onderdeel van de omgevingsvergunning.



Milieueffectrapportage(m.e.r.), deze is verplicht voor activiteiten die belangrijke milieugevolgen kunnen hebben. Windparken groter dan 15 megawatt of met meer dan tien turbines zijn m.e.r.‐ beoordelingsplichtig. Het bevoegd gezag bepaalt dan of een milieueffectrapportage noodzakelijk is. Voor windparken tot 15 MW maar met 3 windturbines of meer geldt er een zogenaamde vergewisplicht. Het bevoegd gezag bepaalt dan of er toch aanleiding is een milieueffectrapportage te laten opstellen.



Woningwet, voor het bouwen van een windturbine is een vergunning nodig. Deze vergunning is



Natuurwetgeving, hierin is de bescherming van specifieke natuurgebieden en van soorten planten en

onderdeel van de omgevingsvergunning. dieren verankerd. 

Waterwet, die eind 2009 in werking getreden en waarin een achttal wetten is samengevoegd tot één wet.



Overige wet‐ en regelgeving, bijvoorbeeld in verband met vliegverkeer en radarposten.

Daarnaast moeten er diverse onderzoeken uitgevoerd worden, waarin getoetst moet worden of er wordt voldaan aan de wet en regelgeving. Hieronder zijn de aspecten weergegeven welke onderzocht moeten worden: 

Geluid.



Risicozonering (en eventueel externe veiligheid van omliggende bedrijven).



Aanwezigheid van woningen, (spoor)wegen, straalpaden, kabels en leidingen en eventuele nabijheid van vliegvelden en radarposten.



Slagschaduw.



Flora‐ en fauna.



Landschappelijke inpassing.



Watertoets.



Archeologische toets.

48 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


7.3.2

ACTOREN

Er zijn verschillende partijen die belangrijk zijn in het proces. In de eerste plaats is dat een investeerder. Daarnaast heeft ook het bevoegd gezag een belangrijke rol, dit kan de gemeente of provincie zijn. Tot slot is bij windenergie de omgeving (burgers, bedrijven, andere instellingen) heel belangrijk. Windturbines hebben namelijk een grote impact op het landschap en draagvlak is daardoor cruciaal.

7.3.3

TERMIJN

De gemiddelde doorlooptijd om een windpark te realiseren is 7 jaar. Een belangrijke oorzaak daarvan is de lange doorlooptijd in de juridische procedures. De afgelopen jaren is de procedure echter iets aangepast (o.a. crisis en herstelwet) waardoor het op dit moment minder tijd hoeft te kosten om een windenergieproject te realiseren. Vooral wanneer het bevoegd gezag meewerkt is er veel mogelijk, maar alles bij elkaar moet er toch rekening gehouden worden met een totale doorlooptijd van minimaal 3‐5 jaar om van plan tot plaatsing te komen.

7.3.4

ROL VAN DE GEMEENTE

Een belangrijk issue van wind is het juist inpassen van de turbines in het landschap. Hier zal veel aandacht aan besteed moeten worden. De gemeente kan hier een belangrijke rol in vervullen door ervoor zorg te dragen dat er goede landschappelijke studies worden uitgevoerd. Windenergie ligt op dit moment erg gevoelig in de maatschappij en daarom is het heel belangrijk om hierover goed naar buiten toe te communiceren. Tot slot heeft de gemeente een belangrijke rol in het juridische aspect en een actieve rol van de gemeente en nauw contact met de investeerder bij de vergunningaanvraag kan ervoor zorg dragen dat de juridische doorlooptijd sterk verkort wordt en vergroot daarmee de realiseerbaarheid.

076412383:0.2 - Definitief

49

ARCADIS


50 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


8 8.1

Waterkracht: Prinses Irenesluis TECHNOLOGIE

Energiewinning door het verval over een schutsluis kan op verschillende manieren gebeuren: 1. Turbines zouden bijvoorbeeld kunnen geplaatst worden in het vulsysteem van de sluizen met kleine vervallen. De kolk tussen de sluizen communiceert immers met het bovenwaterbekken en benedenwaterbekken via waterkanalen. De energie van het verplaatsende water zou op die manier benut kunnen worden. De vraag is of deze methode rendabel kan zijn gezien het aangeboden vermogen per turbine eerder laag is en vooral slechts op discrete tijdstippen aangeboden wordt. 2. Bij sluizen met grote vervallen worden doorgaans omloopriolen in combinatie met een woelkelder toegepast voor de energievernietiging. Een dergelijk type vulsysteem is veel omvangrijker dan het voorgaande en biedt daarom ook meer mogelijkheden voor de integratie van een waterkrachtcentrale. 3. Een derde mogelijkheid is het plaatsen van een turbine in de deuren van de sluis. In een van de sluizen van het Noordzeekanaal is een proef gedaan met een schroef in de sluisdeur. Het doel was echter niet het opwekken van groene netenergie maar het produceren van voldoende energie voor de aandrijving van sluisdeuren. Deze resultaten vielen echter tegen: de deuren vielen stil en moesten op andere manieren gesloten worden. Als de loopschoepen van de turbine verstelbaar zijn, kan een hoog rendement gehaald worden bij een variabel debiet waardoor deze optie mogelijkheden voor energiewinning. Uiteraard wordt dan de kolk gevuld via de sluisdeur. Het nadeel van dit systeem is echter dat de ontwerpmogelijkheden beperkt zijn. Het gewicht van deur en turbine mag niet te hoog worden. Bovendien is sowieso een bestaande, brede deur een vereiste. Nog een belangrijk nadeel is dat afval meegevoerd kan worden tijdens het nivelleren. De turbine wordt hieraan blootgesteld.

Figuur 11 ‐ Voorstelling van de schroef van Archimedes. Links een doorsnede van de schroefmotor, rechts de schroefmotor in werking

076412383:0.2 - Definitief

51

ARCADIS


8.2

POTENTIEEL

Volgens (http://www.riwa‐rijn.org/uploads/tx_deriwa/132_RAM.pdf) is het verval ongeveer 3 m en het debiet ongeveer 10 m3. Volgens het onderzoek (Potentie duurzame energie bij Kunstwerken, WINN Energie uit water) is het verval 8 m en kan naast de sluis een extra watertoevoer van 20 m3 worden gegenereerd. Er staat in dat rapport echter niet vermeld waar die 8 m op gebaseerd is. Er loopt momenteel een particulier initiatief om een centrale te bouwen in de Bosscherveld schutsluis (tussen de Maas en de Zuid‐Willemsvaart). Het verval en het debiet in deze sluis is gelijk aan het verval in de prinses Irenesluis, namelijk 3,5 m verval en er wordt maximaal 10 m3/s binnengelaten naar de (Belgische) Zuid‐Willemsvaart. Er is een particulier initiatief om ter plaatse een waterkrachtcentrale te bouwen. Het te installeren vermogen in deze sluis bedraagt 0,3 MW. Wanneer het verval 8 m is en het debiet verhoogd kan worden naar 20 m3 is in theorie een centrale mogelijk met een vermogen van 1,5 MW. Door het Amsterdam‐Rijnkanaal zou men via deze sluis (naast de schutdebieten) een beperkt debiet kunnen laten gaan. Dat extra debiet moet er bij IJmuiden (of eventueel via het Oranjesluizencomplex naar het Markermeer/ IJsselmeer en via de Alsluitdijkspuisluizen naar zee) uitgelaten worden. Energieopwekking met behulp van Archimedes‐schroeven is daarbij een optie en in principe ook een goede keuze als het debiet beperkt is. Bij een debiet van 20 m3/s en een verval van 8 m is volgens (Potentie duurzame energie bij Kunstwerken, WINN Energie uit water) 1,5 MW haalbaar. Daarvoor moeten meerdere schroeven worden geplaatst. Bij een potentieel van 0,3 MW met 7.000 draaiuren per jaar kan er 2,1 miljoen kWh aan elektriciteit per jaar opgewekt worden, bij een potentieel van 1,5 MW met 7.000 draaiuren per jaar kan er 10,5 miljoen kWh per jaar opgewekt worden. Dit komt overeen met een CO2 besparing van ongeveer 1.200 tot 6.000 ton per jaar.

