Kansenkaart bodemenergie gemeente Waalwijk
Opdrachtgever
Gemeente Waalwijk Postbus 10150 5141 PA Waalwijk Contactpersoon: mevr. E. Raats-Leenders
Adviseur bodemenergie
IF Technology bv Velperweg 37 Postbus 605 6800 AP ARNHEM T 026 - 35 35 555 F 026 - 35 35 599 E
[email protected] Contactpersonen: dhr. M.H.A. Braakhekke MSc mevr. S.E. de Boer MSc
Disclaimer Dit rapport beschrijft de toepassingsmogelijkheden van bodemenergie in de gemeente Waalwijk op quickscan-niveau. Indien uit deze studie blijkt dat bodemenergie kansrijk is, kan in de volgende fase een haalbaarheidsstudie uitgevoerd worden om de werkelijke technische, juridische en financiële mogelijkheden voor bodemenergie in beeld te brengen. Dit rapport is nadrukkelijk niet geschikt voor vergunningaanvragen, haalbaarheidsstudies of ontwerpstudies.
25.645/61277/SB 5 december 2011
Inhoudsopgave 1
Algemene introductie ................................................................................................... 3 1.1 Kader ............................................................................................................... 3 1.2 Type bodemenergiesystemen ......................................................................... 4 1.3 Waarom energieopslag? ................................................................................. 5 1.4 Leeswijzer rapportage ..................................................................................... 6
2
Inventarisatie ............................................................................................................... 8 2.1 Geschiktheid ondergrond open systemen ...................................................... 8 2.1.1 Bodemgeschiktheid ................................................................................. 8 2.1.2 Grondwaterkwaliteit ............................................................................... 11 2.1.3 Toelichting legenda geschiktheidkaart .................................................. 11 2.2 Geschiktheid ondergrond gesloten systemen ............................................... 13 2.2.1 Bodemgeschiktheid ............................................................................... 13 2.2.2 Grondwaterkwaliteit ............................................................................... 14 2.2.3 Legenda geschiktheidkaart ................................................................... 14 2.3 Bouwlocaties ................................................................................................. 15 2.4 Ondergrondse functies en grondwaterbelangen ........................................... 17 2.4.1 Grondwatergebruikers ........................................................................... 17 2.4.2 Beschermde gebieden waterhuishouding ............................................. 18 2.4.3 Waterkeringen ....................................................................................... 18 2.4.4 Verontreinigingen .................................................................................. 19 2.4.5 Archeologie ........................................................................................... 19
3
Kansen ...................................................................................................................... 21 3.1 Combinatiekansen ........................................................................................ 21 3.2 Kansrijke locaties in Waalwijk ....................................................................... 22 3.3 Toepassingsbereik kansenkaart ................................................................... 23
Literatuur ........................................................................................................................... 24
25.645/61277/SB
5 december 2011
2
1
Algemene introductie Besparingen tot wel 80% op je energierekening en een navenante besparing van CO2 uitstoot. Meer comfort als gevolg van de mogelijkheid tot koelen in de zomer door het toepassen van energieopslag. De Noord-Brabantse gemeenten Waalwijk en Heusden hebben de ambitie om hun energie- en klimaatbeleid te verduurzamen en zodoende de uitstoot van broeikasgassen sterk te reduceren. De toepassing van energieopslag biedt één van de mogelijkheden om deze duurzaamheidsambitie vorm te geven. Voorliggend rapport presenteert de kansenkaarten energieopslag voor de gemeente Waalwijk.
1.1
Kader Voor de bouwkundige inpassing en aanvraag van vereiste vergunningen voor bodemenergie is het van belang dat energieopslag in een vroegtijdig stadium in het bouwproces wordt betrokken. Onder ideale omstandigheden vindt dit al plaats tijdens de (stedenbouwkundige) initiatieffase. Dit biedt de mogelijkheid om: - grootschalige collectieve systemen te ontwikkelen; - andere duurzame technieken te integreren; - individuele systemen goed afgestemd en geordend naast elkaar te realiseren. De praktijk leert echter dat energieopslag vaak nog te laat in bouwprojecten wordt ingebracht, waardoor kansen op energiebesparing worden gemist. Door betrokken projectmedewerkers van gemeenten handvatten aan te reiken om energieopslag te stimuleren kan deze duurzame techniek vroegtijdig onder de aandacht worden gebracht van ontwikkelende partijen zoals projectontwikkelaars en woningbouwcorporaties. Wettelijk kader Op dit moment zijn open energieopslagsystemen vergunningplichtig in het kader van de Waterwet. Onder bepaalde voorwaarden zijn kleinere systemen (<10 m³/h) in NoordBrabant alleen meldingsplichtig. Voor gesloten systemen bestaat nog geen beleid. Op dit moment zijn gesloten systemen niet op gemeentelijk of provinciaal niveau geregistreerd. Hier komt echter verandering in. Vanaf 1 januari 2013 wordt de AMvB Bodemenergie van kracht. In deze AMvB is bepaald dat de gemeente bevoegd gezag wordt voor gesloten systemen. Vanaf dan geldt voor alle gesloten systemen een meldingsplicht. Voor de gesloten systemen groter dan 70 kWh is een vergunning vereist. Het is ook mogelijk om binnen een gemeente interferentiegebieden aan te wijzen voor gesloten systemen.
25.645/61277/SB
5 december 2011
3
Op deze manier kan invulling gegeven worden aan de gemeentelijke ambities met betrekking tot bodemenergie en aan een integrale benadering van de onder- en bovengrondse functies.
1.2
Type bodemenergiesystemen Het algemeen principe van bodemenergie is dat de ondergrond wordt gebruikt als energiebron en/of buffer. Onderscheid wordt gemaakt tussen verschillende bodemenergiesystemen, ieder met hun specifiek toepassingsgebied (zie figuur 1.1). De geothermie (aardwarmtewinning op diepte van meer dan 1.500 m) en hoge temperatuuropslagsystemen (opslag van restwarmte van industrie/glastuinbouw (> 30 °C )) worden in dit project buiten beschouwing gelaten.
open systemen energieopslag
gesloten systemen
geothermie
hogetemperatuur opslag
bodemenergie
Figuur 1.1
Overzicht type bodemenergiesystemen
De basis van energieopslagsystemen ligt in het seizoensmatig opslaan van warmte en koude in de bodem, waardoor de winterkoude in de zomer beschikbaar is voor koeling en de zomerwarmte in de winter te gebruiken is voor verwarming. Energieopslagsystemen zijn onder te verdelen in open en gesloten systemen. Open systemen Open systemen maken voor de opslag van energie gebruik van watervoerende lagen van 30 tot 300 meter diepte. Deze systemen worden ook wel grondwater- of koude-/ warmteopslagsystemen genoemd. Via bronnen onttrekken open systemen grondwater uit de watervoerende lagen, dat vervolgens door leidingen naar een warmtewisselaar stroomt. Hier vindt energie-uitwisseling met het gebouwcircuit plaats, waarna het opgewarmde of afgekoelde grondwater wordt teruggebracht in de bodem (zie figuur 1.2). Open systemen zijn met name geschikt voor de grootschalige toepassing, zoals voor meerdere woningen en woonwijken, glastuinbouwbedrijven, industrie en kantoorgebouwen. Op dit moment zijn meer dan 1.400 van dergelijke systemen geregistreerd in Nederland, waarvan meer dan 230 in de provincie Noord-Brabant. In Waalwijk zijn al verschillende open systemen gerealiseerd, onder andere voor het nieuwe gemeentehuis.
25.645/61277/SB
5 december 2011
4
Figuur 1.2
Principeschema open systemen
Gesloten systemen Gesloten- of bodemwarmtewisselaarsystemen bestaan uit een gesloten circuit van bodemlussen, waardoor een medium (antivries, glycol) circuleert. De lussen wisselen energie uit met de bodem door middel van geleiding en hebben een maximale diepte van circa 150 meter (zie figuur 1.3). Op dit moment zijn naar verwachting circa 35.000 lussen in Nederland gerealiseerd. Gesloten systemen worden veelal toegepast bij projecten van geringe omvang; (individuele) huizen en kleine kantoren. Op het Landgoed Driessen is reeds een aantal gesloten systemen gerealiseerd.
Figuur 1.3
1.3
Principeschema gesloten systemen (bodemwarmtewisselaars)
Waarom energieopslag? De toepassing van energieopslag levert een aantal belangrijke kansen en voordelen op: Milieuvoordelen Een belangrijke drijfveer om energieopslag toe te passen, zijn de optredende milieuvoordelen. Met de toepassing van energieopslag treedt een aanzienlijke besparing op van de hoeveelheid primaire (fossiele) energie, waarbij tevens de uitstoot van het broeikasgas CO2 wordt beperkt tot 80% bij koelen en 30% bij verwarmen (ten opzichte van een conventionele installatie). Hierdoor kan energieopslag een aanzienlijke bijdrage leveren aan de duurzaamheidsdoelstellingen van de gemeente. Bovendien draagt energieopslag vanwege deze milieuvoordelen bij aan het behalen van de EPC-norm.
25.645/61277/SB
5 december 2011
5
Groot toepassingsbereik De ondergrond in Nederland is bijna overal geschikt voor energieopslag. De techniek wordt toegepast voor zowel zeer kleinschalige bouwprojecten als voor grootschalige ontwikkelingen binnen alle marktsegmenten: woningbouw, kantoren, bedrijventerreinen, industrie en glastuinbouw. Daarnaast biedt energieopslag voordelen bij de toepassing met verschillende gebruiksfuncties (bijvoorbeeld kantoren in combinatie met woningbouw). Ook is het bovengrondse ruimtegebruik beperkt. Hierdoor is energieopslag in (drukke) binnensteden een aantrekkelijke optie. Financieel aantrekkelijk In de meeste gevallen is energieopslag economisch rendabel. De extra investeringen ten opzichte van een conventionele installatie zijn vaak op relatief korte termijn (< 10 jaar) terug te verdienen. Ook de stijgende olie- en gasprijzen, een dalende norm voor de Energie Prestatie (EPC) en de CO2-emissiehandel dragen ertoe bij dat energieopslag financieel rendabel is en in de toekomst rendabel blijft. Volwassen en robuuste techniek Energieopslag is een bewezen techniek en het innovatiestadium voorbij. In Nederland zijn sinds 1990 meer dan 1.400 open systemen vergund en circa 35.000 bodemlussen gerealiseerd (bron: CBS). Deze systemen functioneren over het algemeen goed, mits voldoende aandacht wordt besteed aan het (voorraad)beheer. Maatschappelijke voordelen Vanwege de geringe effecten van het energieopslagsysteem op de omgeving, krijgen de systemen nauwelijks maatschappelijke weerstand. Ook worden vergunningen in het kader van de Waterwet vrijwel altijd afgegeven. Belangrijk ook is dat het zogenaamde NIMBY-effect (‘not in my backyard’) ontbreekt: geen geluidshinder, horizonaantasting of geurhinder, en geen inperking van de openbare ruimte.
1.4
Leeswijzer rapportage De voorliggende rapportage is als volgt opgebouwd: De kansenkaarten zijn opgebouwd uit een drietal themakaarten, die bepalend zijn voor de toepassingsmogelijkheden van energieopslag: 1. De geohydrologische gesteldheid van de ondergrond; 2. De geplande bouwontwikkelingen; 3. De ondergrondse functies en belangen. Paragraaf 2.1 en 2.2 gaan in op de geohydrologische aspecten, die de technische toepasbaarheid van respectievelijk open en gesloten systemen bepalen. Voor de toepasbaarheid van energieopslag dient de geschiktheid van de ondergrond gekoppeld te worden aan bovengrondse ontwikkelingen met een koude/warmtebehoefte. Paragraaf 2.3 brengt de beoogde nieuwbouwlocaties in beeld.
25.645/61277/SB
5 december 2011
6
In paragraaf 2.4 zijn de ondergrondse functies en belangen in het stedelijk gebied van de gemeente in beeld gebracht. Enerzijds kunnen deze gebruikers kansen bieden voor combinatie met energieopslag, anderzijds dient negatieve interferentie (interactie) voorkomen te worden. In hoofdstuk 3 worden de verschillende (combinatie-)kansen toegelicht. Ook wordt een aantal kansrijke locaties in de gemeente Waalwijk behandeld.