8.3

REALISEERBAARHEID

Er zijn nog veel onzekerheden over toepassing van energieopwekking in de Prinses Irenesluis. Zo zal het extra debiet invloed hebben op de stroming in het Amsterdam Rijnkanaal. Er dient onderzocht te worden wat hier de impact van is. Daarnaast moet onderzocht worden wat het effect is op de visstand en of een vistrap geplaatst moet worden. De sluis valt onder toezicht van Rijkswaterstaat en het daarom logisch dat zij het initiatief nemen om de effecten en het daadwerkelijke potentieel te laten onderzoeken. Een mogelijke rol van de gemeente is het stimuleren van Rijkswaterstaat om werk te maken van het verduurzamen van de sluis.

52 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


9

CO2 reductie door besparing

9.1

ENERGIEBESPARING

9.1.1

HUISHOUDENS

Er kan door huishoudens veel energie bespaard worden, wanneer zij maatregelen nemen om energieverlies tegen te gaan. Ze kunnen zowel op elektriciteit als op gasverbruik energie besparen. Nieuwe apparaten gebruiken over het algemeen steeds minder energie. Zo gebruikt een nieuwe LED televisie minder energie ongeveer 30% minder energie dan een LCD‐televisie. Ook zijn er bijvoorbeeld nieuwe droogtrommels op de markt, die gebruik maken van warmtepompen of gasverwarming, waardoor energiebesparingen tussen 50% en 70% mogelijk zijn12. Ook qua verlichting zijn in huis veel energiebesparingen te realiseren. Tot slot wordt veel energie verspild door apparaten in de stand‐by stand te laten staan. Door bij aanschaf van nieuwe apparaten vooral te letten op energieverbruik zijn daarom energiebesparingen mogelijk tot 30%. Al met al zijn besparingen tot 30% per huishouden mogelijk op het elektriciteitsverbruik. Daarnaast kan een aanzienlijke hoeveelheid elektriciteit worden bespaard door gebruik te maken van zogenaamde ‘hard switches’. Een groot deel van de elektrische apparatuur in Nederland staat continu op stand‐by. Dit verbruik kan worden voorkomen door gebruik te maken van een schakelbare stekkerdoos. Ook qua gasverbruik is veel te besparen. In Nederland is nog steeds een groot deel van de bestaande woningen niet of slecht geïsoleerd. Het betreft dan vooral oudere woningen van voor de jaren 60. Deze zijn ook in de gemeente Wijk bij Duurstede aanwezig. Het isoleren van deze woningen is over het algemeen goed mogelijk. Hierbij kan dan gedacht worden aan (spouw)muur isolatie, dakisolatie, vloerisolatie en enkel glas vervangen voor HR++ glas. De overheid biedt subsidies en lagere BTW voor isolatie. Hiermee kunnen deze investeringen binnen enkele jaren terugverdiend worden. Door gebruik van betere isolatie en slimmer instellen van de thermostaat zijn besparingen mogelijk tot 30% op het energieverbruik. Potentieel Het totale potentieel aan energiebesparing voor huishoudens in Wijk bij Duurstede is daarmee ongeveer 10 miljoen kWh elektriciteit en 4,8 miljoen m³ aan aardgas. Het is alleen wel heel opportuun om te veronderstellen dat alle inwoners 30% op hun elektriciteit en gasverbruik besparen. In deze rapportage is het besparingspotentieel daarom gehalveerd en is verondersteld dat er 5 miljoen kWh aan elektriciteit en 2,4 miljoen m³ aan aardgas bespaard kan worden. Dit komt overeen met ongeveer 6.500 ton aan CO2 per jaar.

12

Zie ook milieucentraal iva http://www.milieucentraal.nl

076412383:0.2 - Definitief

53

ARCADIS


Rol gemeente De grote uitdaging is om inwoners ervan te overtuigen dat zij tot besparing overgaan. De gemeente kan hier op verschillende manieren een stimulerende rol bij innemen. Voorbeelden zijn het verzorgen van energiescans, in kaart brengen van de energieverliezen die optreden door middel van warmtescans, het ontwikkelen van een tool om het voor inwoners makkelijk te maken om hun energieverbruik in kaart te brengen.

9.1.2

BEDRIJVEN

Bij bedrijven is vaak veel energiewinst te behalen. De belangrijkste reden is dat afgelopen jaren veel innovaties zijn gedaan op dit gebied en dat het bedrijven vaak aan urgentie ontbreekt om werk te maken van energiebesparing. Daarnaast zijn voor energiebesparende maatregelen vaak investeringen nodig en dat neemt risico’s met zich mee. ARCADIS heeft in het verleden verschillende analyses bij bedrijven uitgevoerd en daaruit is gebleken dat gemiddeld 5‐15% aan energiebesparing te behalen is, waarbij ook uitschieters tot 40% ook mogelijk zijn. De reducties zijn vaak te behalen door zowel technische als organisatorische besparingen op het gebied van: 

gebouwen;



utiliteiten en



proces.

Rol gemeente De gemeente kan bedrijven aanbieden om een quick scan uit te laten voeren, bijvoorbeeld door de quick scan zelf voor te schieten en bedrijven alleen geld te vragen als dit leidt tot een energiebesparing. Hierbij dient de gemeente dan uit te gaan van het volgende: 

Kies voor een contact intensieve aanpak om de ondernemers mee te krijgen, zodat gebruik kan worden



Boek met de energiescan op korte termijn succes en creëer daarmee een beter draagvlak voor de

gemaakt van de kracht van ondernemers. langere termijn trajecten.

9.1.3

OPENBARE VERLICHTING

Ook op het gebied van openbare verlichting zijn besparingen te halen. Dit kan worden gecombineerd met geplande vervangingen of onderhoud. Enkele mogelijkheden zijn: 

verkleinen van het openbare verlichting areaal;



schakelen en/of dimmen van de verlichting;



gezamenlijk inkopen van (groene) energie;



toepassen van energie zuinige verlichting;



uitvoeren van quick scan op areaal, energierekening, diversiteit van het areaal.

In totaal kan volgens Eneco met deze besparingsopties een besparing behaald worden van ongeveer 0,3 miljoen kWh aan elektriciteit; dit komt overeen met een besparing van ongeveer 6.300 ton aan CO2 per jaar.

54 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


9.2

BESPARING OP WEGTRANSPORT

9.2.1

HUISHOUDENS

Het transport kost huishoudens op dit moment meer energie, dan het verwarmen van de woningen. De belangrijkste reden is het transport met de auto. Om CO2 te reduceren is het daarom belangrijk om ook het transport te verduurzamen. Het grootste gedeelte van het transport door huishoudens vindt plaats als woon‐werkverkeer. Er zijn meerdere manieren om op transport te besparen. De eerste optie is om het transport zuiniger te maken en de tweede manier is om transport te voorkomen. Zuiniger maken van transport De auto is primair bedoeld om mensen van A naar B te vervoeren. Deze vorm transport kost echter erg veel energie. Het zuiniger maken van transport kan daarom op verschillende manieren. 

Reizen met de auto kan deels worden vervangen door over te stappen op een andere manier van transport, bijvoorbeeld het OV of de fiets.