25.645/61277/SB
5 december 2011
7
2
Inventarisatie
2.1
Geschiktheid ondergrond open systemen
2.1.1
Bodemgeschiktheid De geschiktheid van de ondergrond voor open systemen is in belangrijke mate afhankelijk van de opslagcapaciteit van de aanwezige watervoerende pakketten in de ondergrond. Hoe dikker het zandpakket, hoe geschikter het pakket voor open systemen. Over het algemeen geldt voor de toepassing van energieopslag een minimale pakketdikte van circa 10 m. Naast de opslagcapaciteit is de doorlatendheid van de watervoerende laag van belang. De doorlatendheid geeft aan hoe makkelijk het water naar de bronnen toestroomt. De doorlatendheid wordt in belangrijke mate bepaald door de grofkorreligheid van de zandlaag. Hoe grover het zand, hoe hoger de doorlatendheid van het zand. Een energieopslagsysteem kan heel goed functioneren als de doorlatendheid van de watervoerende laag groter is dan circa 10 m/d. Bij een lagere doorlatendheid zijn meer of grotere bronnen nodig om het water te onttrekken. Dit maakt een energieopslagsysteem duurder en daardoor economische minder aantrekkelijk. Het product van de dikte (D in meters) en de doorlatendheid van de zandlaag (k in m per dag) levert het doorlaatvermogen. De eenheid van het doorlaatvermogen (kD) is m² per dag. Het doorlaatvermogen bepaald hoeveel water aan een watervoerende laag kan worden onttrokken. De schematisatie van de bodemopbouw (figuur 2.1) is gebaseerd op REGIS1-data van TNO Bouw en Ondergrond. Deze data zijn gecontroleerd aan de hand van boorbeschrijvingen uit DINO-Loket en gerealiseerde energieopslagsystemen. Het is bekend dat op enkele locaties het doorlaatvermogen enigszins wordt overschat. Op andere locaties wordt het doorlaatvermogen juist onderschat. De provincie Noord-Brabant heeft als beleid dat onttrekkingen ten behoeve van energieopslagsystemen niet dieper dan 80 m onder het maaiveld (m-mv) mogen plaatsvinden. Dit is ingesteld ter bescherming van drinkwaterwinningen in dieper gelegen watervoerende pakketten. Gesloten systemen (bodemwarmtewisselaars) mogen wel dieper dan 80 m-mv gerealiseerd worden.
1 REgionaal Geografisch InformatieSysteem
25.645/61277/SB
5 december 2011
8
Geohydrologische beschrijving Uit de boringen en REGIS-data blijkt dat de bodemopbouw in Waalwijk tot 80 m-mv bestaat uit een aantal watervoerende en scheidende lagen. De aanwezigheid en dikte van de verschillende watervoerende pakketten en scheidende lagen verschilt per locatie. In figuur 2.1 zijn twee dwarsprofielen weergegeven die de geohydrologische opbouw van de ondergrond weergeven van profielen A-A’ en B-B’. Figuur 2.2 geeft de ligging van de profielen binnen de gemeente weer.
Figuur 2.1
25.645/61277/SB
Geohydrologische dwarsprofielen gemeente Waalwijk (bron: REGIS, TNO Bouw en Ondergrond)
5 december 2011
9
Figuur 2.2
Ligging geohydrologische dwarsprofielen A-A’ en B-B’ in gemeente Waalwijk
Op basis van de dwarsprofielen worden drie watervoerende pakketten onderscheiden: het eerste, tweede en derde watervoerende pakket. Eerste watervoerende pakket Het eerste watervoerende pakket bestaat overwegend uit fijn tot matig grof zand. De dikte varieert tussen de 30 en 45 meter. Lokaal komen kleilenzen voor. In de noordelijke helft van de gemeente wordt het eerste watervoerende pakket afgesloten door een deklaag. Aangezien energieopslagsystemen zelden ondieper dan 20 m-mv gerealiseerd worden (ter voorkoming van bronopbarsting) zijn de bovenste 20 meter van dit pakket niet meegenomen in de bodemgeschiktheidsbepaling. Tweede watervoerende pakket Het tweede watervoerende pakket bestaat uit overwegend fijner zand dan het eerste watervoerende pakket en heeft een dikte van circa 10 tot 15 meter. Op sommige locaties is het tweede watervoerende pakket afwezig, terwijl het in het uiterste (zuid)westen van de gemeente in verbinding staat met het derde watervoerende pakket. Derde watervoerende pakket Het derde watervoerende pakket bestaat uit fijn tot matig fijn zand en heeft een dikte van 10 tot 30 meter. Dit pakket ligt grotendeels dieper dan 80 m-mv en is derhalve slechts op enkele locaties geschikt voor toepassing van energieopslag. Grondwaterstroming De richting van de grondwaterstroming in de gemeente Waalwijk varieert tussen noordoost en noordwest. De gemiddelde snelheid waarmee het grondwater stroomt ligt tussen de 10 á 35 m/j. Energieopslag in de bodem is bij deze grondwaterstroming goed mogelijk.
25.645/61277/SB
5 december 2011
10
2.1.2
Grondwaterkwaliteit Verzilting De grondwaterkwaliteit kan van invloed zijn op de toepassingsmogelijkheden van open systemen. Voor gesloten systemen speelt de grondwaterkwaliteit geen rol omdat deze systemen niet in open contact staan met het grondwater. Bij toepassing van open systemen dient beïnvloeding van het grensvlak tussen zoet en zout grondwater voorkomen te worden. Het zoet-brak grensvlak ligt in de gemeente Waalwijk overal dieper dan 200 mmv en is derhalve geen aandachtspunt voor energieopslagsystemen die niet dieper dan 80 m-mv gerealiseerd mogen worden. Redox De aanwezigheid van een zogenaamde redoxgrens in het grondwater kan een rol spelen voor de toepassingsmogelijkheden van energieopslag. Een redoxgrens is een overgang tussen ijzerhoudend (gereduceerd) en zuurstof-/ nitraathoudend (geoxideerd) grondwater. Bij menging van gereduceerd grondwater en geoxideerd grondwater slaan ijzer(hydr)oxiden neer waardoor de bronnen kunnen verstoppen. Bij energieopslag moet worden voorkomen dat door het onttrekken en infiltreren van grondwater menging van oxisch en gereduceerd grondwater plaatsvindt. De zuidelijke helft van de gemeente Waalwijk is grotendeels een infiltratiegebied. Op locaties waar een deklaag afwezig is kan de redoxgrens daardoor een aandachtspunt vormen bij toepassing van energieopslag. Waar sprake is van een redoxgrens, bevindt deze zich in het eerste watervoerende pakket op een diepte variërend tussen de 2 en 30 m-mv. In de noordelijke helft van de gemeente Waalwijk treedt kwel op, waardoor de kans op aanwezigheid van een redoxgrens hier kleiner is. De grens tussen kwel- en infiltratiegebied is niet precies bekend, er is sprake van een overgangszone waar redoxverschijnselen lokaal kunnen voorkomen.
2.1.3
Toelichting legenda geschiktheidkaart De geohydrologische indeling vormt de basis voor de indeling van de geschiktheidkaarten. In de geschiktheidkaarten wordt per pakket weergegeven hoe de geschiktheid van de bodem is voor energieopslag. Op basis van de benodigde opslagcapaciteit en een minimale doorlatendheid van 10 m/d zijn verschillende geschiktheidklassen onderscheiden.
25.645/61277/SB
5 december 2011
11
Tabel 2.1 legenda matig geschikt
geschikt
zeer geschikt
Bodemgeschiktheidsklassen open systemen kD [m²/d]¹ toelichting² < 150 maximale capaciteit van één brondoublet bedraagt circa 25 m³/uur. De bodem is geschikt voor de bouw van maximaal 25 huizen, of 10 appartementen of 7.500 m² bvo, zonder meer investering in extra koude en warme bron (doublet). 150 - 600 maximale capaciteit van één brondoublet bedraagt circa 25 tot 100 m³/uur. De bodem is geschikt voor de bouw van circa 75 huizen, of 25 appartementen of 10.000 m² bvo, zonder meer investering in extra koude en warme bron (doublet). > 600 maximale capaciteit van één brondoublet is groter dan circa 100 m³/uur. De bodem is geschikt voor de bouw van minimaal 150 huizen, of 50 appartementen of 20.000 m² bvo, zonder meer investering in extra koude en warme bron (doublet). In de gemeente Waalwijk komt deze categorie niet voor.
¹ Bij het bepalen van de kD-klassen is rekening gehouden met de praktijksituatie dat gemiddeld slechts 80% van de dikte van het watervoerend pakket gebruikt kan worden voor het plaatsen van filters. ² Het debiet per woning is sterk afhankelijk van het type woning en het energieconcept en kan hierdoor aanzienlijk variëren. Uitgangspunt voor tabel 2.1 vormt een grondgebonden woning en een monovalent energieconcept [Lit. 1].
Figuur 2.3
Weergave kD waarden meest geschikte pakket
Cumulatieve bodemgeschiktheidskaart In de cumulatieve bodemgeschiktheidkaart (figuur 2.3) worden de drie watervoerende pakketten over elkaar heen gelegd en wordt op elke locatie het meest geschikte watervoerende pakket weergegeven. In de gemeente Waalwijk is dat in veel gevallen het eerste watervoerende pakket. De diepere watervoerende pakketten hebben op veel plekken een te geringe dikte voor energieopslagsystemen. Uit de cumulatieve bodemgeschiktheidkaart blijkt dat praktisch overal in de gemeente middelgrote systemen (circa 25 50 m³/uur) kunnen worden toegepast. Ten oosten van de stad Waalwijk en ten westen van Sprang-Capelle is de ondergrond het meest geschikt voor energieopslag.
25.645/61277/SB
5 december 2011
12
Uit de doorsnede B-B’ (figuur 2.1) blijkt dat in het uiterste (zuid)westen van de gemeente de tweede scheidende laag afwezig is. Dit biedt mogelijk potentie voor de realisatie van grotere systemen (> circa 50 m³/uur) onder de eerste scheidende laag. Er wordt geadviseerd om voorafgaand aan de realisatie een proefboring uit te voeren om vast te stellen of de tweede scheidende laag inderdaad afwezig is op deze locatie. Dieper dan 80 m-mv Het derde watervoerende pakket ligt grotendeels dieper dan 80 m-mv. Hierdoor is energieopslag, door middel van open systemen, in dit pakket om juridische redenen niet mogelijk. Technisch gezien is energieopslag in dit pakket wel mogelijk: het pakket is vrijwel overal dik genoeg en redox, verontreinigingen en het zoet-/brakgrensvlak zijn op deze diepte geen aandachtspunt. Bovendien zijn bij energieopslag in het derde watervoerende pakket de effecten aan maaiveld verwaarloosbaar. Echter, vanwege de beperkte doorlatendheid is dit fijnzandige pakket minder geschikt voor de realisatie van grotere (> circa 50 m³/uur) systemen.
2.2
Geschiktheid ondergrond gesloten systemen
2.2.1
Bodemgeschiktheid De parameters die de technische bodemgeschiktheid voor gesloten systemen bepalen, zijn gebaseerd op de “Bodemgeschiktheidskaart voor gesloten systemen” zoals deze in 2000 in opdracht van SenterNovem is opgesteld [Lit. 2]. In 2008 is deze kaart voor de provincie Noord-Brabant geüpdate en uitgebreid tot 150 m-mv. Met de kaart kan een globale indicatie van de bodemgeschiktheid worden verkregen. De kaart kan niet worden gebruikt om systemen mee te ontwerpen. Gesloten systemen worden tot op heden met name toegepast in kleine woningbouwprojecten en utiliteitprojecten. In principe kunnen gesloten systemen technisch gezien overal in Nederland worden toegepast, maar de verschillende bodemeigenschappen kunnen de toepassingsmogelijkheden beïnvloeden (zie figuur 2.4). De belangrijkste bodemeigenschappen zijn hieronder toegelicht.