De auto kan zuiniger worden gemaakt. Nieuwe auto’s hebben bijvoorbeeld nog maar een gemiddelde emissie van 130 g CO2/km. Dit is al veel zuiniger dan de 200 g/km die nu gemiddeld uitgestoten wordt. In de toekomst zullen auto’s naar verwachting nog zuiniger worden, door bijvoorbeeld het transport elektrisch te maken.



Door heel simpel de bandenspanning op tijd te controleren of volgens het nieuwe rijden jezelf te verplaatsen kan ook bespaard worden op transport.

Voorkomen van transport De gemiddelde afstand die dagelijks wordt afgelegd is gemiddeld 35 km per Nederlander. Door deze gemiddelde afstand te verlagen kan veel bespaard worden. In onderstaande grafiek is de reden van transport weergegeven.

Figuur 12: Redenen van transport

076412383:0.2 - Definitief

55

ARCADIS


Er zijn verschillende manieren om het transport te voorkomen. Vooral in de werksfeer blijken mogelijkheden en bijna 30% van het transport is werk gerelateerd en daar valt daarom veel winst te behalen. Mogelijkheden van besparen zijn bijvoorbeeld dichter bij huis werken of thuis werken en (meer) gebruik van videoconferences. Potentieel Alles bij elkaar zijn reducties mogelijk tot 35% op het huishoudelijk transport. Uitgaande van ruim 15 miljoen liter brandstof per jaar, komt dit overeen met ongeveer 5 miljoen liter brandstof aan besparing. Dit is omgerekend een jaarlijkse besparing van ongeveer 11.000 ton aan CO2.

9.2.2

BEDRIJVEN

Het transport bij bedrijven betreft zakelijk verkeer en transport met vrachtwagens. De mogelijke besparing op het zakelijke verkeer is hierboven weergegeven. Op het transport met vrachtwagens is minder te besparen. Vrachtauto’s hebben vaak al zeer geavanceerde motoren en daarop kan daardoor beperkt bespaard worden. Met cursussen kunnen chauffeurs wel getraind worden om zuiniger te rijden. Andere mogelijkheden zijn door het gebruik van transport over water, het transport over land deels te vervangen. Transport over water kost namelijk minder energie. Potentieel Het is lastig om een betrouwbaar potentieel aan te geven, maar het is verondersteld op ongeveer 5‐15% van het totale transport bij bedrijven.

56 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


10 10.1

Conclusies en aanbevelingen

INLEIDING

De gemeente Wijk bij Duurstede heeft de ambitie om in 2030 een klimaatneutrale gemeente te zijn, waarbij zij haar energie betrekt uit hernieuwbare bronnen. Om de juiste (beleids)keuzes te maken, wil de gemeente inzicht krijgen in de (mogelijke) bijdrage die de verschillende duurzame energiebronnen kunnen leveren aan haar ambitie. In dit rapport is een analyse van de diverse duurzame energiebronnen uitgevoerd om de onderstaande hoofdvraag te beantwoorden: Welke bijdrage kunnen vormen van duurzame energie leveren aan het realiseren van de klimaatdoelstellingen van de gemeente Wijk bij Duurstede? En hoe verhoudt windenergie zich hierin? Voor deze vraag is per duurzame energiebron gekeken naar de volgende aspecten: 














10.2

RESULTATEN

In dit rapport zijn de volgende vormen van duurzame energie onderzocht: 

Zonne‐energie: elektriciteit en/of warmte.



Geothermie.



Mest(co)vergisting.



Energiewinning met behulp van snoei‐ en resthout.



Warmtekoude‐opslag.



Windenergie.



Overige mogelijkheden voor vermindering van CO2‐uitstoot.

Uit de analyse komt naar voren dat er diverse vormen van duurzame energie ingezet kunnen worden om een bijdrage te leveren aan het realiseren van de ambities. In de onderstaande tabel is aangegeven wat de ‘opbrengst’ is van de inzet van de verschillende vormen van duurzame energie.

076412383:0.2 - Definitief

57

ARCADIS


ENERGIEVORM

Elektriciteitsbesparing (kWh x miljoen)

Gasbesparing 3 (m x miljoen)

CO2 besparing (ton)

Potentieel korte termijn (0 – 5 jaar) Zonne-energie, korte termijn Geothermie, korte termijn

7,5

3.400

-

-

Mest(co)vergisting

1,8

Snoeihout en resthout

3.200

0,5

Windenergie

35

Prinses Irenesluis 0,3 MW

2,1

WKO met warmtepompen Totaal korte termijn

44,6

900 15.900 1.000

0,72

1.300

3,12

25.900

Potentieel lange termijn (5-20 jaar) Prinses Irenesluis, als 1,5 MW mogelijk is

10,5

Zonne-energie, lange termijn

132

Geothermie (als boren op 5 km en aanleg

4.800 60.000

14

4,5

14.400

163,5 (+ 44,6)

4,5 (+ 3,12)

79.200 (+ 25.900)

5

2,4

6.200

5 miljoen liter

11.000

warmtenet mogelijk is) Totaal lange termijn

Energiebesparing Energiebesparing huishoudens Energiebesparing Openbare verlichting

0,3

Besparing transport huishoudens

200 benzine

Energiebesparing bedrijven

5-15%

Besparing transport bedrijven Totaal

13

>3,8

5-15%

5-15%

5-15%

5-15%

>1,6

>17.400

Tabel 12: Potentieel in de gemeente Wijk bij Duurstede

De resultaten van het onderzoek maken een aantal zaken inzichtelijk. 1.

Door inzet van alle duurzame alternatieven en energiebesparing lijkt het in potentie mogelijk om alle huishoudens in 2030 klimaatneutraal te krijgen. Het lijkt niet mogelijk om ook de emissie van alle bedrijven binnen de gemeentegrenzen te neutraliseren.

De totale CO2‐emissie van huishoudens is ongeveer 75 duizend ton per jaar, waarvan ongeveer 16 duizend ton veroorzaakt door het elektriciteitsgebruik, 30 duizend ton door het gasverbruik en 28 duizend ton door transport. Door energie duurzaam op te wekken, kan er op korte termijn ( 0‐5 jaar) in potentie ongeveer 26 duizend ton CO2 voorkomen worden (zie tabel, totaal korte termijn). Door energiebesparing kan daarnaast 17 duizend ton CO2 bespaard worden (zie tabel, totaal energiebesparing). Dit betekent dat op korte termijn de CO2 emissie door huishoudens in potentie gehalveerd kan worden. Om dit te bereiken, is het nodig om op alle vormen van duurzame energie en energiebesparing in te zetten.

13

Dit is exclusief het aandeel dat wordt behaald met energiebesparing en besparing op transport bij bedrijven.

58 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


Op de lange termijn kan er in potentie ruim 100 duizend ton (zie tabel, totaal lange termijn: 79 + 26 = 105) aan CO2‐emissie voorkomen worden. Dit is ruim voldoende om de CO2‐emissie van huishoudens te neutraliseren, maar niet voldoende om ook de CO2 emissie van bedrijven te neutraliseren. 2.