Figuur 2.4
25.645/61277/SB
Bodemeigenschappen die van invloed zijn op de bodemgeschiktheid voor gesloten systemen.
5 december 2011
13
Thermische eigenschappen bodem De thermische geleiding van bodem en deklaag zijn belangrijke criteria voor de haalbaarheid van gesloten systemen. De gemiddelde warmtegeleiding hangt af van de verschillende aanwezige bodemsoorten. De bodemsoorten worden onderverdeeld in zand, klei, leem en veen. Een bodem die voornamelijk bestaat uit zand of schelpen(gruis) is goed geschikt. De bodemsoorten die de warmtegeleiding negatief beïnvloeden zijn veen, klei en leem. Klei-, veen- en leemlagen zijn van nature slecht doorlatend, deze lagen hebben een lager geleidingsvermogen dan zandlagen. Hoe groter de totale dikte van slecht doorlatende lagen die zich in de bodem bevinden, hoe langer de luslengtes van de bodemwarmtewisselaar moeten worden gedimensioneerd om een bepaalde capaciteit te behalen. Natuurlijke bodemtemperatuur De natuurlijke bodemtemperatuur bepaalt mede de geschiktheid voor de toepassing van gesloten systemen. Over het algemeen geldt dat hoe hoger de natuurlijke bodemtemperatuur, hoe geschikter de bodem is voor gesloten systemen. Bij hogere temperaturen dan 11°C is de bodem zeer goed geschikt. Bij lagere temperaturen dan 10°C is de bodem matig geschikt. Grondwaterstroming Een hoge grondwaterstroomsnelheid heeft met name bij kleine projecten voor gesloten systemen een positieve invloed op het thermisch functioneren. Bij onttrekking van warmte aan de bodem door een bodemwarmtewisselaar koelt de bodem namelijk af. De hoge stroomsnelheid van het grondwater levert een netto warmtewinst doordat het afgekoelde grondwater afstroomt. Grondwaterstand Onverzadigde bodemlagen hebben een lager geleidingsvermogen dan bodemlagen die volledig met grondwater verzadigd zijn. Hoe dikker de onverzadigde zone hoe dieper de bodemwarmtewisselaars moeten worden aangelegd. 2.2.2
Grondwaterkwaliteit Het functioneren van gesloten systemen wordt niet beïnvloed door de grondwaterkwaliteit omdat deze systemen niet in open contact staan met het grondwater (zie figuur 2.4).
2.2.3
Legenda geschiktheidkaart Om tot een indicatieve bodemgeschiktheidskaart te komen zijn bovenstaande parameters geëvalueerd en opgeteld door middel van een puntensysteem. Hierbij is de eindwaardering van de bodemgeschiktheid in drie klassen opgedeeld (tabel 2.2). Tabel 2.2
Bodemgeschiktheidsklassen gesloten systemen bij boordiepte tot 150 m
klasse matig geschikt geschikt zeer geschikt
specifiek vermogen¹ [W/m] < 20 20 - 30 >30
toelichting luslengte > 300 m/woning luslengte 200 - 300 m/woning luslengte < 200 m/woning
¹ specifiek vermogen is het gemiddeld vermogen van warmte of koude per meter dat aan de bodem onttrokken kan worden bij een boorgatdiepte van 150 m.
25.645/61277/SB
5 december 2011
14
Figuur 2.5
Bodemgeschiktheidskaart gesloten systemen
Op de bodemgeschiktheidskaart voor gesloten systemen (figuur 2.5) is te zien dat de ondergrond van Waalwijk overwegend geschikt tot zeer geschikt is voor de toepassing van bodemwarmtewisselaars. In de stad Waalwijk is 200 á 300 meter lus per woning nodig om de gewenste energievraag op duurzame wijze met bodemwarmtewisselaars te kunnen leveren. In de rest van de kernen is minder dan 200 meter per woning nodig om aan de energievraag te kunnen voldoen.
2.3
Bouwlocaties De bouwlocaties in de gemeente zijn in kaart gebracht. Nieuwbouw en revitalisering van bestaande bouw bepalen voor een belangrijk deel waar kansen liggen voor de toepassing van energieopslag. Verschillende soorten gebouwen hebben ieder een eigen specifieke energievraag. Woningen hebben een netto warmtevraag en bedrijven en utiliteit hebben een netto koudevraag. Door energieopslagsystemen slim te positioneren zou men deze behoeften kunnen uitwisselen. Figuur 2.6 geeft een overzicht van geplande locaties voor nieuwbouw of revitalisering in de gemeente Waalwijk. In tabel 2.3 worden de bouwlocaties toegelicht.
25.645/61277/SB
5 december 2011
15
Figuur 2.6
Bouwlocaties binnen de gemeente Waalwijk
Tabel 2.3 Bouwontwikkelingen gemeente Waalwijk type woningbouw
kantoren en voorzieningen
bedrijven en industrie
locatienaam Landgoed Driessen Groenstraat/Putstraat De Rugt Waesgeerd West Taxandriaweg De Els Doorsteek Sebregt Besoyen Dorpsplein
plaats Waalwijk Waalwijk Waspik Waspik Waalwijk Waalwijk Waalwijk Waalwijk Sprang-Capelle
Uitbreiding Haven 1-6 Waalwijk Haven 1-6 Waalwijk Haven 7 Waalwijk Zanddonk Isco terrein en gedempte haven Scharlo Maasoever Berkhaag
Waalwijk Waalwijk
omschrijving nieuwe woonwijk appartementen nieuwe woonwijk, deels gereed nieuwe woonwijk, deels gereed kantoren winkelcentrum winkels school en woningbouw nog niet bekend wat er gaat komen nieuw te ontwikkelen revitalisering bestaande bouw nieuw te ontwikkelen, deels gereed revitalisering bestaande bouw nieuw te ontwikkelen
Waspik revitalisering bestaande bouw Waspik revitalisering bestaande bouw Sprang-Capelle revitalisering bestaande bouw
Tabel 2.3 bevat de meest concrete ontwikkelingen in de gemeente Waalwijk. De meeste nieuwbouw vindt plaats aan de rand van de kernen. Bedrijven- en industrieterreinen liggen veelal net buiten de kern. De kansen voor de hierboven genoemde bouwlocaties zullen in hoofdstuk 3 kort benoemd worden.