Inzet van alle beschikbare vormen van duurzame energie zijn belangrijke voorwaarden om op korte termijn (1‐5 jaar) te verduurzamen

De gemeente kan de snelste winst boeken door het plaatsen van windturbines. Er is in Wijk bij Duurstede voldoende ruimte om ongeveer 5 windturbines van 3 MW te plaatsen, deze kunnen voldoen aan de landelijke regelgeving. Met deze turbines kan de gemeente Wijk bij Duurstede ongeveer evenveel elektriciteit opwekken, als dat door de huishoudens in Wijk bij Duurstede verbruikt wordt (35 miljoen kWh). Er kan hiermee jaarlijks ongeveer 16.000 ton CO2 bespaard worden. Dit is ongeveer 20% van de totale emissie die door huishoudens in Wijk bij Duurstede wordt uitgestoten. Inzet van zonnepanelen biedt op korte termijn grote kansen. Op dit moment kunnen huishoudens zonder subsidie geld besparen door de aanschaf van zonnepanelen. Door zelf elektriciteit op te wekken, hoeven ze deze niet in te kopen. Onder de huidige regels kunnen huishoudens de opgewekte elektriciteit salderen met hun eigen energierekening. Op deze manier zijn de zonnepanelen binnen ongeveer 14 jaar terug verdiend. Wanneer een derde van de woningeigenaren hun dak gebruiken om daar zonnepanelen op te leggen, dan is daar 7,5 miljoen kWh mee op te wekken. Hiermee kan jaarlijks ongeveer 3.400 ton CO2 bespaard worden, dat is bijna 5% van de totale CO2 die door huishoudens in Wijk bij Duurstede wordt uitgestoten. Door met snoeihout, resthout en mest energie op te wekken kan op korte termijn ongeveer 4 duizend ton per jaar aan CO2 –emissie voorkomen worden. Dit is ruim 5% van de totale CO2 emissie welke door huishoudens in Wijk bij Duurstede veroorzaakt wordt. Door energie op te wekken met de Prinses Irenesluis kan nog eens duizend ton per jaar aan CO2 emissie voorkomen worden en door gebruik te maken van WKO nog eens 1.300 ton. Dit is ongeveer 3% van de totale emissie van huishoudens. 3.

Door in te zetten op energiebesparing kan veel emissie van CO2 voorkomen worden en (een deel van) deze besparing kan al op korte termijn gerealiseerd worden.

Niet alleen het opwekken van duurzame energie is een manier om de emissie van CO2 te voorkomen, maar het is even belangrijk om slimmer om te gaan met energie en daar zo veel mogelijk op te besparen. Binnen de gemeente Wijk bij Duurstede liggen daar ook veel kansen. In Wijk bij Duurstede zijn veel bestaande woningen. Het mogelijk om met gebruik van isolatie en slimmer gebruik van elektrische apparaten veel energie te besparen. Veel investeringen zijn economisch rendabel (zeer korte terugverdientijden) en het is daarom nu al interessant voor de inwoners om hierop in te zetten. Hiermee kan jaarlijks ongeveer 6 duizend ton CO2 bespaard worden. Dit is ongeveer 8% van de totale emissie van huishoudens. Ook op transport kan CO2 bespaard worden. Dit kan door aanschaf van zuinigere auto’s, het voorkomen van transport of gebruik van andere vervoersmiddelen (trein of fiets in plaats van de auto). Op transport kan in totaal ruim 10 duizend ton CO2 per jaar bespaard worden. Dit is bijna 15% van de totale emissie van huishoudens. Tot slot kan de gemeente zelf energie besparen door het verduurzamen van zijn eigen gebouwen en de openbare verlichting. Alleen op de openbare verlichting kan de gemeente al 300 duizend kWh aan elektriciteit besparen. Daarmee wordt 200 ton aan CO2‐emissie voorkomen. Op de eigen gebouwen kan de gemeente ongeveer 5‐15 % van het energieverbruik besparen. Om energie te besparen zijn investeringen nodig, maar deze investeringen verdienen zich over het algemeen ook snel terug: (Afhankelijk van de investering is de terugverdientijd voor besparing 3‐10 jaar). 076412383:0.2 - Definitief

59

ARCADIS


4.

Op de langere termijn (5‐20 jaar)liggen de grootste kansen bij zonne‐energie en mogelijk ook geothermie

De ontwikkeling van zonnepanelen is de afgelopen jaren heel snel gegaan, dit heeft enorme prijsdalingen tot gevolg gehad. Als deze ontwikkeling zich door gaat zetten, dan is het rond 2020 misschien al mogelijk om op een rendabele manier met zonnepanelen elektriciteit op te wekken. Het is echter erg onzeker of deze ontwikkeling zich zo snel doorzet. De markt staat nu namelijk wel erg onder druk. De verwachting is wel dat binnen nu en 20 jaar de prijs van zonnepanelen zo ver gedaald is dat grootschalige inzet van zonnepanelen zonder subsidie mogelijk is. In Wijk bij Duurstede is veel weidegrond aanwezig. Wanneer 50% van het bruikbare dakoppervlak en 5% van alle weidegrond wordt gebruikt om te bedekken met zonnepanelen, dan kan daar met de huidige stand der techniek (rendement = 15‐20%) in potentie 132 miljoen kWh aan elektriciteit opgewekt worden. Hiermee kan per jaar ongeveer 60 duizend ton aan CO2 worden bespaard en dat is ongeveer 80% van de totale CO2 emissie door huishoudens in Wijk bij Duurstede. Ook met geothermie kan in potentie veel CO2 bespaard worden. Bij geothermie geldt echter nog meer dan bij zonnepanelen dat er erg veel onzekerheden zijn. Niet zozeer over de technologie, maar wel over de geschiktheid van de ondergrond en de kosten om bijvoorbeeld een warmtenet aan te leggen en te exploiteren. Door al deze onzekerheden zal het moeilijk zijn om investeerders te vinden. De potentie is wel heel groot. Wanneer er één bron op 5 km diepte kan worden geslagen en de warmte wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken en de huizen mee te verwarmen, dan kan daar ruim 14 duizend ton per jaar aan CO2 mee worden voorkomen. Dit is bijna 20% van de totale CO2 emissie door huishoudens.

10.3

ROL GEMEENTE

De gemeente wil in 2030 CO2 neutraal zijn. Uit de analyse blijkt dat er binnen de gemeentegrenzen veel mogelijkheden zijn voor het opwekken van duurzame energie, maar dat het ook een hele opgave om de CO2 emissie van alleen de huishoudens te compenseren. De rol van de gemeente verschilt per technologie. Bij windenergie en mest‐(co)vergisting is een wijziging van het bestemmingsplan noodzakelijk. Ook om grootschalige opwekking van zonne‐energie en geothermie mogelijk te maken, dient het bestemmingsplan aangepast te worden. De gemeente kan hier een actieve rol in vervullen door daar nu al over na te denken en bij aanpassing van het bestemmingsplan deze zaken ook mee te nemen. Voor gebruik van zonne‐energie op korte termijn, energiebesparing bij bedrijven en huishoudens en het gebruik van de Prinses Irenesluis is de rol van de gemeente voor initiërend en stimulerend. Dit kan zij doen door zelf het goede voorbeeld te geven, informeren van de inwoners en/of subsidieprogramma’s. Ook kan zij bestaande initiatieven ondersteunen. Een andere rol die de gemeente kan vervullen, is het onderzoeken van mogelijkheden. Dit onderzoek is daar een voorbeeld van, maar voor het gebruik van geothermie en het opzetten van het warmtenet is nog veel onderzoek nodig en de gemeente kan dit onderzoek uit laten voeren. Resumerend is de belangrijkst rol voor de gemeente stimulatie en dient zij ervoor zorg te dragen dat het proces voor het verlenen van vergunningen soepel verloopt. Ook heeft de gemeente een belangrijke sturende functie en is zij verantwoordelijk voor een goede ruimtelijke inpassing.