25.645/61277/SB
5 december 2011
16
2.4
Ondergrondse functies en grondwaterbelangen Bij de toepassing van energieopslag dient rekening gehouden te worden met andere gebruikers en functies van de ondergrond. Ondergrondse functies kunnen kansen bieden voor combinatie met energieopslag. Bijvoorbeeld door koude-/ warmteopslag te combineren met saneren van grondwaterverontreinigingen. Negatieve interferentie met deze gebruikers en functies moet worden voorkomen. In deze paragraaf zijn de diverse ondergrondse functies in het stedelijk gebied van de gemeente geïnventariseerd. De figuren in deze paragraaf geven een overzicht hiervan.
2.4.1
Grondwatergebruikers
Figuur 2.7
Overzicht grondwatergebruikers, beschermde gebieden waterhuishouding en waterkeringen
In figuur 2.7 zijn alle permanente grondwatergebruikers weergegeven zoals opgenomen in het register van de provincie Noord-Brabant (juli 2011). Kleine (<50.000 m³/j) en tijdelijke onttrekkingen zijn niet in de figuur opgenomen. Grootschalige onttrekkingen kunnen in verband met wederzijdse beïnvloeding wel een belangrijk aandachtspunt vormen. Tabel 2.4 beschrijft de onttrekkingen die voorkomen in de gemeente met de vergunninghouder, functie en waterhoeveelheid. De praktijk leert dat het ontwerp van een energieopslagsysteem zodanig kan worden ingericht dat wederzijdse beïnvloeding wordt voorkomen. Er zijn al verschillende KWO-systemen vergund in de gemeente, waarvan de meeste in en om de stad Waalwijk. In tabel 2.5 staan de vergunde open systemen weergegeven. In het grondwaterbeschermingsgebied ten zuiden van de stad Waalwijk mogen geen open of gesloten energieopslagsystemen gerealiseerd worden. In de boringsvrije zone in het noorden van de gemeente mogen energieopslagsystemen alleen boven de eerste scheidende laag gerealiseerd worden. Voor gesloten systemen is in boringsvrije zones een ontheffing in het kader van de Provinciale Milieuverordening noodzakelijk.
25.645/61277/SB
5 december 2011
17
Tabel 2.4
Permanente grondwateronttrekkingen uit het register van de provincie
nummer vergunninghouder
functie
17699
wingebied Waalwijk
openbare watervoorziening
17711
Maasoever Cold Store B.V.
koelwater
550.000
17700
Van den Burg Eiproducten B.V.
brandweerput, noodvoorziening
70.000
Tabel 2.5
Eigenschappen vergunde open systemen in gemeente Waalwijk
Naam Koetshuis Campus Driessen Tweesteden Ziekenhuis Vestiging Waalwijk Appartementencomplex "Van Lovenlaan" Unisoft Retail Solutions Gemeentehuis Waalwijk Distributiecentrum Docdata Woonzorgcomplex Driessen, 74 appartementen Verpleeghuis De Riethorst
2.4.2
grootte [m³/jaar] 3.000.000
Type systeem KWO
Filterdiepte Max debiet Max vergunde hoe(m-mv) (m³/uur) veelheid (m³/uur) 30 - 44 50 255.000
KWO
31 - 36
17
150.000
KWO
25 - 45
17
133.000
38
130.000
35 30
128.000 109.500
KWO/ 19 - 36 Recirculatie KWO 20 - 38 KWO 25 - 35 KWO
24 - 40
27
81.000
KWO
17 - 30
20
80.000
Beschermde gebieden waterhuishouding Beschermde gebieden waterhuishouding mogen geen nadelige invloed ondervinden van grondwaterstandveranderingen. In figuur 2.7 zijn de beschermde gebieden waterhuishouding weergegeven. Deze gebieden bestaan uit beschermde gebieden en attentiegebieden. Binnen deze gebieden mogen geen energieopslagsystemen ontwikkeld worden. De ervaring leert dat de attentiegebieden binnen de bebouwde kom hier een uitzondering op vormen. In de attentiegebieden mogen wel (beperkte) effecten optreden van energieopslagsystemen die net buiten de gebiedsgrens gerealiseerd worden. Beschermde gebieden waterhuishouding zijn vrijwel altijd gelegen in het buitengebied, terwijl de meeste energieopslagsystemen in de bebouwde kom gerealiseerd worden.
2.4.3
Waterkeringen Het waterschap Brabantse Delta is bevoegd gezag voor de waterkeringen en de bijbehorende beschermingszones. Het is verboden zonder vergunning Waterwet een energieopslagsysteem te realiseren in een waterkering of beschermingzone. In figuur 2.7 zijn de waterkeringen en beschermingszones opgenomen.
25.645/61277/SB
5 december 2011
18
2.4.4
Verontreinigingen
Figuur 2.8
Overzicht verontreinigingen, belangrijke leidingen en archeologie
In figuur 2.8 zijn de bij de gemeente bekende ernstige grondwaterverontreinigingen opgenomen. De verontreinigingen komen voornamelijk voor binnen de kernen. Een verontreiniging mag in het kader van de Wet Bodembescherming (Wbb) niet beïnvloed worden. Met name mobiele grondwaterverontreinigingen vormen in verband met mogelijke interactie een aandachtspunt voor de toepassing van energieopslag. Er dient met de verontreinigingen rekening te worden gehouden bij het bronontwerp en aanvragen van de vergunning in het kader van de Waterwet. Het potentieel voor combinatie van energieopslag met sanering is het grootst bij verontreinigingen die zijn doorgedrongen tot in de watervoerende laag waar ook de filters van het betreffende energieopslagsysteem kunnen worden geplaatst. In grote delen van de gemeente Waalwijk is geen deklaag aanwezig. Verontreinigingen kunnen hierdoor dus zijn doorgedrongen tot in het eerste watervoerende pakket. Aangezien het eerste watervoerende pakket het meest geschikt is voor de toepassing van energieopslag biedt Waalwijk potentie voor de combinatie van energieopslag met sanering. 2.4.5
Archeologie In figuur 2.8 zijn de archeologisch waardevolle gebieden en gebieden met een hoge archeologische verwachting weergegeven. Deze kaart is gebaseerd op gegevens van de gemeente Waalwijk. Met name in de kernen bevinden zich gebieden die als archeologisch waardevol zijn aangewezen. In deze gebieden is het verboden om zonder of in afwijking van een vergunning het archeologisch bodemarchief te verstoren, indien er sprake is van verstoring van een oppervlak van minimaal 100 m² met een diepte van minimaal 0,3 m. Voor gebieden met een hoge archeologische verwachting ligt de grens bij 500 m² en 0,5 m diepte [Lit 3.].
25.645/61277/SB
5 december 2011
19
Bij nieuwbouwprojecten zal de verstoring van de ondergrond vaak al dusdanig groot zijn dat een vergunning nodig is. Er hoeft in dat geval geen aparte vergunning voor het energieopslagsysteem te worden aangevraagd. In de vergunningaanvraag moet worden aangegeven wat de bestaande en de door de aanvrager gewenste situaties zijn. 2.4.6
Ondergrondse infrastructuur Kabels en leidingen Figuur 2.8 presenteert de globale ligging van de belangrijkste ondergrondse hoofdleidingen. In heel Waalwijk liggen kabels en leidingen in de ondergrond, zowel binnen als buiten de bebouwde kom. Kabels en leidingen liggen maximaal 1 tot 2 meter diep. Grondwaterstandverandering als gevolg van energieopslagsystemen vormt daarbij geen aandachtspunt. Bij realisatie van een energieopslagsysteem dient men echter wel rekening te houden met aanwezige kabels en leidingen. Tunnels en parkeergarages Net als bij kabels en leidingen kunnen ook ondergrondse werken zoals tunnels en parkeergarages een aandachtspunt zijn bij het plaatsen van open of gesloten systemen. Ondergrondse werken zoals tunnels en parkeergarages komen in de regel enkel voor binnen de kernen. In de gemeente Waalwijk zijn geen ondergrondse parkeergarages, tunnels of andere ondergrondse werken bekend.
25.645/61277/SB
5 december 2011
20
3
Kansen
3.1
Combinatiekansen In voorgaande hoofdstukken is bij een aantal thema’s gesproken over combinatiekansen. De meest voorkomende combinatiekansen zijn: 1. Open systemen onderling: rendementsverhoging; 2. Warmtevraag bij woningen uitwisselen met koudevraag industrie en utiliteitbouw; 3. Sanering verontreiniging uitvoeren met bodemenergiesystemen; 4. Verdroging; 5. Energie uit oppervlaktewater; 6. Restwarmte levering in combinatie met hoge temperatuuropslag. De combinatie met sanering wordt hieronder beknopt toegelicht, omdat uit de eerste analyse blijkt dat dit wellicht kansen biedt voor Waalwijk. Sanering verontreiniging met bodemenergiesystemen Indien de bronfilters van een open systeem in dezelfde watervoerende laag als een verontreiniging kunnen worden gepositioneerd kan bij een juiste bronconfiguratie ervoor worden gezorgd dat beheersing van de grondwaterverontreiniging plaatsvindt. Het onttrekken en infiltreren van grondwater zorgt bovendien voor een zogenaamd wasmachineeffect, dat samen met een temperatuurverhoging door positionering van de warme bel in de verontreinigingvlek, de natuurlijke afbraak van de verontreiniging kan stimuleren. Ook door middel van gesloten systemen kan dit temperatuurseffect worden bereikt. De mate waarin het synergievoordeel kan worden benut zal nog aangetoond moeten worden. Tevens vraagt het een verdere juridische afstemming. In figuur 2.16 is een voorbeeld weergegeven van deze synergiekans.
Figuur 3.3
Weergave energieopslag in combinatie met sanering
In Waalwijk bevinden zich enkele mobiele verontreinigingen in het grondwater in het eerste watervoerende pakket. Dit pakket is op de meeste locaties geschikt voor energieopslag, waardoor de combinatie met sanering potentieel tot de mogelijkheden behoort.