60 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


10.4

AANBEVELINGEN VOOR GEMEENTE

Zoals hierboven aangegeven, zijn er zowel op korte als op lange termijn kansen voor de inzet van duurzame energie in de gemeente Wijk bij Duurstede. Deze paragraaf geeft inzicht in wat de gemeente met deze conclusies kan doen. Ten eerste geldt dat er nu keuzes moeten worden gemaakt om te borgen dat er op lange(re) termijn wordt voldaan aan de gestelde doelen. Om deze borging aan te brengen, is het van belang om een politiek‐ bestuurlijk gedragen lange termijn beleid te ontwikkelen. Dit beleid, waarbij inspraak van burgers en bedrijven kan worden gevraagd, bestaat uit drie samenhangende delen: 1. Routekaart met een helder einddoel (klimaatneutraal 2030). 2. Uitvoeringsplan met concrete doelen in tijd en kosten. 3. Monitoringsinstrument om deze voortgang te borgen. Dit moet dan een pragmatisch en daadkrachtig plan zijn dat resultaatgericht is. Dit betekent dat het einddoel vast moet staan, maar dat de weg daar naar toe flexibel is en zich aanpast aan de (veranderende) omstandigheden. In dit plan wordt een lange termijn beleidsplan (routekaart) gekoppeld aan meerdere korte termijn uitvoeringsplannen, die een eigen tussendoelstelling hebben. Het eerste uitvoeringsplan voor de korte termijn wordt daarbij naast de routekaart opgesteld. In figuur 9 is dit plan schematisch weergegeven:

Figuur 13 ‐ Mogelijke aanpak stimulering duurzame energie

076412383:0.2 - Definitief

61

ARCADIS


Naast het opstellen van een (integraal) lange termijn beleid kan ook een aantal aanbevelingen worden geformuleerd voor maatregelen die op korte termijn effect sorteren. Daarbij is er van uitgegaan dat de gemeente, binnen de grenzen van haar bevoegdheden en financiële reikwijdte, zich actief wil inzetten om de realisatie van duurzame energie en energiebesparing te stimuleren. De gemeente kan daartoe: 

het goede voorbeeld geven door zelf actief de gemeentelijke organisatie te verduurzamen: − Verduurzamen van openbare voorzieningen. − Verduurzamen van de eigen gebouwen. − Maatregelen nemen om het eigen transport en transport van de werknemers te verduurzamen.



een beleidslijn zonne‐energie op stellen, waarin zij aangeeft: − wat het standpunt van de gemeente is ten aanzien van zonne‐energie; − welke eisen/mogelijkheden er zijn vanuit het welstandsbeleid van de gemeente;



een programma opstellen om inwoners (en op termijn bedrijven) te stimuleren om zonnepanelen aan te schaffen;



inzetten op de komst van windturbines in de gemeente en daar vergunningen voor verlenen. Uitgangspunten daarbij zijn het creëren van draagvlak en participatie door inwoners te overtuigen van de noodzaak ervan;



zich actief inzetten om energiebesparing binnen de gemeente te realiseren. Dit kan onder andere worden bereikt door middel van: − het (gefaseerd) aanbrengen van dynamische verlichting, eventueel met LED; − energiebesparing bij huishoudens door hen te stimuleren en zelf het goede voorbeeld te geven; − energiebesparing bij bedrijven. Hier kan gekozen worden voor een model waarbij het bedrijf pas betaalt op het moment dat (financieel haalbare) besparingsmogelijkheden worden vastgesteld.



snoeihout inzetten voor verwarming van (gemeentelijke) gebouwen. Het zwembad wordt daarbij als



inzet van grootschalige zonne‐energie mogelijk maken, door dit op te nemen in het bestemmingsplan

mogelijkheid gezien; wanneer deze geactualiseerd wordt; 

een onderzoek laten uitvoeren naar de mogelijkheden van diepe geothermie.

62 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


Bijlage 1

Literatuurlijst



Statusrapporten zonne‐energie, Agentschap NL.



Modelling study of a single‐well enhanced geothermal system, Wang, Z., Stanford University, Palo Alto. 2009.

 

Visie ‘Diepe geothermie 2050’, Agentschap NL, 2011. Studie: Haalbaarheid van activiteiten in Wijk bij Duurstede met de conversie van houtige biomassa naar energie, Ecolink Solution, 2011.



Energie à la carte : de potentie van biomassa uit het landschap voor energiewinning (Monograph), Vries, B. de \ Jong, A. de \ Rovers, R. \ Haccoȗ, F. \ Spijker, J. \ Berg, C. van den \ Niemeijer, C. \ Frank, D. \ Westerink, J. \ 2008.



Afvalbeleidsplan Wijk bij Duurstede 2012‐2016.



Visie ‘duurzaam Wijk bij Duurstede’, milieudienst Zuid‐Oost Utrecht, 2009.



Onderzoek ‘Duurzame daken’, Provincie Utrecht, 2010.



Kengetallen CBS/Agentschap NL (energievraag).



Basisbedragen in de SDE 2012, ECN, 2011, ECN‐E‐‐11‐046.



www.windenergie.nl.

076412383:0.2 - Definitief

63

ARCADIS


64 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief


Bijlage 2

Quick scan geothermie

076412383:0.2 - Definitief

65

ARCADIS


66 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief

ARCADIS NEDERLAND BV Het Rietveld 59a Postbus 673 7300 AR Apeldoorn Tel 055 5815 999

MEMO

Fax 055 5815 599 www.arcadis.nl

Onderwerp:

Quick scan Geothermie Wijk bij Duurstede Apeldoorn,

19 maart 2012 Van:

ir. M.J.H. Rakhorst Afdeling:

Divisie Water Apeldoorn Aan:

Gemeente Wijk bij Duurstede

Projectnummer: B02015.000002.0200 Opgesteld door: ir. M.J.H. Rakhorst

DIVISIE WATER

Ons kenmerk: 076346495:0.1 Kopieën aan:

Inleiding Deze quick scan gaat in op de geologische opbouw van het onderzoeksgebied dat bestaat uit het grondgebied van de gemeente Wijk bij Duurstede. Doel van de quick scan is de potentie van het winnen van geothermische energie te verkennen. In figuur 1 is een vereenvoudigde topografie van het onderzoeksgebied weergegeven.

Figuur 1. Vereenvoudigde topografie van het onderzoeksgebied.

Pagina

1/9

Hierbij worden drie mogelijke technieken van geothermische energiewinning beschouwd: 1. Traditioneel doublet met warm water oppompen. 2. Hot dry rock techniek. 3. Single well techniek. Met betrekking tot het traditionele doublet, waarbij warm water wordt opgepompt en afgekoeld water weer wordt geïnjecteerd, is een locatie geschikt als er een gesteentepakket aanwezig is dat (a) de gewenste temperatuur heeft, (b) doorlatend en dik genoeg is om er voldoende water door te laten stromen en (c) wat lateraal uitgestrekt genoeg is om de onttrekkings‐ en injectieputten ver genoeg uit elkaar te kunnen plaatsen. Daarnaast worden eisen gesteld aan bijvoorbeeld het zoutgehalte en de aanwezigheid van gas of olie in het reservoirgesteente. De gewenste temperatuur varieert per doel van de gebruiker. Bij toepassing van hot dry rock technieken wordt het gesteente doorlatend gemaakt door middel van hydraulic fracturing (‘fracken’). De hiervoor geschikte gesteenten moeten een temperatuur hebben die hoog genoeg is en ontvankelijk zijn voor fracken (de juiste mechanische eigenschappen bezitten). De single well techniek gebruikt het boorgat zelf als een soort warmtewisselaar. Hierbij is de doorlatendheid van de ondergrond van geen belang. Wel is een hoge temperatuur een vereiste. Het beoogde doel is hier te definiëren waar in het grondgebied van de gemeente Wijk bij Duurstede geothermische energie kan worden gewonnen. Geologische opbouw en geothermisch potentieel Voor de geologische opbouw op de opbouw wordt gebruik gemaakt van de gegevens van de “Atlas van de diepe ondergrond van Nederland”, de gegevens die via ThermoGis beschikbaar zijn en de gegevens van boringen in het onderzochte gebied. Het onderzoeksgebied ligt in de Peelrandbreukzone. In de omgeving van het onderzoeksgebied liggen structurele eenheden die worden begrensd door min of meer zuidoost‐noordwest lopende breuksystemen. Als gevolg van een grotere zakking van het gebied ten westen van deze breukzone, heeft de Rijn zich bij Wijk bij Duurstede viermaal gesplitst en haar hoofdtak naar het westen verlegd (Kim Cohen, Tektoniek beïnvloed rivieren in Nederland, Geografie, juni 2010).

Ons kenmerk:

Pagina

076346495:0.1

2/9

Figuur 2. Ligging onderzoeksgebied ten opzichte van enkele structurele elementen. Op een diepte van circa 1.000 meter (ten oosten van Wijk bij Duurstede) tot meer dan 3.000 meter (ten zuiden en westen van Wijk bij Duurstede) wordt de Carboon Supergroep aangetroffen. Boven deze carbonische basis liggen twee groepen uit het Perm tijdperk, het Boven Rotliegend Groep en de Zechstein Groep. De Slochteren Zandsteen van de Boven Rotliegend Groep komt in vrijwel het hele onderzoekgebied voor. Alleen in het uiterste westen ontbreekt deze groep. De eigenschappen van deze eenheid zijn in het onderzoeksgebied:  Dikte: circa 75 m.  Doorlatendheid: circa 6 mD.  Diepte: 1.700 tot 2.500.  Temperatuur: 70 tot 90 °C. De Zechstein Groep omvat ondoorlatende gesteenten als steenzout, gips, anhydriet, carbonaten en schalie. Van de Trias Supergroep komt in het onderzoeksgebied alleen de Volpriehausen Zandsteen voor (Volpriehausen Formatie, Onder‐Germaanse Trias Groep).

Ons kenmerk:

Pagina

076346495:0.1

3/9

Ter plaatse van het onderzoeksgebied heeft deze groep de volgende eigenschappen:  Dikte: circa 28 m.  Doorlatendheid: circa 80 mD.  Diepte: 1.300 tot 2.000.  Temperatuur: 50 tot 70 °C. De ondiepere afzettingen uit het Krijt en Tertiair omvatten slecht doorlatende afzettingen zoals schalies, mergels, kalksteen en klei. In onderstaande figuur is een west‐oost doorsnede gegeven van de geologische opbouw van het onderzoeksgebied.

Figuur 3. West‐oost profiel van het onderzoeksgebied met geologische laagopbouw.

Ons kenmerk:

Pagina

076346495:0.1

4/9

In figuur 4 is een geologische tijdtabel weergegeven met een indicatie van doorlatende eenheden die in het onderzochte gebied voorkomen.

Figuur 4. Geologische tijdschaal met in de rode kaders de potentieel productieve eenheden die in boringen in en rond het onderzoeksgebied zijn aangetroffen.

Ons kenmerk:

Pagina

076346495:0.1

5/9

Tussenconclusie De Volpriehausen Zandsteen en de Slochteren Zandsteen die in het grondgebied van de gemeente Wijk bij Duurstede voorkomen, zijn in potentie goede aquifers. De dikte, doorlatendheid en temperatuur van deze lagen zijn echter zodanig dat een rendabele winning van geothermische energie uit deze lagen onwaarschijnlijk is. Zeer indicatieve berekeningen op basis van de genoemde eigenschappen van deze lagen geven zeer lage (tot zelfs negatieve) coëfficiënt of performance (COP) waarden voor een doublet in deze lagen. De conclusie is dat in het grondgebied van de gemeente Wijk bij Duurstede weinig tot geen mogelijkheden zijn voor geothermische energiewinning door middel van een doublet in de eenheden boven het Carboon. Mogelijk dat ter plaatse van de aanwezige breuken de doorlatendheid groter is. In de Boven Rotliegend Groep zouden in dat geval mogelijkheden kunnen zijn voor geothermische energiewinning. In de Volpriehausen Zandsteen is de dikte onvoldoende en zijn ook bij grotere doorlatendheden geen mogelijkheden voor geothermische energiewinning. Carboon Het Carboon vormt een ondergrond die overal in het onderzoeksgebied voorkomt. Het Carboon komt voor vanaf dieptes van circa 1.000 meter (ten oosten van Wijk bij Duurstede) tot meer dan 3.000 meter (ten zuiden en westen van Wijk bij Duurstede). In figuur 2 is de diepte tot de basis van het Upper Rotliegend weergegeven, waar deze direct op het Carboon rust. In de witte gebieden liggen op het Carboon gesteenten uit het Boven‐Jura tot Onder‐Krijt. Breuken Er loopt een aantal grote breuken door het gebied, waarlangs verticale verschuiving van gesteenteblokken heeft plaatsgevonden. In deze zones kan de doorlatendheid van het omringende gesteente door de breuken sterk zijn vergroot.

Ons kenmerk:

Pagina

076346495:0.1

6/9

Figuur 5. Breuken in het Onder Germaanse Trias en in het Midden Perm. In figuur 5 zijn de bekende breuken in het Onder Germaanse Trias en in het Midden Perm weergegeven. Deze breuken strekken zich waarschijnlijk ook tot in het Carboon uit. Aanbeveling Het is aan te bevelen te onderzoeken of de breuken in het Carboon en de Slochteren Zandsteen kunnen worden aangetoond met behulp van bestaande 2D seismische gegevens en of hieruit informatie is af te leiden over de verticale verplaatsing van de gesteenteblokken langs deze breuklijnen. In figuur 6 zijn de bestaande 2D seismische lijnen weergegeven.

Ons kenmerk:

Pagina

076346495:0.1

7/9

Figuur 6. Bestaande 2D seismische lijnen. Alternatieve technieken In het vorige hoofdstuk is het geothermische potentieel voornamelijk benaderd vanuit de mogelijkheden om geothermische energie te winnen met een doublet. De conclusie is dat tot circa 3.000 meter diep, in de gesteenten boven het Carboon, alleen ter plaatse van breuken, mogelijkheden voor geothermische energiewinning zouden kunnen zijn. Ook dieper, tot in het Carboon is waarschijnlijk alleen rond breuken een redelijke doorlatendheid te vinden. Voordeel van deze grotere diepte is de hogere temperatuur ten opzichte van de bovenliggende gesteenten. Fracken en Hot Dry Rock In de olie‐ en gasindustrie wordt vaak de techniek van fracken toegepast. De doorlatendheid van de Carboon gesteentes kan daarom waarschijnlijk worden vergroot door middel van fracken. Voor een doeltemperatuur van 95oC zal waarschijnlijk tot een diepte van minimaal 2.500 meter moeten worden geboord. Door middel van fracken kan ook geheel ondoorlatend gesteente op veel grotere diepte en dus met hogere temperaturen doorlatend worden gemaakt. In dat geval spreken wij van ‘hot dry rock’. Op een diepte van 5.000 meter vinden we in de gemeente Wijk bij Duurstede temperaturen van ruim 180oC. Ons kenmerk:

Pagina

076346495:0.1

8/9

Het is in dit stadium niet bekend welke formaties of gesteenten worden aangetroffen op een diepte van 5.000 meter. Het is mogelijk dat op deze diepte of geringere diepte de Kolenkalk Groep voorkomt. Deze groep bestaat uit kalksteen en dolomiet. De kalksteen is plaatselijk verkarst en daardoor doorlatend. De doorlatendheid van kalksteen kan eventueel worden vergroot door injectie van zuur. ‘Single well / Closed loop’ systemen In een enkel boorgat kan water via een met grind gevuld boorgat naar beneden worden gepompt. Het water wordt aldus verwarmd door contact met de boorgatwand en via een geïsoleerde buis in het boorgat omhoog gepompt. Een dergelijk systeem is niet afhankelijk van de doorlatendheid van het gesteente. Een nadeel is dat een dergelijk systeem zijn warmte alleen uit de directe omgeving van het boorgat kan onttrekken. De warmtegeleiding van het gesteente is daarom van groot belang bij dergelijke systemen. Graniet geleidt bijvoorbeeld warmte goed, terwijl schalie minder geleidt. Voor de opwekking van elektrische energie kan ook gebruik worden gemaakt van systemen als de ‘organic rankine cycle’. Conclusies De potentie om geothermische energie te winnen het grondgebied van de gemeente Wijk bij Duurstede lijkt beperkt. Er komen twee doorlatende afzettingen voor boven het gesteente van het Carboon. De dikte, doorlatendheid en temperatuur in de gesteentelagen zijn te gering om een rendabel geothermisch systeem te realiseren. Er zijn echter misschien mogelijkheden geothermische energie via doubletten uit de Slochteren Zandsteen en het Carbonische gesteente te winnen in breukzones of door middel van ‘fracken’ van het gesteente. Deze breukzones moeten worden onderzocht aan de hand van bestaande seismische gegevens of nieuw te verzamelen seismiek. Op grotere dieptes komen hogere temperaturen voor. Bijvoorbeeld op 5.000 meter is de temperatuur naar verwachting meer dan 180oC. Deze geothermische energie zou kunnen worden gewonnen door middel van ‘fracken’ of door ‘ single well’ systemen. De thermische geleidbaarheid van het gesteente moet worden onderzocht om te bepalen of dergelijke systemen levensvatbaar zijn.

Ons kenmerk:

Pagina

076346495:0.1

9/9


Bijlage 3

Quick scan WKO

076412383:0.2 - Definitief

67

ARCADIS


68 ARCADIS

076412383:0.2 - Definitief

ARCADIS NEDERLAND BV Het Rietveld 59a Postbus 673 7300 AR Apeldoorn Tel 055 5815 999

MEMO

Fax 055 5815 599 www.arcadis.nl

Onderwerp:

Quick scan WKO Wijk bij Duurstede Apeldoorn,

19 maart 2012 Van:

ir. M.J.H. Rakhorst Afdeling:

Divisie Water Apeldoorn Aan:

Gemeente Wijk bij Duurstede

Projectnummer: B02015.000002.0200 Opgesteld door: ir. M.J.H. Rakhorst

DIVISIE WATER

Ons kenmerk: 076345903:0.1 Kopieën aan:

Inleiding In voorliggende quick scan is beknopt beschreven of het op basis van provinciaal beleid en de opbouw van de bodem mogelijk is om in de gemeente Wijk bij Duurstede WKO toe te passen. Onderstaand volgt eerst een beschrijving van het provinciaal beleid. Vervolgens is de bodemopbouw beschreven. Tot slot zijn indicatieve berekeningen uitgevoerd om inzicht te geven in de mogelijke debieten die onttrokken en geïnfiltreerd kunnen worden. Provinciaal beleid De Provincie Utrecht stimuleert koude/warmteopslag, omdat deze bewezen techniek energie bespaart en de uitstoot van CO2 vermindert. Toepassing van koude/warmteopslag mag echter niet leiden tot een achteruitgang van de grondwaterkwaliteit. Een goede grondwaterkwaliteit is immers noodzakelijk voor de drinkwaterwinning en een gezonde ecologie. De provincie heeft daarom beleid en regels opgesteld. Het beleid geeft aan onder welke voorwaarden koude/warmteopslag kan worden toegepast in de provincie Utrecht. Uitgangspunt is dat – onder voorwaarden ‐ koude/warmteopslag in alle watervoerende pakketten (ondergrondse zandlagen) mogelijk is. Met uitzondering van de zogenaamde 50‐jaarszones rond drinkwaterwinningen. Hier is koude/warmteopslag niet altijd mogelijk. De belangrijkste voorwaarden zijn:  Ondiepe watervoerende pakketten die geschikt zijn voor koude/warmteopslag hebben de voorkeur boven diepere pakketten.  Ter bescherming van de drinkwaterwinningen moet de aanvragers aantonen dat water van het koude/warmteopslagsysteem, er tenminste 50 jaar over doet om winputten voor de drinkwatervoorziening te bereiken. Om te voorkomen dat koude/warmteopslag de waterkwaliteit beïnvloedt, mag de maximale  infiltratietemperatuur niet hoger zijn dan 25 °C.

Pagina

1/6

 Er wordt gestreefd naar een situatie waarbij evenveel warmte in het grondwater wordt opgeslagen als er uit wordt gewonnen. Een beperkt verschil wordt toegestaan om klimatologische variaties te kunnen opvangen.  Om te voorkomen dat lekkage tussen watervoerende pakketten kan plaatsvinden, moeten doorboorde kleilagen weer worden hersteld. Op basis van de voorwaarden wordt een vergunningaanvraag getoetst en behandeld. Daarnaast vindt bij een vergunningaanvraag de gebruikelijke beoordeling plaats of andere belangen (zoals die van de natuur en andere onttrekkers) geschaad worden door de voorgenomen activiteit. Het schaden van andere belangen is niet toegestaan.

Figuur 1. Afdruk van interactieve kaart grondwaterbeschermingszones (Provincie Utrecht). Conclusie op basis van provinciaal beleid: Binnen de gemeentegrenzen van de gemeente Wijk bij Duurstede kan met uitzondering van de boringsvrije zone van de drinkwaterwinning Cothen WKO worden toegepast. Wel moet aangetoond worden dat water van het koude/warmteopslagsysteem er tenminste 50 jaar over doet om winputten voor de drinkwatervoorziening Cothen te bereiken.

Ons kenmerk:

Pagina

076345903:0.1

2/6

Er heeft nog geen check op bestaande grondwateronttrekkingen en eventuele grondwater‐ verontreinigingen plaatsgevonden. Geohydrologie De ondergrond binnen de gemeente Wijk bij Duurstede is aan weerszijden van een breukzone (waarin onder andere de Peelrandbreuk) ten opzichte van elkaar verschoven. In figuur 2 is dit in een dwarsdoorsnede van west naar oost weergegeven. Onderstaand wordt de in figuur 2 weergegeven bodemopbouw toegelicht. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen de bodem westelijk van de breukzone en de bodem oostelijk van de breukzone. De genoemde dieptes zijn indicatief.  Van 0 tot 50 (westelijk) à 15 (oostelijk) m –mv.: een eerste watervoerend pakket bestaande uit zanden van de Formaties van Boxtel, Kreftenheye en Sterksel.  Van 50 tot 70 (westelijk) en van 15 tot 20 (oostelijk) m –mv.: de eerste slecht doorlatende laag die bestaat uit klei van de Formatie van Waalre.  Van 70 tot 110 (westelijk) en van 20 tot 80 (oostelijk) m –mv.: een tweede watervoerend pakket bestaande uit zanden van de Formatie van Peize‐Waalre.  Van 110 tot 115 (westelijk) en van 80 tot 85 (oostelijk) m –mv.: de tweede slecht doorlatende laag die bestaat uit klei van de Formatie van Waalre.  Van 115 tot 150 (westelijk) en van 85 tot 90 (oostelijk) m –mv.: een derde watervoerend pakket bestaande uit zanden van de Formatie van Peize‐Waalre.  Op 150 m –mv. (westelijk) en op 90 m –mv. (oostelijk) beginnen de bodemlagen die in het kader van het zoeken naar mogelijkheden voor WKO gezien kunnen worden als geohydrologische basis. Vanaf deze diepte is de doorlatendheid van de bodem te laag om WKO toe te kunnen passen. Westelijk van de breukzone komen halverwege het eerste watervoerend pakket tussen circa 25 en 35 m –mv. enkele meters dikke laag klei van de Formatie van Sterksel voor. Het deel van het watervoerende pakket boven deze kleilaag is minder geschikt voor WKO. Tot circa 20 m –mv. wordt de bodemtemperatuur sterk beïnvloed door de seizoenswisselingen. Ook het eerste watervoerende pakket oostelijk van de breukzone is minder geschikt voor WKO als gevolg van deze wisselingen in bodemtemperatuur. Het diepere deel van het eerste watervoerende pakket westelijk van de breukzone, tussen circa 35 en 50 m –mv., lijkt meer geschikt. Dit deel van het watervoerend pakket wordt gevormd door Sterksel zand 2. Het Sterksel zand 2 heeft volgens REGIS II een horizontale doorlaatfactor tussen 30 en 55 m/dag. Het tweede watervoerende pakket bestaat zowel westelijk als oostelijk van de breukzone uit zanden behorende tot de Formaties van Peize‐Waalre. Het Peize‐Waalre zand 3 en 4 heeft volgens REGIS II een horizontale doorlaatfactor tussen 30 en 50 m/dag. Het derde watervoerende pakket ten oosten van de breukzone is te dun om in aanmerking te komen voor WKO (circa 5 m dik). Het derde watervoerende pakket ten westen van de breukzone lijkt wel