25.645/61277/SB
5 december 2011
21
3.2
Kansrijke locaties in Waalwijk Uit de kansenkaarten blijkt dat de ondergrond in de gemeente Waalwijk op veel locaties geschikt is voor middelgrote (circa 25 - 50 m³/uur) open systemen. Mogelijk zijn op specifieke locaties grotere systemen (> circa 50 m³/uur) realiseerbaar, maar dit vereist gedetailleerd onderzoek van de ondergrond. De mogelijke aanwezigheid van een redoxgrens vormt wel een aandachtspunt. In vrijwel de gehele gemeente is de ondergrond geschikt tot zeer geschikt voor gesloten systemen. In beschermde gebieden waterhuishouding en grondwaterbeschermingsgebieden is het niet toegestaan boringen uit te voeren. Energieopslagsystemen zijn in deze gebieden daarom niet realiseerbaar. In attentiegebieden waterhuishouding, boringsvrije zones, beschermingszones van waterkeringen en archeologisch waardevolle gebieden is energieopslag onder voorwaarden toegestaan. Zoals op de kansenkaarten te zien is vallen de meeste bouwlocaties buiten attentiegebieden. Dit biedt mogelijkheden voor de realisatie van energieopslagsystemen. In tabel 3.1 zijn per bouwlocatie de aandachtspunten bepaald. Tabel 3.1 Aandachtspunten bouwlocaties Waalwijk type woningbouw
kantoren en voorzieningen
bedrijven en industrie
25.645/61277/SB
locatienaam Landgoed Driessen
aandachtspunten attentiegebied waterhuishouding, hoge archeologische verwachting Groenstraat/Putstraat verontreiniging De Rugt geen Waesgeerd West geen Taxandriaweg bestaand open systeem, verontreiniging De Els hoge archeologische verwachting, verontreiniging Doorsteek Sebregt archeologisch waardevol, verontreiniging Besoyen archeologisch waardevol, bestaand open systeem Dorpsplein archeologisch waardevol Uitbreiding Haven 1-6 verontreiniging, industriële grondwateronttrekking Haven 1-6 mogelijke verontreinigingen door bedrijfsactiviteiten, industriële grondwateronttrekking, bestaande open systemen Haven 7 attentiegebied waterhuishouding, boringsvrije zone Zanddonk attentiegebied waterhuishouding, hoge archeologische verwachting, verontreinigingen Isco terrein en geverontreiniging dempte haven Scharlo geen Maasoever industriële grondwateronttrekking, hoge archeologische verwachting Berkhaag hoge archeologische verwachting
5 december 2011
22
Een aantal van bovenstaande locaties is aan te wijzen als extra kansrijk voor de toepassing van energieopslag. Hiervoor wordt een aantal beoordelingscriteria gehanteerd: - Grootte van de nieuwbouwlocatie Hoe groter de nieuwbouw ontwikkelingen (aantal woningen of hectare bedrijventerrein), hoe rendabeler de aanleg en exploitatie van een energieopslagsysteem op de beoogde locatie. De kosten worden tenslotte door meer gebruikers gedragen. De grootte van de nieuwbouwlocatie heeft tevens invloed op de terugverdientijd: bij grotere projecten kan de terugverdientijd aanzienlijk kleiner zijn dan bij kleinschalige projecten. Het een en ander is echter afhankelijk van bodemopbouw en het energieconcept van de bebouwing. - De bodemgeschiktheid Hoe geschikter de bodem, hoe minder bronnen of lussen gerealiseerd hoeven te worden om aan het benodigde debiet te voldoen. Bij een zeer geschikte bodem zullen de investeringskosten lager uitvallen dan bij een matig geschikte bodem. Hierbij dient opgemerkt te worden dat de geschiktheid van de bodem mede bepaald wordt door de omvang van het beoogde systeem: een ondergrond met een lage doorlatendheid is matig geschikt voor grote systemen, terwijl een klein systeem (tot circa 25 m³/uur) hier prima realiseerbaar zal zijn. - De omgevingsbelangen De juridische haalbaarheid van een potentieel project kan vergroot worden wanneer er weinig grondwaterbelangen aanwezig zijn. Daarnaast kan de aanwezigheid van bepaalde belangen (bijvoorbeeld verontreinigingen) combinatiekansen opleveren waarmee de juridische haalbaarheid (mogelijk) wordt vergroot. In samenspraak met de gemeente Waalwijk worden de volgende locaties als extra kansrijk aangemerkt: 1. Uitbreiding Haven 1-6 (nieuwbouw bedrijven en industrie) 2. Het gebied Taxandriaweg, De Els en Doorsteek Sebregt (nieuwbouw kantoren, winkels en voorzieningen) 3. Besoyen (nieuwbouw school en voorzieningen) 4. Landgoed Driessen (nieuwe woonwijk) Suggesties om energieopslag op deze locaties te stimuleren worden in de volgende paragraaf gegeven.
3.3
Toepassingsbereik kansenkaart Het voorliggend rapport en de bijbehorende kansenkaart zijn gebaseerd op gegevens zoals geïnventariseerd in november 2011. Geplande ontwikkelingen zullen de komende jaren worden gerealiseerd en naar verwachting zullen er nieuwe energieopslagsystemen bijkomen. Als gevolg hiervan kunnen de kansen voor energieopslag op een bepaalde locatie veranderen. Afstemming tussen nieuwe systemen kan noodzakelijk worden. Andere belangen die de komende jaren kunnen wijzigen zijn onder andere de onttrekkingsgegevens en de verontreinigingssituatie. Derhalve wordt geadviseerd voor nieuwe bodemenergiesystemen altijd een haalbaarheidsstudie te laten uitvoeren om de bestaande belangen te inventariseren. De gemeente Waalwijk wil graag een duurzaam en optimaal gebruik van de ondergrond borgen en faciliteren bij de realisatie van energieopslagsystemen. De kansenkaart zal daarom een keer per vijf jaar geactualiseerd worden.
25.645/61277/SB
5 december 2011
23
Literatuur [1]
IF Technology, 2007 - Energieopslag in de bodem. Variantenstudie vergunningsprocedures. Arnhem.
[2]
IF Technology, 2000 - Bodemgeschiktheidskaart voor warmtepompsystemen met verticale bodemwarmtewisselaars. Arnhem.
[3]
Gemeente Waalwijk, 2011 - Erfgoedverordening 2011
25.645/61277/SB
5 december 2011
24
Bijlage 1 Kansenkaart open en gesloten systemen
25.645/61277/SB
5 december 2011
Open systemen
Bodemgeschiktheid
±
breuk geschikt voor grote systemen
0
1,250
2,500
geschikt voor middelgrote systemen
geschikt voor kleine systemen
5,000 meter
Gesloten systemen
±
Bodemgeschiktheid
0
1,250
2,500
Legenda
grondwatergebruikers
zeer geschikt geschikt matig geschikt
5,000 meter
restricties
( !
industriële onttrekking
( !
drinkwaterwinning
bedrijven (nieuwbouw)
( !
open systeem
belangrijke leiding
) "
gesloten systeem
bodemenergie niet toegestaan
bedrijven (deels gereed)
m n
grondwaterverontreiniging
ontwikkelingen
aandachtsgebied
woningen
bedrijven (revitalisering) kantoren en voorzieningen
Aandachtspunten gehele gebied Potentiële beperking door aanwezigheid redoxgrens of archeologie. Meer informatie is in het bijbehorende rapport te vinden.
Kansen bodemenergie gemeente Waalwijk Onderwerp:
open en gesloten systemen
Referentie:
61277/SB
Auteur:
MB
Status:
definitief
Datum:
Disclaimer
2-12-2011
Deze kaart beschrijft de kansen voor bodemenergie op quickscan-niveau en is nadrukkelijk niet geschikt voor vergunningaanvragen, haalbaarheidsstudies of ontwerpstudies.