geschikt.

Ons kenmerk:

Pagina

076345903:0.1

3/6

Figuur 2. Doorsnede geohydrologie van west naar oost.

Ons kenmerk:

Pagina

076345903:0.1

4/6

Dit pakket bestaat net als het tweede watervoerende pakket uit de zanden van de Formatie van Peize‐Waalre. Het Peize‐Waalre zand 7 heeft volgens REGIS II een horizontale doorlaatfactor tussen 25 en 35 m/dag Grondwaterstroming De stijghoogte in het 1e watervoerende pakket bedraagt 0 tot 4 m +NAP. Het verhang is 0,0003 m/m tot 0,002 m/m in zuidwestelijke richting, waarbij het grootste verhang optreedt nabij Het Amsterdam‐ Rijnkanaal. Bij een aanname voor de effectieve porositeit van 30% en een doorlaatfactor van 35 m/dag is de natuurlijke grondwaterverplaatsing 13 tot 85 meter per jaar. Vanaf 1.500 meter vanaf het Amsterdam‐Rijnkanaal is de grondwaterstroming langzaam genoeg om een te snel afdrijven van de warme en koude waterbellen te voorkomen. De natuurlijke grondwaterstromingssnelheid vormt hier geen beperking voor een WKO systeem. Het verhang in het 2e watervoerende pakket bedraagt 0,0005 m/m in zuidwestelijke richting. Bij een aanname voor de effectieve porositeit van 30% en een doorlaatfactor van 30 m/dag, is de natuurlijke grondwaterverplaatsing 18 meter per jaar. In het tweede watervoerende pakket is de grondwaterstroming langzaam genoeg om een te snel afdrijven van de warme en koude waterbellen te voorkomen. De natuurlijke grondwaterstromingssnelheid vormt ook in dit pakket geen beperking voor een WKO systeem. Verwacht wordt dat ook in het derde watervoerende pakket de natuurlijke grondwater‐ stromingssnelheid geen beperking vormt voor een WKO systeem. Debiet Om inzicht te geven in mogelijke debieten is een indicatieve berekening gemaakt. Hierbij wordt uitgegaan van minimaal 50 m3/hr waarbij 24 uur per dag wordt onttrokken en geïnjecteerd. Dit komt dit neer op 1.200 m3/dag. In de praktijk zal zelden 24 uur per dag van het systeem gebruik worden gemaakt, dus dit betreft een bovengrens. Ook is berekend wat het maximale debiet is waarmee nog steeds een verlaging optreedt die eenvoudig gehaald kan worden. De dikte van het diepere deel van het eerste watervoerende pakket westelijk van de breukzone is circa 20 m. De horizontale doorlaatfactor is minimaal 30 m/dag en de weerstand van de kleilaag van de Formatie van Sterksel is 100 dagen. Een indicatieve berekening geeft op basis van deze getallen aan dat bij een debiet van 50 m3/uur in het onderste deel van het eerste watervoerend pakket een verlaging in de put wordt bereikt van 3 m. Met 150 m3/uur wordt een verlaging bereikt van circa 4 m. Deze verlaging is nog gering genoeg om het gewenste debiet te kunnen halen. De dikte van het tweede watervoerende pakket is minimaal 40 m. De horizontale doorlaatfactor is minimaal 30 m/dag en de weerstand van de kleilaag van de Formatie van Waalre is op 500 dagen gesteld.

Ons kenmerk:

Pagina

076345903:0.1

5/6

Een indicatieve berekening geeft op basis van deze getallen aan dat bij een debiet van 50 m3/uur in het tweede watervoerende pakket een verlaging in de put wordt bereikt van circa 1 m. Met 150 m3/uur wordt een verlaging bereikt van circa 5 m. Deze verlaging is nog gering genoeg om het gewenste debiet te kunnen halen. De dikte van het derde watervoerende pakket is minimaal 40 m ten westen van de breukzone. Ten oosten van de breukzone heeft het derde watervoerende pakket onvoldoende dikte om geschikt te zijn voor een WKO systeem. De horizontale doorlaatfactor is minimaal 25 m/dag en de weerstand van de kleilaag van de Formatie van Waalre is op 100 dagen gesteld. Een indicatieve berekening geeft op basis van deze getallen aan dat bij een debiet van 50 m3/uur in het derde watervoerende pakket een verlaging in de put wordt bereikt van circa 1 m. Met 150 m3/uur wordt een verlaging bereikt van circa 5 m. Deze verlaging is nog gering genoeg om het gewenste debiet te kunnen halen. De hydrologische invloedsstraal (tot waar de stijghoogte met 5 cm wordt verlaagd of verhoogd) bedraagt circa 1.000 meter wanneer wordt uitgegaan van een debiet van 300 m3/uur. Conclusie De conclusie is dat op basis van deze eerste inschatting het waarschijnlijk goed mogelijk is een WKO systeem te realiseren in het diepe deel van het eerste watervoerende pakket ten westen van de breukzone en in het tweede en derde watervoerende pakket aan beide zijden van de breukzone. Er is in deze quick scan niet gekeken naar overige grondwatergebruikers of grondwater‐ verontreinigingen binnen de waarschijnlijke invloedsstraal. Dit kan nog effect hebben op de realiseerbaarheid of het ontwerp van het systeem.

Ons kenmerk:

Pagina

076345903:0.1

6/6


Colofon HAALBAARHEID DUURZAME ENERGIE OPDRACHTGEVER: Gemeente Wijk bij Duurstede STATUS: Definitief AUTEUR: drs. G.W. Brandsen drs.Msc. L.F. Jasperse GECONTROLEERD DOOR: ir. J.P.B. Kok VRIJGEGEVEN DOOR: drs. G.W. Brandsen 2 mei 2012 076412383:0.2 ARCADIS NEDERLAND BV Utopialaan 40‐48 Postbus 1018 5200 BA ʹs‐Hertogenbosch Tel 073 6809 211 Fax 073 6144 606 www.arcadis.nl Handelsregister 9036504

©ARCADIS. Alle rechten voorbehouden. Behoudens uitzonderingen door de wet gesteld, mag zonder schriftelijke toestemming van de rechthebbenden niets uit dit document worden verveelvoudigd en/of openbaar worden gemaakt door middel van druk, fotokopie, digitale reproductie of anderszins.

076412383:0.2 - Definitief

69

ARCADIS

HAALBAARHEID DUURZAME ENERGIE

Recommend Documents